Procédé de manaeuvre d'organes de changement de combinaison de vitesses d'une boîte de vitesses à engrenages et boîte de vitesse pour la mise en aeuvre de ce procédé On connaît déjà un procédé de changement de vitesses dans les boîtes de vitesses à engrenages, procédé selon lequel, pendant le changement die combinaisons d'engrenages,
on immobilise de façon complète l'un des arbres porteur d'un pignon qui doit recevoir l'engrènement d'un autre pignon porté par un autre arbre et l'on immobilise également cet autre arbre d'une façon qui peut être relativement incomplète, à la condition que la puissance d'entraî nement et la vitesse résiduelle de cet autre arbre soient relativement faibles,
le tout en vue de faciliter l'engrènement à réaliser sans qu'il soit besoin de prévoir dans ladite boîte de vitesses, des dispositifs dénommés synchroniseurs, puisque les engagements des divers engrenages sont effectués à l'arrêt quasi complet des dentures.
Il est avantageux, dans la mise en oeuvre d'un tel procédé connu, de verrouiller les combinaisons de vitesse par des moyens dont l'ouverture est con trôlée par le couple de réaction d'un frein à action différée et modérée qui agit sur l'arbre secondaire de la boite de vitesses, de façon à empêcher tout changement de combinaison intempestif pendant une rotation dudit arbre secondaire,
à vitesse et couple supérieurs à des valeurs déterminées.
La présente invention a pour but de simplifier la construction, des boîtes de vitesses de ce genre et d'en rendre la man#uvre plus simple et plus souple.
A cet effet, l'invention comprend un procédé de manoeuvre d'organes de changement de combinaison de vitesses dans une boîte de vitesses à engrenages,
caractérisé par le fait que l'on verrouille lesdits organes de changement de combinaison de vitesses dans la boîte et que l'on contrôle le verrouillage par au moins un organe manométrique branché sur la pression de refoulement d'une pompe à huile de lubrification correspondante, entraînée par l'un des mobiles de la boîte de vitesses,
ledit verrouillage étant relâché lorsque cette pression est inférieure à une limite prédéterminée.
L'invention comprend également une boîte de vitesses pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus défini, caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe manométrique branché sur le refoulement d'une pompe de lubrification de ladite boîte, entraî née par l'un des mobiles de ladite boîte, organe manométrique actionnant un organe de verrouillage des changements de combinaison.
Les: dessins représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la boîte de vitesses que com prend l'invention.
La fig. 1 montre avec des arrachements partiels ladite forme d'exécution de la boîte de vitesses.
La fig. 2 montre une coupe schématique d'un distributeur, et son association avec un sélecteur. La fig. 3 montre schématiquement une coupe axiale du sélecteur.
La fig. 4 montre schématiquement de façon développée la forme de la denture des engrenages ou des crabots.
La boîte de vitesses représentée est désignée en général par la référence 1. Elle est entraînée par un arbre moteur solidaire de la cloche 2 d'un embraya- ge-frein, ce dernier étant porté par l'arbre d'entrée 3 de la boîte. Cette boîte comporte deux arbres inter médiaires 4 et 5 et un arbre de sortie 6. L'arbre intermédiaire 4 est solidaire de deux pignons. 7 et 8 et parte deux pignons fous 9 et 10 entre lesquels est disposé un crabot double 11 commandé par une fourchette 12.
Les deux pignons 9 et 10 sont cons tamment en prise avec les pignons correspondants, non visibles sur les dessins, solidaires de l'arbre d'entrée 3.
Les pignons 7 et 8 engrènent avec des pignons 13 et 14 montés fous sur l'arbre intermédiaire 5, un crabot double 15 commandé par une fourchette 16 pouvant être mis en prise alternativement avec les pignons 13, 14. Cet arbre intermédiaire 5 est soli daire d'un pignon 17 qui engrène avec un pignon fou 18 sur l'arbre de sortie 6.
Par ailleurs, le second arbre intermédiaire 5 porte un pignon 19 monté fou sur ledit arbre et qui engrène avec un pignon 20 solidaire de l'arbre de sortie 6. Une fourchette dou ble 21 commande un crabot 22 entraîné par l'arbre 5 et un crabot 23 entraîné par l'arbre 6. Ces crabots 22 et 23 peuvent venir en prise alternativement avec le pignon 19 et avec le pignon 18.
Une telle boîte de vitesses permet d'obtenir huit combinaisons de vitesses entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de sortie 6.
L'arbre 6 commande en autre, par un renvoi d'angle, l'arbre 24 d'une pompe à huile qui distribue le lubrifiant sous pression par des communications non représentées aux roulements et aux engrène ments de cette boîte de vitesses, le refoulement de ladite pompe étant en outre branché sur l'entrée 25 d'un contact manométrique 26,
contact qui est ouvert lorsque la pompe débite et qui se ferme pour une pression de refoulement inférieure à une valeur pré- déterminée, permettant ainsi de traduire électrique, ment la rotation ou l'arrêt complet ou presque com plet des mobiles de la boîte.
