Brevet FR2516457A1 — publié le 19830520

La piesente invention est relative à un dispositif de changement de rapport dans une boite de vitesses pour un vehicule à moteur à quatre roues motrices qui peut également être entraidé sélectivement par deux roues. On a déjà réalisé un véhicule à quatre roues mo- trices ayant un train de roues qui sont toujours motri- ces et un train de roues qui ne sont motrices qu'une partie du temps pour l'entrainement par quatre roues motrices, et on connait déjà Une boite de vitesses qui compo te un rapport de vitesse lente ou rapport lent de secours pour l'entrainement par quatre roues motrices. Le rapport supplémentaire de vitesse lente présente un rapport de réduction plus élevé que le premier rapport et n'est utilisé que lorsqu'un entrainement avec un rapport à réduction très élevé est nécessaire, par exemple dans le cas de montée d'une côte extrêmement raide avec entrainement par quatre roues motrices Si le véhicule es entrainé par deux roues dans le rapport de vitesse lente, un différentiel, des essieux et autres organes du système d'entrainement par deux roues sont soumis à une charge excessivement importante' Du fait qu'un tel enurainement sévère est effectué dans le mode à quatre roues motrices, il n'est pas nécessaire de réali- ser le système d'entrainement par deux roues motrices avec une construction présentant une résistance élevée apte à supporter la charge excessivement forte Il est cependant nécessaire de p Revoir un dispositif pour empê- cher le passage en rapport de vitesse lente en cours d'entrainement par deux roues motrices afin d'éviter une rupture dans le système d'entrainement par deux roues motrices. Le but de l'invention est de fournir un dispositif pour passer un rapport supplémentaire de vitesse lente dans une boite de vitesses qui comporte des moyens pour empêcher le passage du rapport supplémentaire de vitesse lente en cours de fonctionnement dans le mode à deux roues motrices. Suivant l'invention un dispositif de changement de rapport d'une boite de vitesses pour un véhicule pouvant être temporairement entrainé par quatre roues motrices et ayant deux trains de roues motrices comprend: un dispositif réducteur final pour transmettre la sortie de la boite de vitesses à l'un des deux trains de roues motrices, un embrayage pour transmettre la sortie de la boite de vitesses à l'autre train de roues motrices, un dispositif à rapport très lent prévu dans la boite de vitesses et présentant un rapport de réduction supérieur à celui du premier rapport de la boite de vitesses, des premiers moyens pour engager ledit rapport très lent, des seconds moyens pour serrer l'embrayage pour l'entrai- nement en mode à quatre roues motrices, et un dispositif de verrouillage relié positivement auxdits premiers et seconds moyens afin de verrouiller les premiers lorsque les seconds desserrent l'embrayage et pour empêcher l'engagement du dispositif à rapport très lent par le fonctionnement desdits premiers moyens. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaitront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexes donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig l est une vue en coupe d'une boite de vites- ses à laquelle est appliquée l'invention; la Fig 2 est un schéma de la grille des rapports d'un levier de changement de rapport; la Fig 3 est une vue en coupe d'une partie princi- pale du dispositif de commande; la Fig 4 est une vue en plan d'une partie princi- pale d'un dispositif suivant l'invention; la l'ig 5 est:ne vue en coupe suivant la ligne V-V de la Eig 4; la Fig 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la Fig l; la Fig 7 est une vue en coutpe suivant la ligne VII-VII de la Fig 6; la Fig 8 est une vue d'un autre mode de réalisa- tion de la Fig 7. En se référant à la Fig l, un vilebrequin 1 d'un moteur (non représenté) qui esu monté transversalement dans une partie avant d'un véhicule automobile est adapté pour être relié selectivement à un arbre princi- pal d'entrainement 6 d'une boite de vitesses 2 par l'in- termédiaire d'un embrayage 3 La boite de vitesses 2 est alignée avec le vilebrequin 1 du moteur' La sortie de la boite est transmise soit aux roues avant soit aux roues arrière, par exemple aux roues arrière dans ce mode de réalisation, par