Brevet FR2349070A1 — publié le 19771118

L'invention concerne la commande des boites de vitesse mécaniques, notamment des boîtes de vitesse pour véhicules auto- mobiles. On a été amené, pour assurer un bon compromis rendement- sécurité dans les diverses conditions d'utilisation (vitesses, pente, charge), à équiper ces véhicules et, plus particulièrement, les véhicules à forte charge utile, de boîtes comportant un nomhre de rapports élevés, treize par exemple. Compte tenu du fait que les véhicules doivent comporter au moins un pignon de marche arrière et de préférence deux, on a dû combiner, pour la sélect tion d'un nombre de rapports de vitesses supérieur à quatre ou cinq, plusieurs systèmes de commande. Les véhicules à nombre de vitesses élevé connus jusqu'ici comportent, en combinaison, un levier de sélection mécanique d'un groupe de rapports, un levier de sélection d'un des rapports du groupe et, de plus, une commande, généralement pneumatique, de vitesses intermédiaires de celles d'au moins l'un des groupes. Dans des solutions particulières, on a combiné la se-- lection du groupe et des vitesses intermédiaires du groupe, réduisant à deux manoeuvres manuelles la sélection d'un rapport de vitesses. Ces systèmes, à commandes combinées ou non, nécessitent des procédures bien particulières d'embrayage et de débrayage suivant qu?il s'agit de "monter" ou de "descendre"les vitesses. A défaut de respecter la procédure ou même de l'effectuer parfaitement correctement, on provoque des frottements entre les dents des divers pignons, entraînant, stils sont répétés, leur destruction. L'invention a pour but de supprimer ce risque en inné~ rant, dans la commande des arbres de la boite de vitesse, un dispositif d'asservissement, commandé par la pédale d'embrayage, la qui interdit la manoeuvre de la boite en l'absence de/manoeuvre de changement de vitesse. Ce dispositif présente, outre l'avantage essentiel d'empêcher toute manoeuvre directe des arbres sans débrayage, celui également important d'assurer une temporisation optimum de la manoeuvre de la bote, independamment des réflexes ou de la nervosité (ou de l'absence de nervosité) du conducteur. Le dispositif d'asservissement suivant l'invention s'applique à un circuit de commande de botte de vitesses comportant une conduite de fluide sous pression, au moins un arbre so lidaire d'un piston de commande et une vanne de sélection ayant au moins une première voie alimentée en permanence par ladite conduite, et une seconde voie, et est caractérisé par la combinaison d'un robinet et d'une valve de commande, le robinet ayant un premier orifice d'admission relié en permanence à la conduite de fluide sous pression, un second orifice d'admission relié à ladite seconde voie, et deux orifices de communication avec deux premiers orifices d'admission de la valve de commande, la valve de commande ayant un troisième orifice d'admission relié en permanence à la conduite de fluide sous pression et un orifice de communication avec le cylindre dudit piston, la vanne de sélect tion ayant un organe de commande et établissant la communication entre la conduite de fluide sous pression et ladite seconde voie pour une position déterminée de cet organe de commande, le robinet comportant un organe de manoeuvre et étant agencé, lorsque l'organe de commande occupe ladite position déterminée et que l'organe de manoeuvre est mis en position de travail, pour coupler ses deux orifices d'admission à ses deux orifices de comma nication avec la valve de commande, la valve étant agencée, lorsqu'elle reçoit ainsi le fluide sous pression sur ses deux priez miers orifices d'admission, pour coupler son troisième orifice d'admission avec son orifice de communication avec le cylindre du piston, d'où il résulte que le piston est actionné meme lors que l'organe de manoeuvre a repris sa position de repos. On a bien proposé et mis en oeuvre, il y a une trentaine d'années, un dispositif permettant de changer le rapport de vitesse par une manoeuvre particulière de l'embrayage, sans risque d'accrochage des dentures. Mai c'étau un dispositif applicable uniquement au passage d'une seule vitesse, et ne permettant pas de contrôler le passage en sens inverse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit. Au