Brevet FR2480388A1 — publié le 19811016

La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour commande de vitesses, notamment pour des boîtes de vitesses mécaniques à plusieurs rap- ports de vitesse, comportant des moyens d'extension de la gamme de vitesses dont la commande est synchronisée, ainsi qu'un organe de synchronisation pourvu d'un manchon coulissant axialement, d'une bague de synchronisation et d'un organe d'ac- couplement, disposés de part et d'autre de l'organe de synchronisation. Dans les boîtes de vitesses portant des moyens d'extension de la gamme de vitesses, notamment deux étages correspondant respectivement aux vitesses ra- pides et aux vitesses lentes ou à la prise directe et aux vitesses lentes, se po- se le problème de la protection des organes de synchronisation contre un passage trop rapide des vitesses rapides vers les vitesses lentes, dû notamment au fait que le conducteur rétrograde trop rapidement. Du fait qu'une telle commande s'ef- fectue en principe lorsque le levier de commande se trouve dans la position neu- tre, le conducteur ne dispose d'aucun moyen pour reconnaître son erreur. Si après une telle erreur de commande une vitesse est enclenchée, le moteur peut subir des dommages en raison d'une vitesse de rotation excessive. Jusqu'a présent ce risque était évité par un système de protection du moteur contre les vitesses de rotation excessives, ce système de protection étant par ailleurs extrêmement comr- plexe et nécessitant un dispositif de détection électronique et le recours à un cylindre de blocage. Lors de l'utilisation d'un schéma de commande du type dou- ble t le système de protection destiné à empêcher les vitesses de rotation exces- sives du moteur n'est plus utilisable, sans que toutefois les risques d'erreurs susmentionnées soient supprimés. Le but de la présente invention consiste à réaliser un dispositif de sé- curité pour une telle commande de vitesses, empêchant les commandes erronées, sans que son encombrement soit augmenté et sans que le dispositif de synchronisa- tion nécessite des modifications constructives. Ce but est atteint par le dispositif de sécurité selon l'inventionca- ractérisé en ce que l'organe de synchronisation comporte au moins un dispositif de verrouillage agissant sur le manchon coulissant. Le dispositif de sécurité selon l'invention se compose de moyens de ver- rouillage, logés dans l'organe de synchronisation et qui coopèrent avec le man- chon coulissant pour empêcher qu'une commande erronée puisse être effectuée lors- que la vitesse de rotation du moteur dépasse un nombre de tours prédéterminé. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse du dispositif se- lon l'invention consiste à prévoir un dispositif de verrouillage, susceptible d'être déplacé radialement à l'intérieur de l'organe de synchronisation sous 1' 38 effet de la force centrifuge. Dans sa position d'extension radiale, cet élément 2. dépasse la surface du manteau extérieur de l'organe de synchronisation et prend appui contre la paroi intérieure du manchon coulissant, tandis que dans sa posi- tion radiale rétractée, cet élément est entièrement logé dans l'organe de synchro- nisation et ne dépasse pas la surface extérieure du manteau de cet organe. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'élément mobile radialement sous l'effet de la force centrifuge est sollicité par un ressort de poussée vers sa position rétractée, ce ressort étant logé dans un alésage ménagé à l'intérieur de l'élément et prenant appui d'une part sur le fond de 1' alésage,et d'autre part sur une pièce d'appui se présentant sous la forme d'un téton ou d'une bille solidaire du manchon coulissant. La force du ressort est calculée de telle manière que la masselotte centrifuge reste logée dans l'organe de synchronisation jusqu'à ce que la vitesse de rotation atteigne une valeur dé- terminée au dessus de laquelle apparaît un danger pour le système de synchroni- sation. Dès que cette valeur est dépassée, la masselotte centrifuge se déplace en s'opposant à la force du ressort vers sa position d'extensionet prend ap- pui contre le manchon coulissant. Lorsque le ressort est choisi de façon à n'ex- ercer qu'une force réduite, la différence entre les vitesses de rotation corres- pondant à la position d'extension et la position rétractée peut être maintenue à un niveau relativement bas. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'alésage ménagé dans le manchon coulissant, au niveau de l'élément mobile par force cen- trifuge, comporte un évidement dont la largeur est au moins égale à celle de cet élément de sorte que, lorsque cet élément.se trouve dans les positions "vi- tesses rapides" et "neutre" il puisse s'encastrer radialement dans le manchon coulissant et s'appuyer contre la base de cet évidement. Cet évidement ménagé dans le manchon coulissant est ouvert d'un côté selon une direction axiale, et prend appui de l'autre c8té contre un épaulement formant butée. L'élément mobile sous l'effet de la force centrifuge a une section ra- diale en forme de T dont la partie supérieure frontale, vue d'en haut, a une forme de double T. Cette forme est usinée dans l'organe de synchronisation de telle manière que l'élément mobile par force centrifuge puisse se déplacer faci- lement selon une direction radiale. Lorsque l'élément mobile par force centrifuge est amené dans sa posi- tion d'extension, lorsque la vitesse de rotation est élévée, le manchon coulis- sant est entièrement bloqué ou ne peut dépasser la position correspondant au point neutre du levier de changement de vitesse, étant donné que l'évidement en épaule- ment du manchon coulissant prend appui contre la pièce frontale de l'élément mo- bile par force centrifuge, et s'appuie contre l'organe de synchronisation. L'en- 39 clenchement d'une vitesse de la gamme des vitesses lentes n'est pas possible en 3. raison du verrouillage obtenu grâce au dispositif de sécurité selon l'invention. Une erreur n'est par conséquent pas possible. Toutefois le conducteur dispose de toutes les vitesses de la gamme des vitesses rapides. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparai- tront plus en détail à la description d'un exemple de réalisation préférée et du dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un système de syn- chronisation-équipé du dispositif de sécurité selon l'invention, et La figure 2 représente une vue en coupe de la fig. 1 dans la direction présentée par la flèche II. En référence à la fig. 1, le dispositif de sécurité selon l'invention comporte le dispositif de verrouillage 1 comprenant l'organe de synchronisation 13, coulissable axialement, constitué par un élément annulaire relié à la roue planétaire à denture intérieure 16. Le dispositif de verrouillage 1 se compose d'un élément 10 mobile sous l'effet de la force centrifuge, ayant une forme d'un T et dont la tgte (représentée plus en détail par la fig. 2) présente la forme d'un double T. Un évidement de forme complémentaire 20 est ménagé dans l'organe de synchronisation 13 de telle manière que l'élément 10 puisse s'encastrer en- tièrement dans l'évidement 20 et que la tête de cet élément ne dépasse pas la surface extérieure du manteau de l'organe de synchronisation 13. De façon connue en soi, l'organe de synchronisation 13 est habituellement couplé à un manchon coulissant 3, pouvant se déplacer axialement, lorsqu'il est actionné par la four- chette de commande 2 du levier de changement de vitesse. Ce manchon coulissant 3 comporte à sa surface intérieure 6, un évidement 4. dont la largeur est légère- ment supérieure à la dimension correspondante de la tâte de l'élément 10. Cet évidement 4 est ouvert sur le côté gauche, tandis qu'il est limité sur le côté opposé,c'est-à-dire le côté droit,par un épaulement rectangulaire constituant une butée 5. L'élément 10 présente un alésage 11 dans lequel est logé un ressort de poussée 12 ainsi qu'une pièce d'appui 9, qui sont agencés de telle manière que le ressort 12 est d'une part en appui contre le fond de l'alésage 11 et d'au- tre part contre la pièce d'appui 9 qui est pour sa part en appui contre le fond de l'évidement 4. Par ce ressort, l'élément 10 est repoussé radialement au fond de l'évidement 20. Des deux c6tés de l'organe de synchronisation 13 se trouvent respectivement deux bagues de synchronisation 7, respectivement 17, coopèrant res- pectivement avec des organes d'accouplement 8, respectivement 18. L'organe d'ac- couplement 8 est solidaire d'un élément d'entraînement 15. Le dispositif de sécurité selon l'invention fonctionne de la façon sui- vante: Comme mentionné précédemment, les moyensd'extension de la gamme des 4. vitesses