Brevet FR2466679A1 — publié le 19810410

La présente invention se rapporte à un dispositif permettant l'enclenchement d'une marche arrière dans un mécanisme de changement de vitesses, destiné en particulier à des véhicules automobiles, et comportant un pignon baladeur qui, monté sur un arbre fixe, est continuellement en prise avec l'arbre menant, coopère avec une roue dentée assujettie en rotation à l'arbre mené, et est freiné dans son glisse- ment pour permettre un meilleur engrènement. On connaît des dispositifs qui, pour permettre un enclenchement simple, sAr et le plus silencieux possi- ble de la marche arrière, ne rendent possible l'engrènement du pignon baladeur sur la roue dentée assujettie en rotation à l'arbre mené que lorsque ce pignon baladeur a cessé de tourner. Souvent, en plus d'un mécanisme de freinage du pignon baladeur, de tels dispositifs sont dotés de méca- nisnes de blocage fonctionnant à la manière d'un dispositif de synchronisation à verrouillage. La demande de brevet DE-OS-2 571 699 décrit un dispositif du type précité, qui est équipé cependant d'un mécanisme de blocage. Certes, selon ce document, le pignon baladeur n'est pas continuellement en prise et, avant de pouvoir 9tre freiné, il doit préalablement engrener sur l'arbre menant, séparé du mécanisme d'entratnement par un embrayage mais continuant toujours de tourner, et, de ce fait, il doit 9tre décalé dans le sens de la rotation. Cependant, il est possible de manière simple, en élargissant un pignon, de faire en sorte que le pignon baladeur du type précité soit continuellement en prise. Assurément, ce dispositif fonctionne de manière fiable et silencieuse tant que l'arbre mené ne tourne pas et que le véhicule est immobilisé, étant donné que l'engrènement du pignon baladeur n'est possible qu'à l'arrêt à cause de la présence du mécanisme de blocage. Cependant, il arrive souvent que le conducteur tente d'enclencher la marche arrière lorsque le véhicule roule encore assez vite. Dans un tel dispositif, cela est très possible, car le blocage est supprimé par suite du freinage complet du pignon baladeur et l'action d'aucun autre dispositif d'arrêt ne doit être surmontée. D'une manière désavantageuse, cela entraîne des chocs dans les arbres menant et mené, et les pignons sont endommagés dans ces régions. La présente invention a donc pour objet un dis- positif du type précité, destiné à enclencher une marche arrière, de telle sorte qu'ait lieu de manière simple un freinage efficace du pignon baladeur et qu'un engrènement complet,donc un endommagement des pignons par des chocs soient empêchés lorsque le véhicule roule à une vitesse relativement grande. Selon les caractéristiques essentielles de l'in- vention, la bague de synchronisation est assujettie axiale- ment et en rotation au pignon baladeur, l'organe de syn- chronisation ne peut pas tourner tout en pouvant cependant etre déplacé axialement, le déplacement axial de cet organe n'est possible qu'après que l'action exercée par un mécanis- me de blocage a été surmonté,et la liaison par friction de la bague solidaire dudit pignon avec ledit organe de synchronisation est interrompue à l'achèvement du changement de vitesses. - Lors d'un enclenchement normal de la marche arrière (c'est-à-dire lorsque le pignon de marche arrière est en prise avec l'arbre mené), alors qu'a lieu un blocage efficace par l'intermédiaire d'un ressort,d'un poussoir et de billes, le pignon baladeur est freiné, par-la bague de synchronisation qui lui est solidaire, sur l'organe de synchronisation ne pouvant pas tourner, d'o il résulte un changement de vitesse parfaitement silencieux, sûr et sans à- coups.Toutefois, par une adaptation appropriée de l'effet de blocage et de la force élastique de rappel, le changement de vitesse est empêché lorsque le véhicule est encore en mouvement, car des bruits d'engrènement se manifestent, et le conducteur doit préalablement immobiliser ledit véhicule. Une conformation appropriée des.faces extrêmes coopérantes du pignon baladeur-et du pignon de marche arrière permet, lorsque