L'embrayage@cin 2 comporte un cylindre 2,7 fixe, solidaire des disques d'arrêt et - dans lequel un piston 28 est accroché par une butée au moyeu 29 de déplacement des garnitures d'embrayage et de freinage à l'encontre des, ressorts habituels. Un fluide comprimé admis sous ce piston permet de désaccou pler la boîte du moteur et d'immobiliser l'arbre d'entrée.
Comme la boîte de- vitesses comporte des engrenages toujours en prise, l'immobilisation de l'arbre d'entrée entraîne celle de taus les arbres intermédiaires et de l'arbre de sortie, ce dernier étant normalement réuni aux organes entraînés par l'inter médiaire de roues libres.
Les fourchettes 12, 16 et 21 sont solidaires cha cune d'une tige de man#uvre qui traverse la boîte, chacune desdites tiges portant en bout, à chaque extrémité, un piston de commande à fluide comprimé circulant dans un cylindre correspondant à simple effet.
Ces pistons, recevant alternativement des pous sées qui les amènent à fond de course, baladent les crabots d'une position extrême de mise en prise avec un pignon à la position opposée.
Les fonds des, pistons 30 et 30a font simplement face dans les cylindres 31 et 31a aux débouchés de tubulures de distribution 32 et 32a, un seul des sous-ensembles considéré étant affecté de références, les deux autres étant identiques. La tige 33 com mune aux deux pistons est axialement solidaire de la fourchette correspondante et présente deux enco ches de verrouillage 34 et 34a d'écartement corres pondant à la course du crabot, de telles encoches, à flancs inclinés, recevant des organes de verrouil lage 35 en forme de coins.
Les organes de verrouil lage successifs sont taus solidaires d'une tige de manoeuvre 37 qui circule dans un évidement du carter de la boîte 1, évidement d'axe parallèle au plan des axes des tiges de manoeuvre 33.
La partie supérieure de la tige 37 de verrouillage est solidaire d'un piston 38 circulant dans un cylindre 39 à fluide comprimé, le piston 38 étant rappelé en position de déverrouillage par un ressort 40. L'extrémité opposée de la tige 37 repose sur la tête de manoeu- vre d'un clapet 41 qui est rappelé en position de fermeture par un ressort lorsque les verrous sont hors d'action et qui est ouvert lors de l'exécution des verrouillages.
Les cylindres 31 et 31a sont individuellement reliés par les six tubulures 32 et 32a à des, perfo rations pratiquées dans le corps d'un présélecteur 42 montré en coupe sur la fig. 2. Ce présélecteur con- tient trois pistons identiques 43 différentiels dont la section la plus mince forme tiroir.
Le corps du présélecteur 42 renferme trois cylindres 44 dans lesquels jouent les tiroirs 43 et sous les têtes des quels du fluide comprimé peut être admis grâce à une fente 45 de distribution aménagée dans un cou vercle 46 relié à une tubulure 47 centrale. Les, têtes 48 de ces pistons 43 circulent dans un cylindre cor- respondant 49 de plus grand diamètre que le cylin dre 44, chacun de ces cylindres 49 étant fermé par un couvercle commun 50 raccordé,
au droit de cha cun des cylindres 49, à trois tubulures 51. Les tubu lures 51 sont reliées à la platine d'un sélecteur 52 qui sera décrit ci-après.
Chacun des cylindres 44 présente des perfora tions radiales, 53 et 53a qui sont respectivement reliées aux tubes 32 et aux tubes 32a correspondants. Une perforation radiale intermédiaire 54 sert d'orifice d'échappement.
Le corps du tiroir présente une ouverture bor- gne 55 débouchant face à la gorge 45 et cette ouverture 55 communique, par des perforations radiales 56, avec une gorge extérieure circulaire 57 qui coïncide avec l'ouverture 53a lorsque le tiroir est en position d'enfoncement. La périphérie du tiroir est creusée d'une gorge large 58 qui permet la communication alternative de l'orifice 53 avec l'ori fice 54 ou de l'orifice 53a avec l'orifice 54.
La longueur du tiroir entre la tranche qui limite la gorge 58 et la tête du tiroir permet de découvrir l'orifice 53 correspondant.
Avec une telle disposition, lorsque le, tiroir est en position haute (fig. 2), la tubulure 47 communique avec l'orifice 53 et l'orifice 53a communique avec l'orifice 54 ; lorsque le tiroir est en position basse, la tubulure 47 communique avec l'orifice 53a et l'orifice 53 communique avec l'orifice 54. En consé- quence, chacune des tubulures 32 et leurs homolo- gues 32a peut être alternativement reliée à l'admis sion d'un fluide comprimé ou à l'échappement.
On obtient ainsi huit dispositions différentes pour les figures d'admission et d'échappement des, cylindres 31, correspondant aux huit vitesses possibles que la boîte de vitesses peut réaliser.