dessin annexé : La figure i représente le dispositif de l'invention, dans une position qui permet d'enclencher la demi-vitesse la figure 2 représente le meme dispositif dans une position qui procure le déclenchement. Sur ces deux figures, le robinet de commande et la valve de sélection sont représentés en coupes par leurs plans verticaux de symétrie; et, La figure 3 est le schéma des circuits d'une commande de vitesses intermédiaires d'une boîte de vitesse à pré-sélection, mettant en oeuvre ledit dispositif. Sur toutes les figures, on a utilisé les mêmes réfé- rences pour désigner les mêmes éléments. Le robinet de commande représenté au dessin comporte une tige de commande 2 avec chape 3 reliée à la pédale d'embrayage. Cette tige comporte un bossage 4 qui pousse un ressort de compression 5 logé dans un piston creux 6 coiffé par un capuchon 7. On fera observer que, grace à cette utilisation d'un piston creux commandé par un ressort placé à l'intérieur, le de-- placement du piston 6 est obtenu dès que l'on appuie sur la pe- dale d'embrayage et une course plus ou moins grande de la tige 2 est cependant autorisée. Un deuxième piston 8, actionné par le premier, est logé dans un corps auxiliaire 9, lui-meme logé dans la partie inférieure du corps principal 1. Un bouchon 10, qui sert à main- tenir le corps 9, est muni d'une sortie 11. Le corps 1 comporte par ailleurs deux sorties d'échapc pement avec filtre, 16, 17, deux orifices de fixation, 18, 19, et un soufflet de protection, 20. Le corps 1 est encore muni de trois orifices, 12, 13, 14. Les orifices 13 et 14 sont en communication avec la valve de sélection 44 et l'orifice Il est en communication avec le circuit d'air sous pression constante (41). L'orifice 12 est en communication avec le boîtier de pré~sélection, 15. La valve de sélection 44 (fig. 2) comporte deux bou- chons, 21 et 22, munis d'orifices 23 et 24, ainsi que de deux couvercles, 25 et 26, munis de deux orifices, 28 et 27 respectif vement. Dans le corps de la valve 44 sont logés deux pistons, 29 et 30, qui exercent une action différentielle sur piston central 31. On voit que le piston 31 forme, avec un capuchon 32 qui le coiffe, une chambre 67 dans laquelle est logé un ressort 33. Cette chambre communique avec deux chambres extérieures 65 et 69 par des orifices 66 et 68 respectivement, ménagés dans les parois des pièces 31 et 32. Les chambres 65 et 69 sont formées entre les pièces respectives 31 et 32 et les parois en regard des couvercles respectifs 26 et 25, et limitées par deux joints toriques 64 et 70. La valve 44 comporte par ailleurs deux orifices de fixation 71 et 72 et un orifice d'échappement avec filtre, 59. Le fonctionnement du circuit de la figure 3 va être expliqué dans le cas de son application à la commande d'une boîte de vitesse du type comportant un arbre d'entrée commandé directement par le levier classique du changement de vitesse et non représenté à la figure, et deux autres arbres dont la combinaison des positions définit le groupe des vitesses parmi lesquelles le levier principal en sélectionne une, et par rapport à cette dernière, la position directe. Pour fixer les idées, on suppose dans ce qui suit que la boite à laquelle l'invention est appliquée, est une boute dont les vitesses sont réparties comme indiqué ci-après. - 1 ou 2 vitesses de marche arrière, R - 1 vitesse de démarrage en marche avant, L - 4 vitesses inférieures de marche avant, 1, 2, 3, 4 - 4 vitesses supérieures directes de marche avant D5, D6, D7, D8 - 4 vitesses surmultipliées, respectivement 05, 06, 07 et 08 - un levier de commande principal, non représenté à la figure 3, comporte, autour du point mort N, six positions pl à p6 défit nissant respectivement - en pl : la marche arrière R - en p2 : le démarrage L - en p3 : la 1ère et les 5e vitesses directe et surmultipliée - en p4 : la 2e et les 6e vitesses - en p5 : la 3e et les 7e vitesses " - en p6 : la 4e et les 8e vitesses " Dans le dispositif actuellement décrit, les positions p3 à p6 définissent les quatre vitesses 1, 2, 3, 4, du groupe inférieur si les arbres auxiliaires AI et A2 sont poussés vers la gauche ; ces mêmes positions définissent les quatre vitesses D5, D6, D7, D8, du groupe supérieur si 11 