est précisément occupée une position ne convenant pas à l'enclenchement de la marche arrière, d'intensifier les bruits souhaités sans qu'il en résulte un endommagement des pièces. De la sorte, le signal que constituent ces bruits provoqués par la force élastique de rappel,lorsque la pression sur le levier de changement de vitesses est relâchée,évite d'une manière très simple une mise en péril et un-endommagement des composants du mécanisme permettant d'effectuer une marche arrière. La solution préférée de l'invention, c'est-à-dire le blocage et la force élastique de rappel exercés par un ressort, un poussoir et des billes dans l'arbre fixe, le montage, sur cet arbre, de l'organe de synchronisation comportant une entaille coopérant avec une goupille trans- versale pour enpêcher la rotation, et la fixation de la bague de synchronisation sur le pignon baladeur par l'inter- médiaire d'un organe embouti en forme de cuvette, de manière à empêcher la rotation de ladite bague, constitue une solution non seulement simple, mais nécessitant également peu d'en- combrement et pouvant en outre, être appliquée à des méca- nismes existants. Il est meme possible d'équiper après coup des mécanismes existants du dispositif selon l'invention, sans grande difficulté. Particulièrement avantageux est également le dégagement possible de la face conique de friction de la bague de synchronisation et de celle de l'organe de syn- chronisation par suite du plus ample coulissement du pignon baladeur et de son rappel par des organes d'encliquetage, lors du changement de rapport, alors que la marche arrière est enclenchée, tandis que ledit organe de synchronisation n'est pas déplacé, par suite du serrage exercé par les billes sollicitées élastiquement. Lorsque la vitesse est déclenchée, donc que le pignon baladeur est déplacé vers l'organe de synchronisation, aucun effet de friction ne se manifeste entre la bague de synchronisation et ledit organe, cette friction étant également évitée de manière -4 simple et sure,lorsque la marche arrière est déclenchée, par les organes d'encliquetage de l'organe de synchronisation et du tringlage de commande. Certes, la demande de brevet DE-AS 2 708 999 décrit un mécanisme de blocage de la marche arrière, qui est égale- ment efficace lorsque le véhicule roule encore. Cependant, dans ce cas, le mécanisme de synchronisation et de blocage est monté sur l'arbre mené, et l'accouplement des arbres menant et mené lors de l'enclenchement de la marche arrière est assuré par des griffes et non pas par un pignon bala- deur. Par ailleurs, ce mécanisme est compliqué et sa fabrication nécessite beaucoup de moyens. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale fragmentaire d'un dispositif selon l'invention d'enclenchement de la marche arrière et illustre ce dernier lorsque ladite marche arrière n'est pas enclenchée; la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1 mais illustre ledit dispositif lorsque ladite marche arrière est enclenchée; et la figure 3 est une coupe par la ligne III-III de la figure 1. Dans le mécanisme d'enclenchement d'une marche arrière, illustré sur la figure 1, un pignon baladeur 2, continuellement en prise avec un arbre menant 3, est monté sur un arbre 1 solidaire du carter. Dans un alésage longitu- dinal 1l de l'arbre 1, est monté un poussoir 12 déplaçable longitudinalement par suite de la pression -exercée par un ressort 13 prenant appui contre un couvercle 41 du carter 4. Des billes ou rouleaux 14, qui pénètrent dans une rainure 52 d'un organe de synchronisation,5, sont logées dans des alésages transversaux 16. Une goupille transversale 15, qui est logée dans un trou 17, décalée de 900 dans 1Texemple représenté et coopérant avec une entraille longi- tudinale 51, garantit un montage de l'organe 5 1tempé- chant de tourner mais permettant son déplacement axial. Le pignon baladeur présente une gorge 21, dans laquelle s'engage une fourchette de changement de rapports, non représentée, ainsi qu'un organe 22 en forme de cuvette, monté fixe, doté d'éléments 23 et 25 