Brevet FR2605076A1 — publié le 19880415

TRASMISSION AUTOMATIQUE POUR VOITURETTE T.'invention concerne la transmission dans les véhicules, notamment de faible cylindrée, pour lesquels une transmission automatique classique, hydrocinét.ique ou hydrostatique, ne peut être envisagée, notamment en raison de son cout élevé, et pour lesquelles une transmission mécanique classique constitue une importante limitation à leur diffusion, notamment pour les voiturettes pouvant. être conduites sans permis de conduire, en raison notamment. de la commande d'embrayage qui inquiète beaucoup les usagers potentiels de ce type de véhicule. Une transmission hydrostatique classique utilise habituellement. un ou plusieurs moteurs hydrauliques à cylindrée fixe, entraînant les roues motrices du véhicule, et une pompe à cylindrée variable entraîné mécaniquement. par le moteur thermique du véhicule et raccordée hydrauliquement en circuit fermé sur le ou les moteur(s) hydraulique(s). En faisant varier la cylindrée de la pompe, on règle donc le rapport de transmission. Si la cylindrée de la pompe est commandée manuellement. à partir de la valeur nulle, cela permet d'eviter l'embrayage mais ne constitue pas une véritable transmission automatique puisque la commande de la cylindrée doit être actionnée en rapport avec la commande des gaz selon les circonstances de fonctionnement.En outre, pour eviter tout danger de destruction du circuit hydraulique, il est nécessaire de prévoir un certain nombre de dispositifs auxiliaires de protection, notamment des clapets de decharge sur les diverses parties du circuit. Si, au contraire, la cylindrée variable de la pompe est commandée automatiquement, cela nécessite toute une régulation hydraulique complexe pour asservir cette cylindrée aux circonstances de fonctionnement en fonction d'un programme défini. C'est pour cette raison que les transmissions automatiques hydrostatiques atteignent un coût relativement élevé, peu en rapport avec le coût d'une voiturette de faible cylindrée. le but de l'invention est d'éliminer l'inconvénient précédant en réalisant une transmission automatique hydrostatique -particulièrement simple et économique. l'invention utilise avant tout une pompe volumétrique à cylindrée variable comportant un arbre d'entraînement, entraîné en permanence par l'arbre du moteur thermique du véhicule, et un organe de commande de la cylindrée variable possédant une position neutre de repos à cylindrée nulle, correspondant au point mort de la transmission, de part et d'autre de laquelle se trouvent une plage de réglage des cylindrées positives croissntes correspondant à la marche avant du véhicule, et une plage de cylindrées négative correspondant à la marche arrière. Comme à l'ordinaire, cette pompe est raccordée hydrauliquement en circuit fermé sur un ou plusieurs moteurs hydrauliques à cylindrée fixe entraînant les roues motrices du véhicule.Lorsque cet organe de commande de la cylindrée de la pompe est sollicité dans un sens ou dans l'autre à partir de sa position neutre, il se trouve soumis à une réaction (force ou couple) tendant à le ramener vers sa position neutre, cette réaction étant proportionnelle à la contre-pression hydraulique, c'est-à-dire par conséquent au couple résistant rencontré par le ou les moteur(s) hydraulique(s). L'invention utilise d'autre part un levier sélecteur comportant des positions de point mort, de marche avant, et de marche arrière, mais qui ntest pas relié directement à l'organe de commande de la cylindrée variable. L'invention consiste à combiner les éléments précédents avec un mécanisme intermédiaire comprenant un organe à double déplacement susceptible d'être déplacé dans un sens longitudinal sous 11 effet d'une commande appropriée provenant de la pédale d'accélérateur, et d'être déplacé dans le sens transversal sous l'effet d'une commande à distance appropriée à partir du levier sélecteur pour prendre trois positions transversales successives correspondant respectivement aux positions de marche avant, de point mort et de marche arrière du levier sélecteur; un