Brevet FR2344762A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne un dispositif de commande de changement de vitesse, propre à faire varier le rapport de transmission entre un arbre d'entrée et au moins un arbre de sortie couplé à un certain nombre de premières roues dentées. La' présente invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un tel dispositif destiné à équiper les boi- tes de vitesses de véhicules automobiles, engins de travaux publics ou agricoles, et elle a principalement pour but de fournir un dispositif de commande de changement de vitesse particulièrement sinple et fiable, ne mettant en oeuvre ni fourchettes ni organes analogues fragiles. Pour ce faire, un dispositif conforme à l'invention, du type mentionné au début, est caractérisé en ce qu'il comporte un nombre égal de secondes roues dentées dont chacune engrène avec une des premières roues dentées, et des moyens de verrouillage propres à accoupler sélectivement ledit arbre d'entrée avec l'une, déterminée, desdites secondes roues dentées. Selon l'invention, lesdites secondes roues dentées sont montées folles sur ledit arbre d'entrée et celui-ci est creux, lesdits moyens de verrouillage étant montés à l'intérieur dudit arbre. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un tel dispositif peut encore entre caractérisé en ce que l'arbre d'entre comporte au moins une lumière asso ciée à chacune desdites secondes roues dentées et venant en regard d'au moins un alvéole de 11 alésage intérieur de la seconde roue dentée correspondante au moins à chaque tour de l'arbre d'entrée un élément de verrouillage mobile radialement étant disposé dans ladite lumière, et en ce qu'il comporte une tige de commande montée coulissante dans un alésage axial de l'arbre d'entrée et portant au moins une saillie propre à agir sélectivement sur un élément de verrouillage mobile pour le faire sortir partiellement de ladite lumière et lui faire occuper ledit alvéole de la seconde roue dentée sélectionnée. Le nombre des alvéoles peut être égal au nombre des lumières ou être un multiple de ce nombre. De prEférence, l'arbre d'entrée comporte au moins trois lu misères pratiquées i 12ie les unes des autres sur son pourtour, associées i chacune desdites secondes roues dentées, et venant en regard de trois alveoles correspondants de l'alésage intérieur de la seconde roue dentée correspondante , i chaque tiers de tour de l'arbre d'entrée. Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux de l'invention, lesdits éléments mobiles radialement sont constitués par des galets cylindriques à extrémités sphériques dont l'axe est parallèle, en position stable, à celui dudit arbre d'entrée. Avantageusement, ladite tige de commande comporte au moins une saillie cylindrique de diamètre correspondant à celui de l'alésage axial dudit arbre d'entrée et se raccordant au corps de ladite tige par des congés à rayon de courbure sensiblement égal à celui desdites extrémités sphériques des galets. On peut encore prévoir, pour empêcher que les éléments de verrouillage ne pénètrent dans les alvéoles correspondants des alésages intérieurs des secondes roues dentées sous 11 effet des forces centrifuges, que les éléments de verrouillage sont sollicités radialement vers ladite tige de commande, à l'aide d'organes élastiques. De préférence, lesdits organes élastiques sont constitués de bagues élastiques fendues dont chacune est disposée autour de ladite tige de commande et du ou des éléments de verrouillage associés à chaque seconde roue dentée. Un mode d'exécution de l'invention est décrit ci-dessous à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux figures du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une boîte de vitesses équipée d'un dispositif de commande de changement de vitesse conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale dune des secondes roues dentées en état de non-accouplement avec l'arbre d'entrée creux ; et - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, la seconde roue dentée concernée étant accouplée audit arbre d'entrée. A la figure 1, on a référencé globalement en 1 une boite de vitesses, notamment pour véhicule automobile, par exemple pour un engin de travaux publics ou une machine agricole et qui, de façon connue, comporte une roue dentée 2, d'entrée d'un différentiel 3 dont les pignons de sortie sont calés sur des arbres de roue 4. a roue dentée 2 engrène avec un pignon 5 calé sur un arbre intermédiaire 6 qui entrain directement, outre le pignon 5, deux roues dentées 7 et 8 et, par l'intermédiaire du pignon 5, une roue dentée 9 d'inversion du sens de