l'intermédiaire d'un réducteur final 18 et d'un dispositif de transfert 4 comme on le décrira dans la suite L'arbre principal d'entrainement 6 de la boite 2 est monté rotatif par des roulements 6 a et 6 b et est relié à um moyeu de l'embrayage 3. Un arbre de renvoi 7 est monté en parallèle avec l'arbre principal 6 et est porté par des roulements 7 a, 7 b et 7 c L'arbre principal 6 porte un pignon menant 8 a de premier rapport, un pignon menant 9 a de second rap- port, un pignon menant 10 a de troisième rapport et un pignon menant lla de quatrième rapport Des pignons me- nés 8 b, 9 b, 10 b et ll_ sont montés rouatifs sur l'arbre de renvoi 7 et coopèrent respectivement avec les pignons 9 a à 10 a Entre les pignons 8 b et 9 b est prévu un premier dispositif synchroniseur 12 pour coupler le pignon 8 b ou 9 b à l'arbre de raenvoi 7 pour les premiers et seconds rapports Un second dispositif synchroniseur 13 est prévu d'une façon anaiogue entre les pignons l Ob et llb pour les troisièmes et quatrièmes rapports De plus un pignon menant 15 a de rapport très lent est formé sur l'arbre principal 6 et est en prise avec un pignon mené 15 b monté sur l'arbre 7 Un troisièe dispositif syiichroniseur 16 est monté sur l'arbre 7 pour le rapport très lent. Le troisiâme dispositif synchroniseur 16 comprend un manchon 16 a qui comporte us 1 pignon arrière mené 14 b. Lorsque le manchon 16 a est déplacé vers la gauche, le pignon mené 14 b engrène avec le pignon fou 14 & qui en- grène avec un pignon 14 a de marche arrière prévu sur l'arbre principal 6 O Oi remarquera que le rapport de démultiplication du rapport très lent est superieur à celui du premier rapport. Le pignon 8 D de premier rapport, le pignon l Ob de troisième rapport et le pignon 14 a de marche arrière sont disposés du côte droit des dispositifs synchroniseurs 12, 13 et 16, et le pignon 9 o de second rapport, le pignon lb_ de quatrième rapport et un pignon 15 b de rapport très lent sont disposés du côté opposé respectivement. En conséquence, la grille de changement de rapport d'un levier de changement (non représenté) pour passer les rapports est telle que représentée à la Fig 2 Le réduc- teur final 18 comporte un pignon 18 a de réducteur final qui coopère avec un pignon de sortie 17 calé sur une extrémité interne de l'arbre de renvoi 7 Le pignon 18 a de réducteur final est monté sur un carter 19 a d'un dif- férentiel 19 Le différentiel 19 est en liaison d'entrai- ment avec les essieux arrière 20. Le pignon 18 a de réducteur final engrène avec un pignon 22 d'un dispositif de transfert 4 Le pignon 22 est monté rotatif sur un arbre 21 disposé transversalement et porté pa& des roulements 21 a et 21 b à ses deux extré- mités Le dispositif de transfert 4 comporte un emorayage 23 qui conmprend un moyeu 23 a aui est fixé en prise avec l'arbre 21, un manchon 23 b monte coulissant sur le moyeu 23 a au moyen de cannelures, et des cannelures 22 a formées sur un côté du pignon 22 Le pignon d'angle 24 a est calé sur l'arbre 21 à l'autre extrémité de celui-ci et engrène avec un pignon d'angle 24 b fixé sur un arbre d'entraine- ment 5 des roues avant qui est monté longitudinalement suivant l'axe médian du vehicule et en liaison d'entraine- ment avec les rcues avant par l'intermédiaire d'un dif- ferentiel (non représente). En se reéferant aux Fig 3 à 5 une première barre de passage 25 pour les premier et second rapports, une seconde oarre de passage 26 pour les troisième et qua- trième rapports et une troisième barre de passage 27 pour les rapports de marche arrière et très lent sont disposées parallèlement à l'arbre 7 Une première four- chette de passage 25 a (Fig l) fixée sur la première barre de passage 25 coopère avec un manchon 12 a du dis- positif sy:chroniseur 12, une deuxième fourchette de pas- sage 26 a fixée sur la deuxième barre de passage 26 coo- père avec un manchon 13 a du dispositif synchroniseur 13 et une troisième fourchette de passage 27 a de la troi- sième barre de passage 27 coopère avec un manchon 16 a du dispositif synchroniseur 16. Une tringle 28 de changement qui est reliée au levier de changement de rapport s'étend de celui-ci jusqu'en un point voisin des barres de passage de façon à permettre une rotation autour de l'axe et un déplacement dans la direction axiale