organe d'actionnement du papillon des gaz, mobile dans le sens longitudinal précité, entraîné par l'organe à double déplacement dans ses trois positions transversales, et actionnant à son tour par une transmission à distance la commande du papillon des gaz du moteur thermique du véhicule; un organe d'actionnement des cylindrées positives pour la marche avant, susceptible d'être entraîné dans ledit sens longitudinal par l'organe à double déplacement seulement lorsque celui-ci est dans sa position transversale de marche avant; un organe d'actionnement des cylindrées négatives pour la marche arrière susceptible d'être entraîné dans ledit sens longitudinal par l'organe à double déplacement seulement lorsque celui-ci est dans sa position transversale de marche arrière; les deux organes d'actionnement de cylindrée précités étant raccordés à distance par des transmissions appropriées et de manière antagoniste à un organe récepteur, qui actionne à son tour l'organe de commande de la cylindrée variable de la pompe par l'intermédiaire d'un dispositif élastique permettant un écart de position entre l'organe récepteur et l'organe de commande de cylindrée proportionné à la réaction précitée. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est un schéma général de la transmission; la figure 2 représente vue de dessus la partie du mécanisme proche du conducteur; la figure 3 est une coupe verticale longitudinale selon III-III de la figure 2; la figure 4 est une coupe verticale transversale selon IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en élévation de la partie du mécanisme solidaire de la pompe; et la figure 6 est une coupe horizontale selon VI-VI de la figure 5. On voit sur la figure 1 les moteurs hydrauliques volumétriques 1 à cylindrée constante, ici au nombre de deux, pour actionner par exemple les deux roues arrières du véhicule, non représentées, afin d'éviter tout différentiel. Ces deux moteurs 1 sont raccordés en parallèle et en circuit fermé sur la pompe volumétrique 2 à cylindrée variable et à deux sens de flux, qui est par exemple une pompe à barillet et à plateau inclinable, ou encore une pompe à galets et à excentration variable, dont la cylindrée, c'est-à-dire le débit de fluide hydraulique par tour de l'arbre d'entrée 3, est commandée par un arbre de commande 4 solidaire de l'organe de commande de cylindrée constitué ici par un levier 5.Cette cylindrée a une valeur nulle pour une position médiane du levier 5, et comporte une plage de réglage par valeurs positives croissantes pour un sens de déplacement du levier 5, et une autre plage de réglage par valeurs négatives croissantes pour l'autre sens de déplacement. L'arbre d'entrée de puissance 3 de la pompe 2 est accouplé par tout moyen mécanique approprié avec l'arbre de sortie du moteur thermique 6 que comporte le véhicule. te carter de la pompe 2 est alimenté en fluide hyDraulique sous une légère charge à partir d'un réservoir de fluide hydraulique 7. Naturellement, le moteur thermique 6 tourne toujours dans le même sens, et les moteurs hydrauliques 1 tournent dans le sens de la marche avant ou dans celui de la marche arrière selon que le levier 5 est basculé dans un sens ou dans un autre, le rapport de transmission en marche avant ou en marche arrière étant fonction de la déviation angulaire du levier 5 par rapport à sa position médiane. Sur la partie droite de la figure 1, on voit également l'organe à double déplacement 8 susceptible d'être entraîné dans le sens longitudinal 9 par une transmission appropriée 10 à partir de la pédale d'accélérateur 11, et d'être entraîné transversalement, dans le sens 12 ou le sens opposé, par une transmission appropriée 13 à partir du levier sélecteur 14 comportant, comme l'organe à double déplacement 8, une position de marche avant AV et une position de marche arrière AR situées de part et d'autre d'une position de point mort PM. On voit, d'autre part, l'organe d'actionnement des gaz 15 qui est susceptible de se déplacer dans le sens longitudinal 9 lorsqu'il est poussé par l'organe à double déplacement 8 dans ses trois