comportent deux étages de vitesses, soit une série de vitesses lentes et une série de vitesses rapides. Sur la fig. 1, les moyens d'extension de la gamme des vitesses sont représentés dans un état o les vitesses rapides sont enclen- chées, c'est-à-dire lorsque le manchon coulissant 3 se trouve dans sa position extrême droite, dans laquelle l'organe d'accouplement 8 est connecté à l'arbre , le manchon coulissant 3 de l'organe de synchronisation 1 à la roue planétai- re à denture intérieure 16, et o la roue planétaire 16 est reliée avec le pont des autres roues planétaires, reliées de façon rigide à l'arbre 15. Lorsque cet- te gamme de vitesses rapides est enclenchée, le conducteur dispose de vitesses relativement élevées de sorte que les éléments 15, 16, 13, 3 et 8 ont une vites- se de rotation relativement importante, ce qui a pour conséquence d'amener l'élé- ment 10, sensible à la force centrifuge, vers sa position d'extension opposée à la force de rappel exercée par le ressort 12. Si le conducteur tente à ce moment d'enclencher une vitesse de la gamme des vitesses lentes, le manchon coulissant 3 se déplace vers la gauche sous l'action de la fourchette de commande 2 du le- vier de vitesses1 jusqu'au moment o la butée 5 du manchon coulissant 3 est arrê- tée par la partie frontale de l'élément 10 en position d'extension. Dans cette position il est impossible de repousser davantage le manchon coulissant 3 vers la gauche. vers une position o la roue planétaire à denture intérieure 16 est couplée à l'organe d'accouplement 18. On empêche de ce fait la rotation à vites- se excessive de l'arbre d'entraînement du moteur. Lorsquè ce cas se présente, le conducteur conserve la faculté de rame- ner le manchon coulissant vers la droite pour enclencher à nouveau une des vi- 24 tesses de la gamme des vitesses élevées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité pour commande de vitesses, notamment pour des boîtes devitesses mécaniques à plusieurs rapports de vitesse, comportant des mo- yens d'extension de la gamme de vitesses, dont la commande est synchronisée, ain- si qu'un organe de synchronisation pourvu d'un manchon coulissant axialement, d'une bague de synchronisation et d'un organe d'accouplement, disposés de part et d'autre de l'organe de synchronisation, caractérisé en ce que l'organe de synchro- nisation (13) comporte au moins un dispositif de verrouillage (1) agissant sur le manchon coulissant (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispo- sitif de verrouillage (1) comporte un élément (10) mobile radialement sous l'effet de la force centrifuge, et logé dans l'organe de synchronisation. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que l'élément (10) ne dépasse pas la surface extérieure du manteau de l'organe de synchronisation (13), lorsqu'il se trouve dans sa position radia- le rétractee. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que l'élément (10) dépasse la surface extérieure du manteau de l'organe de synchronisation (13) et s'appuie contre la surface intérieure (6) du manchon coulissant (3), lorsqu'il se trouve dans sa position d'extension. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que l'élément (10) est retenu dans sa position rétractée par un ressort de poussée (12). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort de poussée (12) est logé dans un alésage intérieur (11) de l'élément (10), et en ce qu'il est agencé de manière à s'appuyer d'une part contre le fond de l'alésage et d'autre part contre un organe d'appui (9) solidaire du manchon coulissant (3). 7. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que 1' alésage (6) ménagé dans le manchon coulissant (3), comporte au niveau de l'élé- ment (10), un évidement dont la largeur correspond à la dimension (21) de l'élé- ment (10), et en ce que cet évidement (4) est ouvert axialement d'un côté du man- chon coulissant, et limité de l'autre côté par une butée (5). 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (10) présente une section radiale en forme de T. 9. Dispositif selon les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que l'élément (10) comporte une partie frontale ayant la forme d'un double T, et en ce que l'organe de synchronisation (13) comporte un évidement (20), agencé pour 37 loger en totalité cette partie frontale de l'élément (10).