Le distributeur 42 est nommé ci-dessus pré sélecteur, car la tubulure 47 d'admission. de fluide comprimé est sous la dépendance d'une électro- valve 59 dont le circuit d'excitation est fermé par le contact manométrique 26. Le fluide sous pression ne peut donc être admis aux cylindres 31 que lorsque la pression d'huile est inférieure à une valeur, pré déterminée, c'est-à-dire lorsque la boîte de vitesses est sensiblement immobilisée.
Le sélecteur 52 (voir fig. 3) ci-dessus mentionné comporte une platine fixe 60 que surmonte une glace mobile 61 commandée en rotation par l'axe 62 d'une poignée de man#uvre 63. Cette poignée peut être immobilisée dans ses diverses positions par tous verrouillages élastiques convenables.
La glace 61 est enfermée sous un couvercle 64 qui reçoit, par une perforation 65, une tubulure 66 (fig. 1) d'admission de fluide comprimé. La platine 60 reçoit les raccords de départ 67 des tubulures de man#uvre 51 qui aboutissent au présélecteur 42.
Les entrées des raccords 67 communiquent avec des perforations axiales 68 qui débouchent dans la platine 60, dans, la face de contact avec la glace 61. Dies perforations analogues 69 aboutissent, non pas directement dans la face de contact, mais dans un évidement 70 central de la platine, l'orifice 69 débouchant à l'échappement.
La face de contact de la glace comporte, aux endroits convenables, des perforations 71 qui traversent ladite glace et qui peuvent coincider avec les, orifices 68, d'autres emplacements de cette face de contact de la glace étant pourvus de creusures. 72 qui permettent la com munication de certaines des perforations 68 avec l'espace 70.
On peut ainsi distribuer aux trois tubes 51 soit du fluide sous pression soit du fluide à l'échappe ment. Selon les positions du levier 63, certains tiroirs 43 seront en position haute (fig. 2) ou en position basse. Le levier 63 établit donc une pré sélection des. vitesses dans le distributeur 42, la man#uvre de changement de combinaison de vitesses devenant effective lors de l'ouverture de, l'électro- valve 59.
Par mesure de sécurité et d'enclenchement, l'ali mentation de l'électrovalve 59 n'est ni constante ni directe. Elle est sous la dépendance d'un distributeur 73 lui-même manaeuvré par un impulseur 74, robi net à poussoir du type coup de poing monté en série sur une tubulure 75 branchée sur la tubulure 66 qui est reliée de façon constante à la source de fluide comprimé.
Le distributeur 73 présente à cet effet cinq chambres séparées les unes des autres par des étran glements. La chambre centrale est réunie à une tubu lure 76 d'admission de fluide comprimé. Les deux chambres, immédiatement voisines sont réunies res pectivement à des tubes de communication 77 et 78. Les deux chambres marginales sont réunies à des tubes d'échappement 79 et 79a, ces chambres ser vant elles-mêmes, de cylindres à simple effet.
Le mobile 80 du distributeur est compris entre deux pistons 81 et 81a qui circulent dans les chambres extrêmes.. La chambre du piston 81 est réunie à la tubulure 76. La chambre du piston 81a est réunie à une tubulure 82 qui est alimentée par la soupape 41 du contrôle de verrouillage. La tubulure 77 com porte une branche 83 d'alimentation de l'électro- valve 59, une branche d'alimentation 84 du cylindre 27 de l'embrayage-frein et une dérivation 85 qui est branchée sur un dispositif de mise au ralenti du moteur thermique d'entraînement de la boîte de vitesses, par exemple.
La tubulure 78 alimente une double valve 86 à opercule libre 87, double valve dont le corps est réuni par une tubulure 88 au cylindre 39 de ver rouillage. L'extrémité opposée de la double valve 86 est réunie à une tubulure 89 qui constitue la sortie de la soupape 41 et cette tubulure 89 est pourvue d'une dérivation 90 branchée sur la tubulure 47 d'alimentation du présélecteur, avec interposition d'un gicleur calibré 91 qui fait fonction de ralentis seur à l'établissement de la pression dans la double valve 86 et sous la soupape de contrôle 41.
Pour assurer la distribution convenable, le mobile 80 du distributeur 73 possède deux amincis et trois portions renflées qui peuvent déboucher et qui obtu rent respectivement de façon étanche les communi cations., par leur passage dans les parties restreintes du corps du distributeur 73 qui séparent les diverses chambres, de distribution.
Ce mobile peut occuper deux positions extrêmes dans lesquelles: la tubulure 76 alimente la tubulure- 77 avec le fluide comprimé, comme représenté sur la fig. 1 ; dans la position opposée, la tubulure 76 alimente la tubulure 78 ; à l'inverse, lorsque la tubulure 76 alimente la tubu lure 77, la tubulure 78 est en communication avec l'orifice d'échappement 79a ; lorsque la tubulure 76 alimente la tubulure 78, la tubulure 77 est en com munication avec la tubulure 79.
