Brevet FR2551168A1 — publié le 19850301

La présente invention se rapporte à des verrouillages de sécurité pour transmissions composites qui comprennent des boites de vitesses auxiliaires, telles que celles utilisées dans les poids lourds et d'autres 5 véhicules Elle se rapporte plus particulièrement aux mouvements du coulisseau de la botte de vitesses auxiliaire. Les dispositifs de transmission auxiliaires de la technique antérieure manquaient de certaines caractéristiques souhaitables de sécurité Par exemple, il y a fréquemment une possibilité, potentiellement catastrophique,pour qu'une boîte auxiliaire soit enclenchée à la suite d'une défaillance d'une conduite d'air comprimé pendant le fonctionnement d'une unité de prise de force alors que le véhicule est à l'arrêt Un autre risque 15 apparenté de ce genre consiste dans la possibilité de passage d'une botte de vitesses auxiliaire au point mort à la suite de la défaillance d'un circuit d'air comprimé pendant que le véhicule est en mouvement. Différents dispositifs ont déjà été utilisés 20 dans la technique antérieure pour tendre à éviter au moins l'une de ces deux situations, mais en exigeant toutefois un effort spécial de la part du conducteur du véhicule. Par exemple, on a déjà utilisé un verrouillage de point mort pour garantir que la transmission du véhicule ne s'échappe pas du point mort alors que le véhicule est à l'arrêt, par suite d'une panne d'air Toutefois, ce dernier verrouillage implique des phases relativement compliquées à exécuter par le conducteur du véhicule pour obtenir cet état de sécurité En outre, ceci exige des 30 dispositifs supplémentaires, du fait que les structures actuelles utilisent, soit un unique vérin pneumatique à trois positions, soit deux vérins pneumatiques à deux positions pour maintenir la transmission au point mort. Ce dont on a besoin est un mécanisme simple mais commode 35 à actionner, qui assure la combinaison désirée de protections. La présente invention a pour objet lun dispositif de verrouillage simple qui combine les caractéristiques d'une sécurité de point mort lorsque le véhicule est à l'arrêt et d'un verrouillage ferme de l'enclenchement d'un rapport pendant le temps o le véhicule est en mouvement. Dans une forme de réalisation préférée, le dispositif est mis en oeuvre dans une boîte de vitesses ayant un coulisseau qui peut être déplacé sélectivement 10 de l'une à l'autre d'au moins trois positions, dont une position de point mort intermédiaire entre le petit rapport et le grand rapport d'une boite de vitesses auxiliaire. Le dispositif ne demande qu'un seul vérin pneumatique à deux positions; en combinaison avec mun distributeur15 pression pneumatique-échappement à deux positions Une source de pression pneumatique est appliquée à un vérin pneumatique de changement de rapport pour déplacer le coulisseau de l'une à l'autre de ses positions respectives. Un dispositif à plongeur assure l'immobilisation du coulisseau lors d'une défaillance de la pression pneumatique envoyée au vérin lorsque le coulisseau se trouve dans sa position de petit rapport ou de grand rapport pendant le mouvement du véhicule Le dispositif à plongeur coopère avec une paire de crans de verrouillage espacés 25 ménagés dans le coulisseau et comprend un plongeur dont une extrémité peut être mise sélectivement en prise avec les crans de verrouillage Un ressort de plongeur est disposé pour pousser l'extrémité du plongeur vers l'un des crans de verrouillage et l'engager sélectivement dans 30 ce cran Le dispositif à plongeur comprend une soupape de commande pneumatique positionnée pour maintenir l'extrémité du plongeur éloignée des crans de verrouillage en surmontant la force du ressort du plongeur pendant que la pression pneumatique est appliquée à la soupape. Le dispositif comprend en outre un dispositif à poussoir qui se comporte comme un dispositif de blocage mécanique du point mort pour verrouiller fermement une position de point mort et pour faire en sorte que, pendant le fonctionnement d'une unité de prise de force, alors que le véhicule est à l'arrêt, la boite de vitesses auxiliaire ne passe pas à la position de petit rapport ou de grand 5 rapport à la suite de la défaillance de la source d'air. Le dispositif à poussoir comprend un poussoir disposé pour coopérer avec une encoche ménagée dans le coulisseau, l'encoche présentant une partie de fond et des rampes de cames opposées de part et d'autre de cette partie de fond. 10 Un ressort de poussoir est disposé pour tendre à mettre le poussoir en prise avec l'encoche, de sorte que, en réponse à l'interruption de l'alimentation pneumatique, le ressort de poussoir, bien que disposé transversalement, déplace le coulisseau axialement pour le placer dans la