En déplaçant la tringle de changement 28, on sélectionne l'une des posi- tions (quatrième, troisième, premier, deuxième rapports, marche arrière et rapport très lent) et en faisant tour- ner la tringle de changement 28 on engage l'un des pi- gnons Un bras 29 fixé à une extrémité de la tringle de changement 28 comporte une fourchette 29 a qui coopère avec une extrémité 31 a d'un levier sélecteur 31 d'un dispositif sélecteur 30 Le levier sélecteur 31 est fixé sur un arbre 31 c qui peut tourner et coulisser dans la direction axiale Des fourchettes de bras de passage 25 b, 26 b et 27 b des première, seconde et troisième barres de passage 25, 26 et 27 sont disposéesen alignement les uns avec les autres comme représente à la Fig 4 de telle sorte que l'autre extremité 31 b du levier sélecteur 31 puisse coopérer avec l'une des fourchettes. En se référant aux Pig 6 et l, une fourchette de change:ment 33 coopérant avec le manchon 23 b de l'embraya- ge 23 est fixée sur une oarre de chaigement 32 La barre 32 esu disposée parallèlement à l'arbre 21 et est reliée à une membrane 36 d'un dispositif d'actionnement 34 à dépression au toyen d'un écrou 38 Le dispositif d'ac- tionnement 34 à dépression comporte des chambres à dé- pression 37 a et 37 o qui sont séparées par la membrane 36 et les deux chambres communiquent avec un conduit d'admission 37 c du moteur par l'intermédiaire d'une vanne 43 de commutation qui est actionnée par un inter- rupteur 44 dans l'habitacle du conducteur, de sorte que la dépression régnant dans le conduit d'admission soit appliquée sé 11 ctivement à l'une des chambres 37 a, 37 b par l'intermédiaire de conduits 46 ou 47 Lorsque la dépression est appliquée à la chambre 37 a, la membrane 36 se déforme vers la droite pour déplacer la barre de changement 32 de sorte que le manchon 23 b vient en prise avec les cannelurns 22 a pcur étaolir l'entrainement en mode à quatre roues motrices. En se référant aux Fig 4 et 5, il est prévu un dispositif de verrouillage 40 entre la fourchette de changement 33 et la tringle de changement 28 pour empê- cher le déplacement de la tringle dans la position de rapport très lent en cours de fonc Utionrement en mode à deux roues motrices Le dispositif de verrouillage 40 comp end ui doigt 41 en saillie qui s'étend depuis la fourchette de changement 33 vers la tringle 28, et un bras associé 42 fixé sur la tringle 28 et faisant saillie vers le doigt 41 Le doigt 41 comporte une cavité 41 a et une saillie 41 o de verrouillage Le bras 42 comporte une extrémité 42 a en saillie qui esu disposée de façon à cooperer avec la saillie de verrouillage 41 b lorsque la tringle 28 est déplacée dans la position de rapport très lent en cours de fonctionnement dans le mode à deux roues motrices. Dans le dispositif représenté à la Fig 8, la barre de changement 32 est reliee à un levier d'actioniement 45 dans l'habitacle du conducteur par l'intermédiaire d'un fil metallique 44 pour assurer le déplacement de la barre de changement. En fonctionnement, lorsque la dépression régnant dans le conduit d'admission est appliquée à la chambre à depression 37 b, la membrane 36 est déformée vers la gauche pour déplacer la barre de changement 32 et la fourchette de changement 33 comme représenté à la Pig 7. Ainsi le manchon 23 b de l'embrayage 23 est dégagé des camnnelures 22 a de manière que la soxtie de la boite de vitesses au pignon 22 ne soit pas transmise à l'arbre d'entrainement 5 des roues avant En conséquence, le véhicule est entrainé dans le mode à deux roues motrices par les roues arrière Les Fig 4 et 5 montrent un état du dispositif de verrouillage 40 en conduite dans le mode à deux roues motrices Dans cet état, lorsque la tringle de changement 28 se trouve en position de point mort, c'esu à dire la position de premier et de second rapport (positions 1, 2 à la Fig 5) ou est tournée dans la position de troisième et de quatrième rapports (posi- tions 4, 3 à la 2 ig 5) en actionnant le levier de change- ment de rapport, l'extrémité en saillie 42 a du bras 42 ne se trouve pas en face de la saillie de verrouillage 41 b du doigt de verrouillage 41 Par conséquent la trin- gle de chareient 28 peut étre déplacée dans la position de second rapport et de quatrième rapport Ainsi l'un des pignons de premier au quatrième