La boîte de vitesses représentés comporte, bran ché sur la tubulure 84, un clapet 100 dont l'élément mobile 101 est repoussé sur son siège par un ressort 102, la chapelle dudit clapet laissant librement passer l'air comprimé dans la conduite 84. Le siège de l'élément mobile 101 débouche dans un espace 103 mis en communication avec l'atmo sphère par une tubulure 104.
Cet élément mobile<B>101</B> est manoeuvré par un piston 105 situé dans un cylindre 106 alimenté par une tubulure 107. Cette tubulure 107 est raccordée à la tubulure 90 qui est alimentée par le retar dateur 91.
Le fonctionnement de la boîte de vitesses décrite est le suivant Le conducteur choisit par le levier 63 une com binaison de vitesses en amenant ce. levier sur la position correspondante ; la glace 61 pivote et amène les perforations 71 convenables au-dessus des perfo rations 68 et les échancrures 72 au-dessus des per forations 68a. La combinaison correspondante d7ad- missions et d'échappements est établie dans les tubes 51 et les tiroirs 43 prennent la position qui corres pond à cette combinaison d'admissions et d'échap pements.
En effet, une combinaison de vitesses est enclenchée et verrouillée et la tubulure 47 est nor malement sous pression, car elle est alimentée par le retour d'air éventuel qui a été emmagasiné dans les tubulures de la soupape 41 ; cette action diff6ren- tielle sur les tiroirs est éventuellement commencée, de façon au moins partielle.
Après avoir choisi la combinaison de vitesses comme ci-dessus mentionné, le conducteur agit sur l'impulseur 74. Le mobile 80 du tiroir 73 met à l'admission l'embrayage-frein par la tubulure 84, alimente l'électrovalve 59 qui demeure fermée si la boîte est en marche et met au ralenti le moteur thermique par la tubulure 85. L'arbre 3 est débrayé et freiné et la boîte s'arrête. Par le contact mano- métrique 26 qui se ferme, l'électrovalve est excitée et met sous pression la tubulure 47.
Les tiroirs 43 achèvent leur fonctionnement. Ils mettent à l'admis sion et à l'échappement les tubulures 32 et 32a qui effectuent les alimentations des cylindres, 31 et 31a d'exécution du changement de combinaison de vitesses prévu.
En même temps, dès l'arrivée de l'impulsion par la tubulure 75, la tubulure 78 mise à l'échappement provoque la. vidange du cylindre 39 et le ressort 40 effectue un déverrouillage total de toutes les, trin- gles 33. Le changement de combinaisons est libre. Ce déverrouillage entraîne la fermeture de la soupape de contrôle 41 qui empêche la réalimentation de la tubulure 82.
Le ralentisseur 91 rétablit très progressivement la pression dans la tubulure 90 et chasse vers la droite le mobile 87 de la double valve 86 dans un mouve ment différé qui permet l'exécution libre du change ment de combinaison.
En même temps, l'air comprimé passant par le gicleur calibré 91 pénètre dans la conduite 107 et agit sur le piston 105. L'ouverture du clapet 101 correspondante provoque une légère fuite vers la conduite 104 de l'air contenu dans la conduite 84 avec baisse de pression dans le cylindre 27. Le cali brage de cette fuite est tel qu'un embrayage partiel se produise en même temps que le frein est légère ment desserré.
L'arbre 3 reçoit donc une impulsion en rotation à faible vitesse et à faible couple qui permet de faire défiler la denture du mobile dont il est solidaire devant la denture du mobile correspon dant où l'engagement doit être effectué, ce mobile correspondant solidaire de l'arbre de sortie 6 pouvant être arrêté ou non. ' Toutefois, ce mouvement de changement de combinaison étant achevé, le mobile 87 obture la tubulure 78 et établit la communication entre la tubulure 90 et la tubulure 88. Le verrouillage se rétablit par enfoncement du piston 38 et compression du ressort 40.
Lorsque les verrous 35 sont tous engagés dans les encoches 34, la tige 37 ouvre la soupape 41 qui est alimentée par la tubulure 89, dérivée de la tubulure 90. La tubulure 82 est sous pression et cette pression repousse progressivement le mobile 80 du distributeur 73. La tubulure 77 repasse à l'échappement et la tubulure 78 à l'ad mission. Sous l'effet de cette admission, le mobile 87 de la double valve 86 obture l'entrée de la tubulure 89 et débouche l'entrée de la tubulure 88 vers la tubulure 78. Le cylindre 39 de verrouillage se trouve réalimenté.
Par la tubulure 77 à l'échappement, la tubulure 85 se vide et la vitesse du moteur est progressive ment rétablie et la tubulure 84 provoque le relâche ment du frein et l'embrayage. Les mobiles de la boîte de vitesses, enclenchés sur une autre combi naison, reprennent leur mouvement. La pression d'huile remonte et ouvre le manocontact 26. L'élec- trovalve 59 se referme.
Le verrouillage maintient la combinaison enclen chée sans changement possible, même si un mouve ment tend à se produire dans le distributeur 42.