position de point mort en poussant à force le poussoir le long de l'une des rampes de cames et en l'engageant dans le fond de l'encoche. On donnera ci-après une brève description des dessins sur lesquels: la figure 1 est un croquis schématique d'une transmission composite comprenant une boite de vitesses principale et une boite de vitesses auxiliaire, cette dernière comprenant le dispositif de verrouillage de sécurité selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe d'un mécanisme de coulisseau de botte de vitesses auxiliaire qui peut être sélectivement déplacé entre des positions de petit rapport, de point mort et de grand rapport dans la boîte de vitesses auxiliaire de la figure 1; et la figure 3 est une vue en élévation d'une soupape de commande pneumatique de la boîte de vitesses auxiliaire, du type à double effet, représentée fixée à un levier de vitesses, ce dernier n'étant représenté que partiellement. On se reportera tout d'abord à la figure 1 sur laquelle on a représenté un ensemble 10 constituant une transmission composite qui comprend une boîte de vitesses principale 12 et une boîte de vitesses auxiliaire 14, à commande pneumatique, fixée à la boite principale. Dans la forme de réalisation décrite dans le présent mémoire, la boîte de vitesses auxiliaire 14 comprend un rapport de grande vitesse et un rapport de petite vitesse (qui ne sont représentés ni l'un ni l'autre), et un vérin pneumatique 38 est utilisé pour déplacer sélectivement un coulisseau 15 (figure 2) entre les positions de grand rapport et de petit rapport Une position intermédiaire ou de point mort se trouve entre les deux positions précitées de la boîte de vitesses auxiliaire Une source d'air 16 (figure 1) fournit de l'air comprimé par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 18 pour envoyer l'air à diverses parties de l'ensemble de transmission composite 10 par plusieurs conduites d'air Ainsi, une 15 première conduite d'air 20 assure l'alimentation en air d'un distributeur pneumatique 22 de commande de la botte de vitesses auxiliaire fixé au levier de vitesses 8 à l'intérieur de la cabine d'un véhicule (figure 3) Le distributeur pneumatique 22 comprend un orifice d'échappe20 ment 24 ainsi que des orifices 26 et 28 respectivement de grand et de petit rapport de la boite de vitesses auxiliaire Ces deux derniers orifices sont respectivement reliés à des orifices 26 ' et 28 ' de grand et de petit rapport d'un distributeur pneumatique 30. Le distributeur pneumatique 30, destiné à être placé de préférence à l'extérieur de la cabine du véhicule, forme un dispositif sélecteur "en mouvement-àl'arrêt" intercalé entre le distributeur 22 et le vérin pneumatique 38, pour permettre d'exécuter les opérations 30 de prise de force habituellement utilisées sur les véhicules qui possèdent de telles transmissions composites Un levier 32 à deux positions monté sur le distributeur 30 sert à effectuer la sélection entre le mode "en mouvement" et le mode "à l'arrêt" Pour sélectionner le mode "à l'arrêt", la source d'air est ainsi sélectivement isolée de la conduite d'air de grand rapport ou de petit rapport 34 et 36 par le mouvement du levier 32 et, sous l'effet du même mouvement du distributeur, les deux côtés du cylindre 38 sont tous deux mis à l'échappement à l'atmosphère. Le vérin pneumatique 38 de changement de rapport comprend un piston 40, représenté plus particulièrement sur la figure 2 On peut donc voir que, dans la position '"air en service" ou "en mouvement" du levier 32, le mouvement de la commande à double effet 6 (figure 3) déterminera un mouvement de vaet-vient du piston 40 qui, 10 à son tour, amènera le coulisseau 15 à se déplacer vers la gauche ou vers la droite entre ses positions de grand rapport ou de petit rapport Une fourchette de changement de rapport 42 est montée sur le coulisseau 15 pour effectuer les changements de rapports, ainsi qu'il sera évident 15 pour l'homme de l'art. On peut maintenant décrire en détail le dispositif de verrouillage pneumatique du coulisseau 15 de la transmission composite à commande pneumatique en se reportant plus particulièrement à la figure 2. Un dispositif à plongeur est représenté en 50, une conduite d'air 52 s'étendant d'un régulateur de pression 18 (figure 1) à une entree 54 d'un cylindre 56 de plongeur commandé pneumatiquement La conduite d'air 52 fournit une alimentation en air normalement constante à la face inférieure d'un piston 58 contenu dans le cylindre 56 Le coulisseau 15 présente une paire de crans de verrouillage espacés 64 et 66 destinés à recevoir un plongeur 62 relié au piston 58 Le cran 64 représente la position de petit rapport de la boite de vitesses auxiliaire, tandis que le cran 66 représente le grand rapport de la