positions transversales, cet organe 15 entraînant à son tour, par l'intermédiaire d'une transmission à distance appropriée 16, le levier 17 de commande du papillon des gaz du moteur thermique 6. On voit enfin l'organe 18 d'actionnement des cylindrées positives pour la marche avant qui est susceptible d'être entraîné dans le sens longitudinal 9 par l'action de l'organe à double déplacement 8 seulement lorsque celui-ci est en position de marche avant. On a de même un organe 19 d'actionnement des cylindrées négatives pour la marche arrière disposé symétriquement par rapport au précédent et entraîné dans le sens longitudinal 9 par l'organe à double déplacement 8 seulement dans sa position transversale de marche arrière. Ces deux derniers organes 18 et 19 actionnent à leur tour à distance, par l'intermédiaire de transmission appropriée 20 et 21, un organe récepteur 22, lequel se trouve sollicité de manière antagoniste par les deux transmissions 20 et 21.Enfin, selon l'invention, l'organe récepteur 22 entraîne à son tour le levier 5 de commande de cylindrée par l'intermédiaire d'un dispositif élastique schématisé par les ressorts 23. On va examiner maintenant plus en détail un mode de réalisation de ces divers mécanismes. On voit par exemple, sur les figures 2 à 4, que l'organe à double déplacement est constitué par une palette 8 portée par l'extrémité d'un levier 24, qui est articulé en 25, en vue d'un déplacement latéral, sur une pièce 26 pivotant autour d'un axe horizontal 27 portée par un support 28 sensiblement en forme de U et fixé sur le véhicule. Ce support 28 comporte également un autre axe 29 autour duquel s'articule le levier 30 de la pédale d'accélérateur 11, l'autre extrémité 31 de ce levier 30 tirant sur un câble 10 dont l'autre extrémité 32 est fixée en un point du levier 24. L'organe 15 d'actionnement des gaz est constitué par la traverse supérieure d'une pièce en forme d'étrier dont les branches latérales 33 s' articulent sur les deux extrémités de l'axe 27, de part et d'autres des faces verticales du support 28. Cet étrier comporte une patte latérale 34, visible sur les figures 2 et 4 et sur laquelle s'accroche un ressort de rappel 35 accroché à son autre extrémité sur une patte 36 du support 28, et une autre patte 37 sur laquelle s'accroche le câble 16 de commande des gaz. En effet, mis à part le simple câble 10 qui vient d'être examiné, toutes les autres transmissions 13, 16, 20, 21, examinées précédemment, sont constituées par un simple cible sous gaine du type Bowden ou similaire, les gaines étant référencées respectivement 13a, 16a, 20a et 21a. l'étrier 15 comporte également une autre patte 38 sur laquelle se fixe la gaine 13a du câble 13 examiné précédemment et provenant du levier sélecteur 14. L'extrémité de ce câble 13 s'accroche à l'extrémité 39 d'un doigt mobile 40 rigidement solidaire du levier 24, un ressort 41 étant en outre interposé autour du câble 13 entre la patte 38 et l'extrémité 39 pour que le câble 13 travaille toujours sous tension. Un ressort antagoniste de force équivalente peut être disposé à l'autre extrémité commandée par le levier sélecteur 14. les deux organes 18 et 19 d'actionnement de la cylindrée de la pompe sont également constitués par de simples leviers articulés autour du même axe 27, de part et d'autres de la pièce 26 portant le levier 24. Sur ces leviers s'accrochent respectivement les câbles de commande 20 et 21, et également deux ressorts de rappel 42 et 43 destinés à maintenir les câbles 20 et 21 sous tension. On voit ainsi que dans ce mode de réalisation les déplacements longitudinaux des organes 8 ou 24, 15, 18 et 19, sont en réalité des mouvements en arc de cercle par pivotement autour de l'axe 27, tandis que les déplacements transversaux de l'organe 8 à double déplacement, de son levier 24 et du doigt mobile 40, sont des mouvements de pivotement autour de l'axe 25. On voit que, dans la position médiane de la palette 8 correspondant à la position de point mort du levier sélecteur 14, cette palette est capable de passer entre les leviers 18 et 19 sans les