Une telle boîte, montée sur un véhicule, est par elle-même sans point mort. Le point mort peut être fourni par l'accouplement à ladite boîte d'un inver seur qui possède lui-même un point mort, particu lièrement dans le cas d'un véhicule ferroviaire.
Un nouveau changement de combinaison de vitesses peut être exécuté par des manaeuvres iden tiques à celles qui viennent d'être décrites.
Il est à remarquer que l'achèvement de l'em brayage complet reste sous la dépendance du ver rouillage, contrôlé par le clapet 41.
Cet embrayage partiel permet donc d'obtenir le mouvement à faible couple et à faible vitesse sur l'arbre d'entrée dans la boîte, indépendamment des conditions de mouvement de l'arbre de sortie. Le changement de combinaisons .est donc effectué avec sûreté, même à l'arrêt complet dudit arbre de sortie.
Pour faciliter cet embrayage partiel et donner à la manoeuvre la progressivité nécessaire, on fait tra- vailler l'embrayage 2, au léger serrage des garni tures, à l'aide d'une garniture élastique 108 ayant la forme d'une rondelle tronconique, qui peut tra vailler seule en développant le couple nécessaire.
Il est également souhaitable de donner aux den tures des flancs inclinés 109 et 110 dont l'inclinaison est de même sens. Si les flancs 109 se déplacent dans le sens de la flèche f 1 en se rapprochant des flancs 110 dans la direction de la flèche f2 , les flancs 109 et<B>110</B> peuvent glisser les uns sur les autres et faciliter l'engagement, l'inclinaison com mune étant à peu près. celle de la résultante des mouvements<I>f 1</I> et f, <I>.</I>
II est à remarquer de plus, que la commande simultanée ou successive de plusieurs boîtes de vites ses peut aisément être exécutée par branchement en parallèle desdites boîtes sur les quatre tubulures 51 et 75 seulement, d'un sélecteur unique 52 et d'un impulseur unique 74, la simultanéité étant obtenue par branchement de conduits à pertes de charge égales et la succession, avantageuse dans certains cas pour ne pas causer d'interruptions brusques dans l'effort de traction d'un véhicule polymoteur, grâce.
à l'interposition d'orifices calibrés créateurs de pertes de charges inégales dans les branchements des pré sélecteurs 42 et des distributeurs 73 des ensembles commandés.
Il va de<B>,</B> soi, en outre, que l'on peut apporter des modifications à la forme d'exécution qui vient d'être décrite. C'est ainsi que, pour les commandes simul tanées ou successives de plusieurs boîtes, on pour rait utiliser un autre mode de commande à distance, électrique par exemple, par moteurs, de télécom mande ou par électrovalves, au lieu d'une commande à fluide sous pression.
De même, une liaison, de préférence temporisée, susceptible d'être établie à la demande, pourrait permettre d'associer, en régime normal, le sélecteur et l'impulseur, pour que la manoeuvre puisse être assurée par le levier de sélec tion uniquement.
Method of operating gear combination change members of a gearbox and gearbox for implementing this method A method of changing speeds in gearboxes is already known. according to which, during the change of gear combinations,
one of the shafts carrying a pinion which must receive the meshing of another pinion carried by another shaft is completely immobilized and this other shaft is also immobilized in a manner which may be relatively incomplete, provided that the driving power and the residual speed of this other shaft are relatively low,
the whole with a view to facilitating the meshing to be achieved without it being necessary to provide in said gearbox, devices called synchronizers, since the engagements of the various gears are effected with almost complete stop of the teeth.
It is advantageous, in the implementation of such a known method, to lock the speed combinations by means the opening of which is controlled by the reaction torque of a delayed and moderate action brake which acts on the speed. 'secondary shaft of the gearbox, so as to prevent any untimely change of combination during rotation of said secondary shaft,
at speed and torque greater than determined values.
The object of the present invention is to simplify the construction of such gearboxes and to make them easier and more flexible to operate.
To this end, the invention comprises a method of operating gear combination change members in a gearbox,
characterized in that said gear combination change members are locked in the box and that the locking is controlled by at least one manometric member connected to the delivery pressure of a corresponding lubricating oil pump, driven by one of the moving parts of the gearbox,
said lock being released when this pressure is below a predetermined limit.
The invention also comprises a gearbox for implementing the method defined above, characterized in that it comprises a manometric member connected to the discharge of a pump for lubricating said gearbox, driven by the one of the moving parts of said box, a manometric member actuating a combination change locking member.
The: drawings show, by way of example, one embodiment of the gearbox that the invention takes.
Fig. 1 shows the said embodiment of the gearbox with partial cutouts.
Fig. 2 shows a schematic section of a distributor, and its association with a selector. Fig. 3 schematically shows an axial section of the selector.
Fig. 4 shows schematically in a developed manner the shape of the teeth of the gears or of the dogs.
The gearbox shown is generally designated by the reference 1. It is driven by a drive shaft integral with the bell 2 of a clutch-brake, the latter being carried by the input shaft 3 of the gearbox. . This box has two intermediate shafts 4 and 5 and an output shaft 6. The intermediate shaft 4 is integral with two pinions. 7 and 8 and leave two idler gears 9 and 10 between which is arranged a double dog clutch 11 controlled by a fork 12.