boîte de vitesses auxiliaire Lors d'une défaillance ou d'une perte de la pression pneumatique, un ressort de plongeur 60 a pour effet de repousser le plongeur 62 vers le bas (comme représenté) pour l'engager 35 dans l'un ou l'autre des crans de verrouillage de petit rapport ou de grand rapport, 64 ou 66 respectivement, selon que c'est l'un ou l'autre de ces rapports qui est en position au moment de la défaillance), de sorte que l'extrémité 68 du plongeur 62 est bloquée dans ce cran de verrouillage pour s'opposer au déplacement du coulisseau. Le dispositif 50 s'oppose donc à un passage du petit rapport aussi bien que du grand rapport à la position de point mort lors d'une défaillance d'alimentation en air du cylindre 56 Cette caractéristique supprime le risque de passage au point mort alors que le véhicule est en mouvement, en dépit d'une défaillance de l'alimentation en air de la boîte de vitesses auxiliaire de la transmission composite. Un dispositif à poussoir est représenté en 70. Ce dispositif comprend un poussoir 72 disposé pour coopérer avec une encoche 74 ménagée dans le coulisseau 15 Le 15 poussoir est poussé élastiquement par un ressort de poussoir 76 dans une partie de fond 78 de l'encoche 74 chaque fois que le coulisseau est rendu libre de se déplacer comme, par exemple, lorsque l'alimentation en air du vérin pneumatique 38 de changement de rapport est interrompue L'encoche 74 comprend des rampes de cames 80 et 82 orientées dans la direction axiale, de part et d'autre de la partie de fond 78 Les rampes 80 et 82 déterminent un déplacement axial du coulisseau en réponse à des forces appliquées transversalement par le ressort 25 de poussoir 76, lorsque l'arrivée de l'air au vérin 38 est interrompue. Le fonctionnement du dispositif de verrouillage pneumatique pour boîtes de vitesses auxiliaires de transmissions composites assure donc la sécurité du mouvement du coulisseau dans chacun des deux modes "en mouvement" et "à l'arrêt" décrits Le dispositif à plongeur 50 constitue un mécanisme de sécurité pendant que le véhicule équipé de la transmission est en mouvement, donc, pendant le temps o le levier 32 à deux positions de la soupape pneumatique 30 est dans la position "en mouvement". Pendant le mode "en mouvement", le vérin 38 est "excité" et la source d'air 16 est en action pour permettre au conducteur de passer de l'une à l'autre des positions de grand rapport et de petit rapport de la boîte de vitesses auxiliaire au moyen de la commande à double effet 6 prévue sur le distributeur pneumatique 22 de la boîte de vitesses auxiliaire Au contraire, lorsque le véhicule est stationnaire ou à l'arrêt et que le conducteur du véhicule désire utiliser l'unité de prise de force, il a simplement à mettre le levier 32 dans la position "à l'arrêt" Cette dernière manoeuvre provoque l'inter10 ruption de l'alimentation en air par la conduite 34 ou 36, au moyen du distributeur pneumatique 30, l'air envoyé à l'un ou l'autre des côtés du piston étant mis à l'échappement à l'atmosphère A ce moment, le dispositif à poussoir entre en action, comme décrit ci-dessus, pour ramener mécaniquement le coulisseau 15 à la position de point mort. L'invention n'a été décrite et représentée que dans une forme de réalisation préférée et on peut y apporter de nombreuses modifications sans pour cela sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Transmission composite, caractérisée en ce qu'elle comprend une boîte de vitesses principale ( 12) et une boîte de vitesses auxiliaire ( 14), ladite boîte de vitesses auxiliaire ( 14) comprenant un coulisseau ( 15) servant au passage des rapports et une source de pression pneumatique ( 16) servant à déplacer axialement ledit coulisseau ( 15) entre lesdits rapports, ledit coulisseau( 15) présente au moins deux crans de verrouillage ( 64, 66) alignés axialement et très rapprochés l'un de l'autre et une encoche ( 74) éloignée axialement desdits crans, ladite encoche définissant une paire de rampes de cames ( 80, 82) et une partie de fond ( 74) située entre lesdites rampes de cames, ladite boîte de vitesses auxiliaire ( 14) compre15 nant en outre un dispositif de verrouillage de sécurité qui comprend lui-même un dispositif à plongeur ( 50) comportant un plongeur ( 62) qui s'étend transversalement audit coulisseau ( 15) et peut être mis en prise avec chacun desdits crans de verrouillage ( 64, 66) dudit coulis20 seau, ledit dispositif à plongeur ( 50) comprenant un piston ( 58) qui communique avec ladite source de pression pneumatique ( 16) et un ressort de plongeur ( 60) qui repousse ledit plongeur ( 62) à l'encontre de ladite source de pression pneumatique, ledit dispositif de verrouillage comprenant en outre un dispositif à poussoir ( 70) comprenant