actionner, alors que dans la position basculée de marche avant ou de marche arrière commandée par le câble 13, cette palette accroche un ou l'autre des leviers 18 et 19. On voit toutefois, notamment sur la figure 2, qu'un bossage 44, prévu au centre de l'étrier 15, ménage entre la palette 8 et les bords rectilignes latéraux de l'étrier une place supérieure à celle nécessitée par l'épaisseur des leviers 18 et 19, de telle manière que la rencontre entre la palette 8 et celui de ces leviers qui est sélectionné, ne se fasse qu'après un début d'ouverture du papillon des gaz suffisante pour passer du ralenti à un régime convenable. On voit également sur les figures que les leviers 18 et 19 se prolongent intérieurement par des joues parallèles et en regard 45 et 46 empêchant le mouvement transversal de la palette 8 tant que la pédale d'accélérateur n'est pas revenue sensiblement à sa position de repos. On voit sur les figures 5 et 6 la pompe 2 et son arbre 4 de commande de cylindrée variable sur lequel est fixé le levier 5 indiqué précédemment. Sur la face de cette pompe 2 perpendiculaire à l'axe 4 est fixée au moyen de vis une platine 47 en forme de T dont les deux branches latérales comportent des pattes 48 sur lesquelles se fixent les extrémités des gaines 20a et 21a à l'aide de moyens de réglage classiques 49. Par ailleurs, l'organe récepteur 22 indiqué précédemment est constitué ici par un autre levier 50, également en forme de T, muni de branches latérales 51 sur lesquelles se trouvent fixées, par exemple par soudure, deux pièces tubulaires 52 situées sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre, chaque pièce comportant, à son extrémité en regard de l'autre pièce, un fond 53 et une. fente 54 découpant à la fois le fond 53 et la paroi latérale de la pièce tubulaire sur une certaine longueur à partir du centre. Chacune de ces parties tubulaires 52 contient un ressort de rappel 23, maintenu comprimé à l'aide d'un bouchon 55, et chaque ressort vient appuyer à la fois sur le fond 53 et sur le côté correspondant du levier 5 en position de repos. Les bouchons 55 servent au réglage de tension initiale de précontrainte de ces ressorts 23, et sont eux-mêmes maintenus en position de réglage par des vis pointeaux 56 et 57 qui peuvent également servir à l'accrochage des câbles 20 et 21 en position croisée comme on le voit sur la figure 5. L'action de ces câbles étant, comme on l'a vu, antagoniste, il est clair que, par l'intermédiaire des câbles 20 et 21 et du récepteur 22, constitué ici par l'ensemble basculant 50, 51, 52, tout mouvement de basculement d'un des leviers 18 ou 19 autour de l'axe 27 entraîne nécessairement le basculement de l'autre levier dans le sens opposé et de la même quantité. Sous l'effet du ressort de rappel 35, l'étrier 15 bascule donc jusqu a ce qu'il repose sur les deux leviers 18 et 19 à la fois, et la position de repos de cet étrier peut être réglée par l'action sur les réglages 49. Il peut cependant être préférable de prévoir en outre une patte de butée 58 sur le support 28 pour mieux définir la position de repos de l'étrier et faciliter les réglages. On comprend dès lors que, tant que le levier sélecteur 14 est en position de point mort PM, la palette 8 étant en position médiane telle que représentée sur les figures, une action sur la pédale d'accélérateur 11 va avoir pour seul effet d'agir sur l'étrier 15 et de commander l'ouverture des gaz, sans l'entraînement du véhicule, comme il se doit. Si, au contraire, le levier sélecteur 14 se trouve en position de marche avant AV, la palette 8 et le levier 14 se trouvent décalés transversalement, vers le bas des figures 1 et 2, pour se trouver à cheval entre le bossage 44 de l'étrier 15 et le levier 18 d'actionnement des cylindrées positives. Dans ce cas, lorsqu'on actionne la pédale d'accélérateur 11, on commence par ouvrir légèrement les gaz par action sur le bossage 44, comme exposé plus haut puis, après ce léger retard, on continue à actionner l'ouverture des gaz par l'étrier 15, et simultanément on tire sur le câble 20 par le levier 18, ce qui