d'arrêt axial et d'arrêt radial (figure 3), respectivement, et destiné à recevoir une bague de synchronisation 24 dont la face conique de friction 26 coopère avec la face conique de friction 53 de l'organe de synchronisation 5. Un pignon 6 de marche arrière monté à l'extérieur de ce plan sur l'arbre mené, n'est figuré que par un pointillé. L'exemple de la figure 2 ne diffère de celui de la figure 1 que par le fait que le pignon baladeur 2 et le pignon 6 de marche arrière sont en prise,doncque la marche arrière est enclenchée. La figure 3, qui est une coupe du mécanisme de synchronisation et de blocage de la figure 1, illustre la position des billes 14, les éléments 25 empochant de manière simple une rotation de la bague 24, ainsi que la goupille transversale 15 empechant la rotation de l'organe de synchroni- sation 5. lorsqu'un levier de commande de la marche arrière, non représenté, est actionné, la fourchette de changement de rapports, également non illustrée, pénétrant dans la gorge 21 du pignon baladeur 2, déplace axialement ce dernier en direction du pignon 6 de marche arrière. La face conique de friction 26, orientée vers l'intérieur, de la bague de synchronisation 24 vient alors au contact de la face conique de friction 53, orientée vers l'extérieur, de l'organe de synchronisation 5 ne pouvant pas tourner,de sorte que l'arbre menant, dégagé du mécanisme d'entraînement par l'embrayage, est freiné jusqu'à 9tre immobilisé. Lorsque le véhicule est à l-'arrgt et que le pignon 6 ne tourne pas, la denture du pignon baladeur 2 peut engrener sur celle dudit pignon 6, après qu'a été surmonté le blocage provoqué dans la rainure 52 de l'organe 5 par suite de la présence des billes 14 logées dans un alésage transversal 16 de l'arbre 1. Dans ce cas, les billes 14 sont soutenues par un cône 18 du poussoir 12 mobile longitudinalement, qui prend appui à son tour contre le ressort de pression 13, logé tout comme le- dit poussoir 12 dans l'arbre fixe 1. La face extreme du pous- soir 12 peut également 9tre arrondie. Une adaptation appropriée du ressort de pression 13, grâce auquel le blocage de l'organe 5 peut être réglé, a pour effet de faire cesser dans tous les cas la rotation de l'arbre menant 3 et donc du pignon 2. Dans l'exemple de la figure 2, le blocage exercé par les billes 14 est surmonté, ces dernières ont été repous- sées par l'organe de synchronisation 5 et, de ce fait, elles se trouvent radialement au contact d'un alésage 54 dudit corps 5. Ainsi, par l'intermédiaire des pignons 6 et 2, l'arbre mené est relié à l'arbre menant 3, -et avec le mé- canisme d'entrainement lui-même, lorsque l'accouplement a été établi, de manière à permettre une marche arrière. Lorsque le tringlage de commande fait l'objet de mesures appropriées, par exemple lorsque la fourchette de changement de rapports comporte des organes d'encliquetage, le pignon baladeur 2 est déplacé sensiblement plus que nécessaire (vers la droite en observant la figure 2). Par suite de la force de rappel exercée par ses organes d'encli- quetage, ce pignon 2 est rappelé dans les memes proportions (donc déplacé vers la gauche) lorsque le mécanisme de - changement de vitesses est soulagé, d'o il résulte un dégagement sur des faces cofiiques26 et 53 de la bague 24 et de l'organe 5 respectivement. Dans ces conditions, ur. coincement des billes 14, logées dans l'alésage 16 de l'arbre l, dans l'alésage 54 de l'organe de synchronisation 5, empêche un déplacement axial de ce dernier. Lorsque la marche arrière est déclenchée, le pignon baladeur 2 est déplacé en direction de l'organe de synchronisation 5 et ce dernier est entraîné jusqu'à ce que les billes 14 pénètrent dans sa rainure 52, sans qu'un effet, de freinage soit possible aux faces coniques 26 et 53. Des organes d'encliquetage correspondant équipant la fourchette de changement de rapports ont pour effet de maintenir constante la distance séparant les faces 26 et 53 lorsque le véhicule avance. Cependant, si l'enclenchement de la marche arrière a lieu alors que, par exemple, le véhicule continue