The two pinions 9 and 10 are constantly engaged with the corresponding pinions, not visible in the drawings, integral with the input shaft 3.
The pinions 7 and 8 mesh with pinions 13 and 14 mounted idly on the intermediate shaft 5, a double dog clutch 15 controlled by a fork 16 which can be engaged alternately with the pinions 13, 14. This intermediate shaft 5 is integral a pinion 17 which meshes with an idle pinion 18 on the output shaft 6.
Furthermore, the second intermediate shaft 5 carries a pinion 19 mounted idle on said shaft and which meshes with a pinion 20 integral with the output shaft 6. A double fork 21 controls a dog clutch 22 driven by the shaft 5 and a dog clutch 23 driven by shaft 6. These dogs 22 and 23 may engage alternately with pinion 19 and with pinion 18.
Such a gearbox makes it possible to obtain eight combinations of speeds between the input shaft 3 and the output shaft 6.
The shaft 6 also controls, by an angle transmission, the shaft 24 of an oil pump which distributes the lubricant under pressure by communications not shown to the bearings and to the gears of this gearbox, the discharge of said pump being further connected to the input 25 of a pressure contact 26,
contact which is open when the pump delivers and which closes for a delivery pressure lower than a predetermined value, thus making it possible to translate electrically the rotation or the complete or almost complete stop of the moving parts of the box.
The clutch @ cin 2 comprises a fixed cylinder 2.7, integral with the stop discs and - in which a piston 28 is hooked by a stop to the hub 29 for moving the clutch and brake linings against the , usual springs. A compressed fluid admitted under this piston makes it possible to disconnect the gearbox from the motor and immobilize the input shaft.
As the gearbox has gears always in mesh, the immobilization of the input shaft causes that of all the intermediate shafts and of the output shaft, the latter being normally joined to the components driven by the inter mediary of freewheels.
The forks 12, 16 and 21 are each integral with an operating rod which passes through the box, each of said rods carrying at the end, at each end, a compressed fluid control piston circulating in a corresponding single-acting cylinder .
These pistons, alternately receiving thrusts which bring them to full travel, move the dogs from an extreme position of engagement with a pinion in the opposite position.
The bottoms of the pistons 30 and 30a simply face, in the cylinders 31 and 31a, the outlets of distribution pipes 32 and 32a, only one of the sub-assemblies considered being assigned references, the other two being identical. The rod 33 common to the two pistons is axially secured to the corresponding fork and has two locking notches 34 and 34a corresponding to the stroke of the clutch, such notches, with inclined sides, receiving locking members. 35 wedge-shaped.
The successive locking members are all integral with an operating rod 37 which circulates in a recess in the casing of the box 1, the recess having an axis parallel to the plane of the axes of the operating rods 33.
The upper part of the locking rod 37 is integral with a piston 38 circulating in a compressed fluid cylinder 39, the piston 38 being returned to the unlocked position by a spring 40. The opposite end of the rod 37 rests on the operating head of a valve 41 which is returned to the closed position by a spring when the latches are out of action and which is open when the locks are performed.
The cylinders 31 and 31a are individually connected by the six tubes 32 and 32a to perforations made in the body of a preselector 42 shown in section in FIG. 2. This preselector contains three identical pistons 43 differentials, the thinnest section of which is spool-shaped.
The body of the preselector 42 contains three cylinders 44 in which the drawers 43 play and under the heads of which compressed fluid can be admitted through a distribution slot 45 formed in a cover 46 connected to a central tubing 47. The heads 48 of these pistons 43 circulate in a corresponding cylinder 49 of larger diameter than the cylinder 44, each of these cylinders 49 being closed by a common cover 50 connected,
to the right of each of the cylinders 49, with three tubes 51. The tubes 51 are connected to the plate of a selector 52 which will be described below.
Each of the cylinders 44 has radial perforations, 53 and 53a which are respectively connected to the tubes 32 and to the corresponding tubes 32a. An intermediate radial perforation 54 serves as an exhaust port.
The body of the drawer has a terminal opening 55 opening out facing the groove 45 and this opening 55 communicates, by radial perforations 56, with a circular outer groove 57 which coincides with the opening 53a when the drawer is in the position of. depression. The periphery of the drawer is hollowed out by a wide groove 58 which allows alternate communication of the orifice 53 with the orifice 54 or of the orifice 53a with the orifice 54.
The length of the drawer between the edge which limits the groove 58 and the head of the drawer makes it possible to discover the corresponding orifice 53.
With such an arrangement, when the drawer is in the high position (FIG. 2), the pipe 47 communicates with the orifice 53 and the orifice 53a communicates with the orifice 54; when the spool is in the down position, the tubing 47 communicates with the orifice 53a and the orifice 53 communicates with the orifice 54. Accordingly, each of the tubes 32 and their counterparts 32a can be alternately connected to the port. admission of a compressed fluid or exhaust.