arbre A2 est poussé également vers la gauche, mais l'arbre A1 vers la droite ; enfin, elles définissent les vitesses 05, 06, 07, 08, lorsque les deux arbres sont poussés à droite. Les arbres Al et A2 sont entraînés par l'intermédiaire des pistons différentiels 40 et 49 de la boîte de vitesses (figure 3). Le cylindre du piston 49 est relié d'une part à l'ori- fice 28 de la valve 44 à travers une valve by-pass 62, d'autre part à la conduite 41 d'air sous pression constante à travers la valve 62. Cet air est disponible sur tous les véhicules munis de ce type de boîtes et sa génération, qui n'est pas un objet de l'invention, ne sera pas décrite ici. Le cylindre du piston 40 est relié aux deux conduits 40a et 40b d'une valve à deux corps, dite inversée, 34, qui est reliée, d'une part à la conduite 38 et, d'autre part à l'une des sorties, 36, d'un boîtier sélecteur, 15, dont l'entrée, 36a, est reliée à la conduite, 38, et dont une seconde sortie, 36b, est couplée, par une conduite, 55, à l'orifice 12 du robinet 1. Le boîtier 15 est une vanne trois voies (une voie d'en- trée, deux voies de sortie) commandée manuellement dans cet exemple par un levier 35 à trois positions, 37, 60, 61. Les vannes de ce type sont bien connues. il est clair que cette vanne peut également être moto- risée et commandée ou télécommandée électriquement. L'entrée Il du robinet 1 est reliée par le conduit 41 à ltalimentation en air sous pression constante, qui alimente également lsentrée 27 de la vanne 44 . Les sorties 13 et 14 du robinet 1 sont respectivement reliées aux entrées 23 et 24 de la vanne. Le fonctionnement du circuit est le suivant. Lorsque le levier de présélection 35 du bottier 15 est placé sur la butée 37, l'air provenant du circuit d'alimentation 38 est acheminé par la sortie 36 et la valve inversée 34 vers le piston 40 de la boite de vitesses, et, par la conduite 41, vers l'entrée Il du robinet 1. Lorsque le conducteur enfonce la pédale d'embrayage 39, ceci entraîne le piston 6, poussé par la tige 2 et le ressort 5. Dans son mouvement, le piston 6 dégage le clapet 42 de son siège 43 (fig. l) permettant ainsi à l'air provenant du boîtier de préw sélection, arrivant à l'entre 12, de sortir par l'orifice 13 vers l'entre 23 de la valve 44 (fig. 1). Le piston 6 dans sa course entraîne en même temps le piston 8 qui dégage le clapet 45 de son siège 46, permettant à l'air à pression constante provenant de l'entre Il de slachemi- ner par la sortie 14 vers l'entre 24 de la valve 44 (fig. 1). L'air introduit dans les chambres 47 et 48 de la valve 44 exerce une pression sur les pistons 29 et 30. La section du piston 29 étant supérieure à celle du piston 30, ceci entraîne le piston 32 dans le sens des flèches F1 (fig. 1). De ce fait, l'air appliqué à l'entre 27 de la valve 44 (fig. 3) est acheminé par la sortie 28 vers le cylindre 49 de la boîte de vitesses, permettant ainsi d'enclencher la demi-vitesse. Lorsqu'on lâche la pédale d'embrayage, les pistons 6 et 8 du robinet de commande 1 reviennent en position de repos ou départ. De ce fait, l'air contenu dans la chambre 47 de la valve 44 est acheminé vers la sortie 24 et par l'entre 14 du robinet 1 vers la cheminée 53 et la chambre 50 du piston 6, pour sortir finalement à l'atmosphère par l'orifice avec filtre 17 du robinet 1. En même temps, l'air de la chambre 48 de la valve 44 est acheminé par la sortie 23, vers l'entre 13, du robinet 1, la cheminée 73 et la chambre 54 du piston 6, sortant finalement à l'atmosphère par l'orificeavec filtre 16 du robinet 1 (fig. 2). De ce fait, le piston 32 de la valve 44 reste en posi tion d'alimentation ou sélection, c'est--dire que la demie vitesse est enclenchée. Lorsque le conducteur amène le levier de pré~sélection 35 dans les positions 60 ou 61 (fig. 2), l'air à pression constante du circuit 41 alimente toujours l'entre il du robinet 1, mais l'entre 12 du même robinet est reliée au circuit 55 non sous pression et l'air s'échappe à l'atmosphère par l'orifice avec filtre (non représenté) du boîtier 15. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage les deux pistons 6 et 8 du robinet 1 descendent ensemble. La che- minée 50 du piston 8 est obturée par le clapet 45 et celuiwei est dégagé de son siège 46, permettant ainsi à la pression constante contenue dans la chambre 63 d'entre transmise à la sortie 14 et à l'entrée 24 de la valve 44. Comme une pression est exercée seulement sur le piston 30, celui-ci pousse dans le sens des flèches F2, fig. 2, les pistons 32 et 29. De ce fait, l'air emmagasiné dans le piston 49 est acheminé vers le circuit 56, l'entrée 28, la chambre 57 et le canal 58 de la valve 44, sortant finalement à l'atmosphère par l'o- rifice avec filtre 59 (fig. 2). Comme il n'y a aucune pression dans le cylindre 49, la pression constante, maintenue dans le cylindre 40, oblige la demivitesse à se déclencher. Tant que l'entre 23 n'est pas alimentée, les pistons 31 et 32 de la valve 44 restent dans la position d'échappement. Il va de soi que diverses modifications pourront être apportées au dispositif décrit et représenté, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de boîte de vitesses comportant une conduite de fluide sous pression, au moins un arbre solidaire d'un piston de commande et une vanne de sélection ayant au moins une première voie alimentée en permanence par ladite conduite, et une seconde voie, caractérisé par la combinaison d'un robinet et d'une valve de commande, le robinet want un premier orifice d'admission relié en permanence à la conduite de fluide sous pression, un second orifice d'admission relié à ladite seconde voie, et deux orifices de communication avec deux premiers orifices d'admission de la valve de commande, la valve de commande ayant un troisième orifice d'admission relié en permanence à la cnnduite de fluide sous pression et un orifice de communication avec le cylindre dudit piston, la vanne de sélection ayant un organe de commande et établissant la communication entre la conduite de fluide sous pression et ladite seconde voie pour une position déterminée de cet organe de commande, le robinet comz portant un organe de manoeuvre et étant agencé, lorsque l'organe de commande occupe ladite position déterminée et que l'organe de manoeuvre est mis en position de travail, pour coupler ses deux orifices d'admission à ses deux orifices de communication avec la valve de commande, la valve étant agencée, lorsqu'elle reçoit ainsi le fluide sous pression sur ses deux premiers orifices d'admission, pour coupler son troisième orifice d'admission avec son orifice de communication avec le cylindre du piston, d'où il résulte que le piston est actionné même lorsque l'organe de manoeuvre a repris sa position de repos. 2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de manoeuvre est une tige actionnée par la pédale d'embrayage et poussant un piston creux par llintermé- diaire d'un ressort logé dans ledit piston, le premier piston poussant lui-même une second piston, le premier piston, une fois poussé, autorisant la communication entre le second orifice d'ad~ mission du robinet et l'un des deux orifices de communication avec la valve et le second piston, une fois poussé, autorisant la communication entre le premier orifice d'admission du robinet et l'autre orifice de communication avec la valve. 3. Circuit de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le robinet est agencé, lorsque son second orifice d'admission ne reçoit pas le fluide sous pression, pour autoriser le couplage de ses deux orifices de communication avec la valve, avec deux orifices d'échappement respectifs. 4. Circuit de commande selon la revendication 1 ou 2, caraco térisé en ce que la valve comprend deux pistons de sections ine- gales commandés par le fluide introduit par ses deux premiers orifices d'admission respectifs et exerçant alors une action différentielle sur un piston intermédiaire dont le déplacement autorise le couplage du troisième orifice d'admission de la valve avec le cylindre du piston. 5. Circuit de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valve est agencée, lorsque son orifice de communication avec le cylindre du piston ngest plus couplé avec son troisième orifice d'admission, pour relier ledit orifice de communs~ cation à un orifice d'échappement, 6. Circuit de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit piston creux est agencé pour venir en butée sur le corps du robinet pour une course de la tige très inférieure à sa course complète.