d'avancer, l'arbre menant est certes freiné jusqu'à être immobilisé, comme décrit ci-dessus, mais le pignon 6 continue-- de tourner en direction de la marche avant. Par suitedes bruits résul- tant du contact des faces extrgmes des pignons 2 et 6, le conducteur est amené à interrompre l'enclenchement de la marche arrière, ou pour le moins à réduire la pression de glissement et à freiner préalablement le véhicule. Ce processus est assisté par l'effet de blocage et la force de rappel qu'exercent les billes 14 dans la rainure 52 du corps 5 lorsque ce dernier est déplacé sensiblement dans le sens axial, Une configuration appropriée des faces extrêmes des dentures des pignons 2 et 6 permet d'accroître l'inten- sité du signal perçu par le conducteur, sans nuire pour autant à ces composants. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 9tre apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 2466679. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant l'enclenchement d'une marche arrière dans un mécanisme de changement de vitesses, destiné en particulier à des véhicules automobiles, et comportant un pignon baladeur qui, monté sur un arbre fixe est continuellement en prise avec l'arbre menant, coopère avec un pignon assujetti en rotation à l'arbre mené, et est freiné dans son glissement pour permettre un meilleur engrènement, dispositif caractérisé en ce que la bague de synchronisation (24) est assujettie axialement et en rotation audit pignon baladeur (2), en ce que l'organe de synchronisa- tion (5) ne peut pas tourner mais peut etre déplacé axiale- ment, en ce que le déplacement axial dé cet organe (5) n'est possible qu'après que l'action exercée par un mécanisme de blocage (14; 52) a été surmontée, et en ce que la liaison par friction de ladite bague (24) solidaire dudit pignon (2) avec ledit organe (5) est interrompue à l'achèvement du changement de vitesses. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la liaison entre la bague de synchronisation (24) et le pignon baladeur (2) peut être interrompue. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la liaison entre la bague de synchronisation (24) et le pignon baladeur (2) est assurée par un organe (22) qui, en forme de cuvette, est monté fixe sur ledit pignon (2) et est doté d'éléments de verrouillage axial et en rotation de ladite bague (24). 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le déplacement axial et le verrouillage en rotation de l'organe de synchronisation (5) du pignon baladeur (2) sur l'arbre fixe (1) sont assurés par une goupille transversale (15) log6e dans un trou 17 et coopérant avec une entaille longitudinale (51). 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le déplacement axial et le verrouillage en rotation de l'organe de synchronisa- tion (5) du pignon baladeur (2) sur l'arbre fixe (1) sont assurés par une denture d'entraînement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le blocage empêchant l'enclenchement de la marche arrière est dû à des billes ou rouleaux (14) logés élastiquement dans l'arbre (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le ressort (13) monté axialement dans l'arbre fixe (1) transmet la force élastique aux billes ou rouleaux (14) mobiles radialement, par l'intermédiaire d'un pous- soir (12) dont la face extrême est conformée en un cène (18) ou en une sphère, et qui est mobile dans le sens axial. 8. Dispcsitif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que le dégagement sûr de la bague de synchronisation (24) et de l'organe de synchronisation (5) après enclenchement de la marche arrière est rendu possible par une détermination correspondante de la course nécessaire au changement de vitesses, le tringlage de commande comportant des organes d'encliquetage. 9. Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le trajet parcouru par le pignon (2) pour assurer un changement de vitesses est supérieur, par rapport aux organes d'encliquetage, de la distance nécessaire au dégagement de l'organe de synchronisation (5) et de la bague de synchronisation (24).