lui-même un poussoir ( 72) qui s'étend transversalement audit coulisseau ( 15), ledit poussoir ( 72) étant en prise avec ladite encoche ( 74), ce poussoir ( 72) étant muni d'un ressort de poussoir ( 76) qui tend à pousser le poussoir ( 72) 30 vers l'encoche ( 74), ledit ressort de poussoir tendant à appliquer ledit poussoir ( 72) contre l'une ou l'autre desdites rampes de cames ( 80, 82) de ladite encoche ( 74) en déplaçant ainsi axialement ledit coulisseau ( 15) jusqu'à ce que ledit poussoir ( 72) vienne reposer dans ladite partie 35 de fond ( 76) de ladite encoche ( 74) qui se trouve entre lesdites rampes de cames ( 80, 82), en réponse à l'interruption de l'alimentation du cylindre ( 38) en air comprimé, et,en réponse à l'interruption de la communication entre ladite source de pression pneumatique ( 16) et ledit dispositif à plongeur ( 50), ledit ressort ( 60) du plongeur entre en action pour engager et maintenir ledit plongeur ( 62) dans l'un desdits crans de verrouillage ( 64, 66). 2 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit ressort ( 60) du plongeur exerce sur le piston ( 58) une force inférieure à la force antagoniste exercée sur ce piston par ladite source de pression 10 pneumatique ( 16), de sorte que ledit ressort ( 60) du plongeur empêche ledit coulisseau ( 15) de prendre ladite position de point mort lors d'une défaillance de ladite source de pression pneumatique ( 16). 3 Transmission selon la revendication 2, 15 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un vérin pneumatique ( 38) de changement de rapport et un distributeur ( 22) d'air d'échappement à deux positions intercalé entre ladite source de pression pneumatique ( 16) et ledit vérin pneumatique ( 38) de changement de rapport. 4 Transmission selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit vérin pneumatique ( 38) de changement de rapport comprend un deuxième piston ( 40) et en ce qu'une première extrémité du coulisseau ( 15) est fixée à ce deuxième piston ( 40) de telle manière que la source de pression pneumatique ( 16) puisse alimenter l'un ou l'autre des côtés dudit deuxième piston ( 40) pour provoquer une translation dudit coulisseau ( 15). Transmission selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit coulisseau ( 15) comprend 30 en outre une fourchette de changement de rapport ( 42) placée entre ladite paire de crans de verrouillage ( 64, 66) et ladite encoche ( 74)l de sorte que ledit vérin pneumatique ( 38) peut déplacer ladite fourchette ( 42) de l'unlme à l'autre des trois positions. 6 Transmission comprenant un coulisseau ( 15) pouvant être sélectivement déplacé de l'une à l'autre d'au moins trois positions qui comprennent une position inter- médiaire de point mort, et des moyens d'alimentation en pression pneumatique ( 16) reliés à un vérin pneumatique ( 38) pour déplacer ledit coulisseau ( 15) de l'une à l'autre desdites positions, caractérisée en ce qu'elle comprend un 5 dispositif à plongeur ( 50) destiné à immobiliser ledit coulisseau ( 15) lors d'une défaillance de ladite alimentation pneumatique dudit dispositif à plongeur ( 50), ce dispositif à plongeur comprenant deux crans de verrouillage espacés ( 64, 66) formés dans ledit coulisseau ( 15), un plongeur ( 62) ayant une extrémité ( 68) pouvant être mise sélectivement en prise avec lesdits crans de verrouillage ( 64, 66), un premier ressort ( 62) disposé pour tendre à pousser ladite extrémité ( 68) dutit plongeur ( 62) vers l'un desdits crans de verrouillage ( 64, 66) et l'engager 15 dans ce cran, et un piston ( 58) positionné pour maintenir ladite extrémité ( 68) du plongeur éloignée desdits crans de verrouillage ( 64, 66) en surmontant la force dudit premier ressort ( 62) lorsque la pression pneumatique est appliquée audit piston, un dispositif à poussoir ( 701 destiné à solliciter axialement ledit coulisseau ( 15) et à maintenir ce dernier dans ladite position de point mort intermédiaire en réponse à l'interruption de l'alimentation dudit vérin ( 38) en pression pneumatique, ledit dispositif à poussoir comprenant une encoche ( 74) ménagée dans ledit 25 coulisseau ( 15), ladite encoche ( 74) comprenant une partie de fond ( 78) et des rampes de cames opposées ( 80, 82) situées des deux côtés de cette partie de fond, un poussoir ( 72) qui peut être mis en prise avec ladite encoche ( 74) et un deuxième ressort ( 76) disposé pour tendre à mettre 30 ledit poussoir ( 72) en prise avec ladite encoche ( 74) de telle manière qu'en réponse à une interruption de l'alimentation dudit cylindre ( 38) en pression pneumatique, ledit deuxième ressort ( 76) pousse ledit poussoir ( 72) le long de l'une desdites rampes de cames ( 80, 82) et l'engage dans 35 ladite partie de fond ( 78) de ladite encoche ( 74).