rotation. Les éléments ci-dessus référencés 5, 7, 8, 9 constituent ce que l'on a désigné plus haut par secondes roues dentées". La figure 5 et les roues dentées 7, 8, 9 engrènent respectivement avec des roues dentées 10, 11, 12, 13 appelées plus haut "premières roues dentées1, montées folles sur un arbre d'entrée creux 14. On conçoit que le but du dispositif de commande de changement de vitesse qui va être décrit ci-dessous est de permettre de solidariser sélectivement en rotation l'arbre d'entrée 14 de l'une quelconque des roues dentées 10, 11, 12, 13, la roue dentée 13 commandant la marche arrière et les roues dentées 11, 12, 10 respectivement les première, seconde et troisième vitesses. À cette fin et conformément à l'invention, on a prévu des moyens sélectifs de verrouillage entre l'une quelconque des roues dentées précédentes et 11 arbre creux d'entrée 14, prévus à l'intérieur dudit arbre. Ces moyens de verrouillage comprennent une tige de commande 15 montée coulissante axialement dans un alésage 16 de l'arbre 14 la tige 15 porte deux saillies cylindriques 17 et 18 dont le pourtour s' ajuste dans l'alésage 16 et qui se raccordent au corps 19 de la tige 15 par des congés 20. Par ailleurs, l'arbre creux 14 comporte quatre ensembles de trois lumières 21, disposés respectivement au droit des quatre roues dentées 10, 11, 12, 13. Dans chaque ensemble, les trois lumières 21 sont disposées à 1200 l'une de l'autre sur le pourtour de l'arbre, Dans l'alésage intérieur de chacune des roues dentées 10, 11 12, 13 sont d'autre part prévus trois alvéoles 22 répartis également à 1200 les uns des autres, de sorte qu'à chaque tiers de tour de l'arbre 14 les trois alvéoles 22 se situent exactement en regard des trois lumières 21 de l'ensemble correspondant de lumières de l'arbre creux 14. Dans chacune des lumières 21 de l'arbre, enfin, est disposé un élément de verrouillage mobile radialement, élaboré sous la forme d'un galet 23. Conformément à une disposition très importante de l'invention, les galets 23 ont la forme d'un petit cylindre à extrémités sphériques dont le rayon de courbure est pratiquement le même que celui des congés 20, et, en position de repos, leur axe est parallèle à celui de l'arbre 14. Lorsque la tige coulissante 15 occupe la position représentée sur la figure 1, les galets 23 reposent sur le corps 19 de la tige 15 sous l'action de bagues élastiques 24 et ne font pas saillie dans les alvéoles 22 ; aucune des roues 10, 11, 12, 13 n1 est accouplée à l'arbre 14, et les arbres de sortie 4 ne sont pas entraînés. On obtient donc la position de point mort (voir également figure 2). Si maintenant la tige de commande 15 est poussée vers la gauche de la figure 1, la saillie 17 agit sur les galets 23 situés au droit de la roue dentée Il pour les solliciter également vers la gauche et en même temps solliciter radialement vers l'extérieur leurs extrémités sphériques en contact avec le congé 20 de la saillie 17. De la sorte, lorsque les alvéoles 22 de la roue dentée Il viennent en regard des lumières correspondantes 21 de l'arbre creux 14, les galets 23 s'engagent dans les alvéoles 22 d'abord par pivotement autour de leur axe transversal central, puis par déplacement radial vers l'extérieur, à l'encontre de la force exercée par la bague élastique 24 correspondante (figure 3), sous l'action de la partie périphérique de la saillie 17. On voit ainsi le rôle essentiel jouté par les extrémités sphériques des galets 23. La roue dentée 11 est alors accouplée à l'arbre dl-entrée 14 et entraîne les arbres de roue 4 en première vitesse par l'intermédiaire de la roue dentée 7, de l'arbre intermédiaire 6, du pignon denté 5 de la roue dentée 2 et du différentiel 3o Si l'on pousse encore plus vers la gauche la tige de commande 15, la saillie 17 s'efface, et les galets 23 occupant les alvéoles de la roue dentée Il regagnent les lumières correspondantes 21 de l'arbre 14, sous l'action de la bague élastique 24, en effectuant le mouvement inverse. La saillie 18 de la tige 15 peut alors faire entrer de la même manière les galets 23 correspondants dans les alvéoles 22 de la roue dentée 12, par suite de quoi les arbres de roue 4 sont entrainés en seconde vitesse. L'entrainement en troisième vitesse s'obtient de la même façon en poussant encore plus la tige 15 vers la gauche, la même saillie 18 provoquant alors l'accouplement de la roue dentée 10 avec l'arbre 14. A partir de la position de la figure 1, si au contraire on tire la tige de commande 15 vers la droite, la saillie 17 pousse les galets 23 situés derrière elle dans les alvéoles correspondants 22 de la roue dentée 13, par suite de quoi on obtient un entraînement des arbres de roue 4 en marche arrière, par l'in termédiaire de la roue dentée inverseuse 9 du pignon denté 5, de la roue dentée 2 et du différentiel 3. Bien entendu, on peut prévoir des moyens de verrouillage quelconques de la tige de commande 15 en chacune des cinq positions qu'elle est susceptible d'occuper. Le fait de prévoir que les galets 23 sont élaborés sous la forme de petits cylindres permet d' accroître notablement les couples transmis entre l'arbre d'entrFe 14 et les roues dentées 10, 11, 12, 13, sans risquer un matage important des galets. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à cieux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, il est bien évident que, par l'expression "arbre d'entrée", on a entendu désigner dans tout ce qui précède l'arbre qui est associé aux moyens de verrouillage ci-dessus décrits. Il est bien entendu que cet arbre pourrait être constitué en fait par un arbre secondaire et que l'on pourrait,-de la néme manière, envisager un dispositif de commande dans lequel une partie des pignons serait commandée par un arbre d'entrée proprement dit, et une autre partie par un arbre secondaire. Par conséquent, le principe du dispositif de commande décrit dans la présente demande pourrait être étendu d toute transmission d plusieurs lignes d'arbres. REVENDICAIONS 1. Dispositif de commande de changement de vitesse, propre à faire varier le rapport de transmission entre un arbre d'entrée et au moins un arbre de sortie couplé à un certain nombre de premières roues dentées, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre égal de secondes roues dentées (10, 11, 12, 13) dont chacune engrène avec une des premières roues dentées (5, 7, 8, 9), et des moyens de verrouillage (15, 23) propres à accoupler sélectivement ledit arbre d'entrée (14) avec l'une, déterminée, desdites secondes roues dentées. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites secondes roues dentées (10, Il, 12, 13) sont montées folles sur ledit arbre d'entrée (14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit arbre d'entrée (14) est creux et en ce que lesdits moyens de verrouillage (15, 23) sont montés à l'intérieur dudit arbre0 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (14) comporte au moins une lumière (21) as ssoriée à chacune desdites secondes roues dentées (î0, 11, 12, 13) et venant en regard d'au moins un alvéole (22) de l'alésage intérieur de la seconde roue dentée correspondante au moins à chaque tour de l'arbre d'entrée (14), un élément de verrouillage (23) mobile radialement étant disposé dans ladite lumière (21), et en ce qu'il comporte une tige de commande (15) montée coulissante dans un alésage axial (16) de l'arbre d'entrée (14) et portant au moins une saillie (17, 18) propre à agir sélectivement sur un élément de verrouillage mobile (23) pour le faire sortir partiellement de ladite lumière (21) et lui faire occuper ledit alvéole (22) de la seconde roue dentée sélectionnée0 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (14) comporte au moins trois lumières (21) pratiquées à 1200 les unes des autres sur son pourtour, associées à chacune desdites secondes roues dentées (10, 11, 12, 13), et venant en regard de trois alvéoles (22) correspondants de l'alésage intérieur de la seconde roue dentée correspondante, à chaque tiers de tour de l'arbre d'entrée (14). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits éléments mobiles radialement (23) sont constitués par des galets cylindriques à extrémités sphériques dontl"axe est parallèle, en position stable, à celui dudit arbre d'entrée (14). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite tige de commande (15) comporte au moins une saillie cylindrique de diamètre correspondant à celui de l'alésage axial (18) dudit arbre d'entrée (14) et se raccordant au corps ('lu) de ladite tige (15) par des congés (20) à rayon de courbure sensiblement égal à celui desdites extrémités sphériques des galets (23). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage (23) sont sollicités radialement vers ladite tige de commande (15), à l'aide d'organes élastiques (24). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits organes élastiques sont constitués de bagues élastiques (24) fendues dont chacune est disposée autour de ladite tige de commande (15) et du ou des éléments de verrouillage (23) associés à chaque seconde roue dentée. 10. Boîte de vitesses; notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de commande de changement de vitesse conforme à l1une quelconque des revendications précédentes.