Eight different arrangements are thus obtained for the intake and exhaust figures of the cylinders 31, corresponding to the eight possible speeds that the gearbox can achieve.
The distributor 42 is called the pre-selector above, because the intake manifold 47. of compressed fluid is under the control of a solenoid valve 59 whose excitation circuit is closed by the manometric contact 26. The pressurized fluid can therefore be admitted to the cylinders 31 only when the oil pressure is less than a predetermined value, that is to say when the gearbox is substantially immobilized.
The selector 52 (see fig. 3) mentioned above comprises a fixed plate 60 surmounted by a movable glass 61 controlled in rotation by the axis 62 of an operating handle 63. This handle can be immobilized in its various positions by all suitable elastic locks.
The glass 61 is enclosed under a cover 64 which receives, through a perforation 65, a pipe 66 (FIG. 1) for admission of compressed fluid. The plate 60 receives the starting fittings 67 of the man # uvre pipes 51 which lead to the preselector 42.
The inlets of the fittings 67 communicate with axial perforations 68 which open into the plate 60, in the contact face with the glass 61. Similar perforations 69 end, not directly in the contact face, but in a central recess 70. of the plate, the orifice 69 opening to the exhaust.
The contact face of the ice comprises, at suitable places, perforations 71 which pass through said glass and which may coincide with the orifices 68, other locations of this contact face of the ice being provided with recesses. 72 which allow the communication of some of the perforations 68 with the space 70.
It is thus possible to distribute to the three tubes 51 either pressurized fluid or escaping fluid. Depending on the positions of the lever 63, some drawers 43 will be in the high position (FIG. 2) or in the low position. The lever 63 therefore establishes a pre-selection of. gears in the distributor 42, the gear combination changing maneuver becoming effective when opening the solenoid valve 59.
For safety and interlocking measure, the supply to the solenoid valve 59 is neither constant nor direct. It is under the control of a distributor 73 itself operated by an impeller 74, a punch-type push-button valve mounted in series on a tube 75 connected to the tube 66 which is constantly connected to the source of compressed fluid.
The distributor 73 has for this purpose five chambers separated from each other by throttles. The central chamber is joined to an inlet pipe 76 for compressed fluid. The two immediately adjacent chambers are joined respectively to communication tubes 77 and 78. The two marginal chambers are joined to exhaust tubes 79 and 79a, these chambers themselves serving as single-acting cylinders.
The mobile 80 of the distributor is comprised between two pistons 81 and 81a which circulate in the end chambers. The chamber of the piston 81 is joined to the tube 76. The chamber of the piston 81a is joined to a tube 82 which is supplied by the valve. 41 of the locking control. The pipe 77 comprises a branch 83 for supplying the solenoid valve 59, a supply branch 84 for the cylinder 27 of the clutch-brake and a bypass 85 which is connected to a device for idling the engine. thermal drive of the gearbox, for example.
The tube 78 supplies a double valve 86 with a free cap 87, a double valve whose body is joined by a tube 88 to the cylinder 39 of rusting worm. The opposite end of the double valve 86 is joined to a pipe 89 which constitutes the outlet of the valve 41 and this pipe 89 is provided with a bypass 90 connected to the supply pipe 47 of the preselector, with the interposition of a calibrated nozzle 91 which acts as a retarder when the pressure is established in the double valve 86 and under the control valve 41.
To ensure proper distribution, the mobile 80 of the distributor 73 has two thinned and three swollen portions which can open and which respectively seal off the communications., By their passage through the restricted parts of the body of the distributor 73 which separate the various rooms, distribution.
This mobile can occupy two extreme positions in which: the tubing 76 supplies the tubing 77 with the compressed fluid, as shown in FIG. 1; in the opposite position, the tubing 76 supplies the tubing 78; conversely, when the pipe 76 supplies the pipe 77, the pipe 78 is in communication with the exhaust port 79a; when the tubing 76 supplies the tubing 78, the tubing 77 is in communication with the tubing 79.
The gearbox shown comprises, connected to the pipe 84, a valve 100, the movable element 101 of which is pushed back onto its seat by a spring 102, the chapel of said valve allowing the compressed air to pass freely in the pipe 84. The seat of the movable element 101 opens into a space 103 placed in communication with the atmosphere sphere by a pipe 104.
This movable element <B> 101 </B> is operated by a piston 105 located in a cylinder 106 supplied by a pipe 107. This pipe 107 is connected to the pipe 90 which is supplied by the delay timer 91.
The operation of the gearbox described is as follows. The driver chooses by lever 63 a combination of gears by bringing this. lever in the corresponding position; the glass 61 pivots and brings the suitable perforations 71 above the perforations 68 and the notches 72 above the perforations 68a. The corresponding combination of inlets and exhausts is established in the tubes 51 and the drawers 43 take the position which corresponds to this combination of inlets and exhausts.
In fact, a gear combination is engaged and locked and the pipe 47 is normally under pressure, because it is supplied by the possible return of air which has been stored in the pipes of the valve 41; this differential action on the drawers is possibly started, at least partially.