rapports peut être sélec- tionné en actionnant le levier de changement de rapport. Cependant, lorsque la tringle de changement 28 est tournée dans ia position de rapport très lent et de mar- che arrière (positions EL et R à la Fig 5), l'extrémité 42 a en saillie se trouveen face de la saillie de verrouil- lage 41 b En conséquence la tringle de chaugement 28 ne peut pas être deplacée dans la position de rapport très lent en raison de l'engagement de l'extrémité 42 a en saillie avec la saillie 41 b de verrouillage On remar- quera que la tringle de changement 28 peut êt-ie déplacée dans la position de marche arrière opposée à la position de rapport très lent. Lorsque la dépression régnant dans le conduit d'adrission 37 c est appliquée à la chambre à dépression 37 a par actionnement de l'interrunpeur de commutation, la barre de chagement 32 est déplacée vers la droite pour engager le manchon 23 b en prise avec les cannelures 22 a On établit ainsi en position active le système de transmission pour l'entrainement en mode à quatre roues motrices Du fait que la barre de changement 32 est située dans la position à droite représentee par le trait mixte à la Fig 4, la cavité 41 a du doigt 41 se trouve dans la position qui correspond à l'extrémité en saillie 42 a Ainsi la rouation du bras 42 ne rencontre pas d'obstacle dans la position de rapport très lent, et de ce fait le dispositif synchroniseur 16 (Fig l) peut être engageé en prise avec le pignon mené 15 b pour l'entrainement en rapport très lent. Dans la position de rapport très lent, du fait que l'extrémité en saillie 42 a esb engagée dans la cavité 41 a, la barre de changeaement 32 ne peut pas être déplacée dans la position d'entrainement dans le mode à deux roues motrices De ce fait l'entrainement en rapport très lent du véhicule automooile en mode à deux roues motrices est empêché de fagon fiable. Il ressort de ce qui précède que l'invention fournit un dispositif pour empêcher le levier de changement de rapport de passer en position de rapport très lent lors- quele véhicule fonctionnre dans le mode à deux roues mo- trices. -REV"EDICATII ONS 1 Dispositif de changement de rapport pour une boite de vitesses destinée à un vhicule à quatre roues motrices ayant deux trains de roues motrices, caracté- risé en ce qu'il comprend un réducteur final ( 18) pour transmettre la sortie de ladite boite de vitesses à l'un desdits deux trains de roues motrices, un embrayage ( 23) pour transmettre la sortie de la boi'e de vitesses à l'autre train de roues motrices, un pignon ( 15 b) de rap- port très lent prévu dans ladite boite de vitesses et assurant un rapport de reduction superieur à celui du premier rappo t de la boite de vitesses, des premiers moyens pour coopérer avec ledit pignon ( 15 b) de rapport tres lent, des seconds moyens pour actionner l'embrayage ( 23) pour le mode de fonctionnement à quatre roues mo- trices et un dispositif de verrouillage ( 40) en liaison d'entrainement avec lesdits premiers et seconds moyens pour verrouiller lesdits premiers moyens lorsque les seconds desserrent ledit embrayage et pour empacher le passage en rapport très lent par l'actioniement desdits premiers moyens. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdits premiers moyens sont constitués par une tringle de changement ( 28) qui est actionnée par un levier de changement de rapport du véhicule pour engager sélectivement les rapports de la boite de vitesses. 3 Dispositif suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que lesdits seconds moyens sont constitués par une barre de changement ( 32) adaptee pour actionner ledit embrayage ( 23). 4 Dispositif suivant la revendication 3, caracté- risé en ce que le dispositif de verrouillage ( 40) comprend un bras ( 42) fixé sur ladite tringle de changement ( 28) et un doigt ( 41) forme à une extrémité de ladite barre de changement ( 32), le doigt ( 41) comportant une partie de verrouillage qui i'ait obstacle au déplacemnent dudit bras dans une position de rappo t très lent. Dispositif smuivant la revendication 4, carac- térisé en ce que le doigt ( 41) comporte une cavité ( 41 a) qmui coopère avec ledit bras en position de rapport très lent lorsque ledit embrayage ( 23) est actionné, de telle sorte qmue le desengagement dmdit embrayage soit empêché.