After having chosen the combination of speeds as mentioned above, the driver acts on the impeller 74. The mobile 80 of the spool 73 puts the clutch-brake on the inlet via the pipe 84, supplies the solenoid valve 59 which remains. closed if the gearbox is running and sets the heat engine to idle via the pipe 85. The shaft 3 is disengaged and braked and the gearbox stops. By the pressure switch 26 which closes, the solenoid valve is energized and pressurizes the tubing 47.
The drawers 43 complete their operation. They supply and exhaust the pipes 32 and 32a which supply the cylinders, 31 and 31a for carrying out the planned gear combination change.
At the same time, as soon as the pulse arrives through the pipe 75, the pipe 78 which is exhausted causes the. emptying of the cylinder 39 and the spring 40 performs a total unlocking of all the links 33. The change of combinations is free. This unlocking causes the closure of the control valve 41 which prevents the refeeding of the pipe 82.
The retarder 91 very gradually restores the pressure in the pipe 90 and drives the mobile 87 of the double valve 86 to the right in a deferred movement which allows the free execution of the change of combination.
At the same time, the compressed air passing through the calibrated nozzle 91 enters the pipe 107 and acts on the piston 105. The opening of the corresponding valve 101 causes a slight leak towards the pipe 104 of the air contained in the pipe 84. with drop in pressure in cylinder 27. The timing of this leak is such that a partial clutch occurs at the same time as the brake is slightly released.
The shaft 3 therefore receives an impulse in rotation at low speed and at low torque which makes it possible to scroll the teeth of the mobile to which it is integral in front of the teeth of the corresponding mobile where the engagement must be made, this corresponding mobile integral with the output shaft 6 can be stopped or not. 'However, this combination change movement being completed, the mobile 87 closes the tube 78 and establishes communication between the tube 90 and the tube 88. The locking is re-established by depressing the piston 38 and compressing the spring 40.
When the locks 35 are all engaged in the notches 34, the rod 37 opens the valve 41 which is supplied by the pipe 89, derived from the pipe 90. The pipe 82 is under pressure and this pressure gradually pushes the mobile 80 of the distributor 73 back. The tubing 77 goes back to the exhaust and the tubing 78 to the inlet. Under the effect of this admission, the mobile 87 of the double valve 86 closes the inlet of the pipe 89 and opens the inlet of the pipe 88 to the pipe 78. The locking cylinder 39 is re-supplied.
Through the pipe 77 to the exhaust, the pipe 85 empties and the engine speed is gradually restored and the pipe 84 causes the release of the brake and the clutch. The gearbox wheels, engaged in another combination, resume their movement. The oil pressure rises and opens the pressure switch 26. The solenoid valve 59 closes again.
The locking keeps the combination engaged without possible change, even if movement tends to occur in the distributor 42.
Such a box, mounted on a vehicle, is by itself without neutral point. The neutral point can be provided by coupling to said gearbox an inverter which itself has a neutral point, particularly in the case of a railway vehicle.
A new change of gear combination can be carried out by maneuvers identical to those which have just been described.
It should be noted that the completion of the complete clutch remains dependent on the rusting worm, controlled by the valve 41.
This partial clutch therefore makes it possible to obtain movement at low torque and at low speed on the input shaft in the box, independently of the conditions of movement of the output shaft. The change of combinations. Is therefore carried out with safety, even when said output shaft has come to a complete stop.
To facilitate this partial engagement and give the maneuver the necessary progressiveness, the clutch 2 is made to work, lightly tightening the linings, using an elastic lining 108 in the form of a frustoconical washer, who can work alone by developing the necessary torque.
It is also desirable to give the den tures inclined flanks 109 and 110 whose inclination is in the same direction. If the flanks 109 move in the direction of arrow f 1, approaching the flanks 110 in the direction of arrow f2, the flanks 109 and <B> 110 </B> can slide over each other and facilitate engagement, the common inclination being approximately. that of the resultant of movements <I> f 1 </I> and f, <I>. </I>
It should also be noted that the simultaneous or successive control of several gearboxes can easily be carried out by connecting said boxes in parallel to the four pipes 51 and 75 only, of a single selector 52 and of a single impeller. 74, the simultaneity being obtained by connecting conduits with equal pressure drops and the succession, advantageous in certain cases not to cause sudden interruptions in the tractive force of a multiple-engine vehicle, thanks.
to the interposition of calibrated orifices creating unequal pressure drops in the connections of the pre-selectors 42 and of the distributors 73 of the controlled assemblies.
It goes without saying <B>, </B>, moreover, that modifications can be made to the embodiment which has just been described. Thus, for the simultaneous or successive commands of several boxes, it is possible to use another remote control mode, electric for example, by motors, by remote control or by solenoid valves, instead of a remote control. fluid under pressure.
Likewise, a connection, preferably time-delayed, capable of being established on demand, could make it possible to associate, in normal operation, the selector and the impeller, so that the maneuver can be performed by the selector lever only. .