provoque le basculement progressif vers la droite de la figure 5 de l'organe récepteur 22, lequel agit à son tour sur le levier 5 commandant la cylindrée de la pompe pour une vitesse croissante en marche avant. Toutefois, cette dernière action se produit par l'intermédiaire des ressorts 23, de sorte que, si la charge subie par les roues et les moteurs hydrauliques 1 du véhicule est trop importante, la contre-pression hydraulique entraîne une augmentation de la réaction sur le levier 5, comme exposé précédemment, ce qui a pour effet d'entraîner la compression du ressort 23 du côté gauche des figures 5 et 6, dès que cette réaction dépasse la valeur de précontrainte de ce ressort, cette compression étant proportionnée à l'importance de cette réaction. Ceci a donc pour effet tout à la fois de réduire la pression hydraulique dans les canalisations de liaison des moteurs 1 à une valeur non dangereuse, et d'autre part de réduire le couple pris sur l'arbre moteur 3 de manière que ce couple ne dépasse jamais la valeur maximum que ce moteur peut fournir dans les conditions présentes d'ouverture des gaz. Naturellement, lorsque l'on bascule le levier sélecteur 14 en position de marche arrière AR, le même phénomène se produit avec le levier 19 et les cylindrées négatives. On voit donc que, sans aucun dispositif hydraulique coûteux, l'invention permet à l'aide d'un mécanisme très simple à réaliser et très économique, d'assurer à la fois la sécurité et le fonctionnement entièrement automatique du véhicule. REVENDICATIONS 1. Transmission automatique hydrostatique pour véhicule, comprenant une pompe volumétrique (2) à cylindrée variable comportant un arbre d'entraînement (3), entraîné en permanence par l'arbre du moteur thermique (6) du véhicule, et un organe (4,5) de commande de la cylindrée variable possédant une position neutre de repos à cylindrée nulle, correspondant au point mort de la transmission, de part et d'autre de laquelle se trouvent une plage de réglage des cylindrées positives croissantes correspondant à la marche avant du véhicule, et une plage de cylindrées négative correspondant à la marche arrière, cette pompe étant raccordée hydrauliquement en circuit fermé sur un ou plusieurs moteurs hydrauliques (1) à cylindrée fixe, entraînant les roues motrices du véhicule, cette pompe étant d'un type tel que lorsque ledit organe (4,5) de commande de la cylindrée est sollicité dans un sens ou dans l'autre à partir de sa position neutre, il se trouve soumis à une réaction tendant à le ramener vers sa position neutre, cette réaction étant proportionnelle au couple résistant rencontré aux roues, la commande de cette transmission incluant une pédale d'accélérateur (11) et un levier sélecteur (14) comportant des positions de point mort (PM), de marche avant (AV) et de marche arrière (AR), caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un organe (8,24) à double déplacement susceptible d'être déplacé dans un sens longitudinal (9) à partir d'une position de repos sous l'effet d'une commande appropriée (10) provenant de la pédale d'accélérateur (11), et d'être déplacé dans le sens transversal (12) sous l'effet d'une commande à distance appropriée (13) à partir du levier sélecteur (14) pour prendre trois positions transversales successives correspondant respectivement aux positions de marche avant, de point mort et de marche arrière du levier sélecteur;; un organe (15) d'actionnement du papillon des gaz, mobile dans le sens longitudinal précité, entraîné en même temps que l'organe à double déplacement (8,24) dans ses trois positions transversales, et actionnant à son tour par une transmission à distance (16) la commande (17) du papillon des gaz du moteur thermique du véhicule; un organe (18) d'actionneLment des cylindrées positives pour la marche avant, susceptible d'être entraîné dans ledit sens longitudinal (9) par l'organe à double déplacement (8,24) seulement lorsque celui-ci est dans sa position transversale de marche avant; un organe (19) d'actionnement des cylindrées négatives pour la marche arrière susceptible d'être entraîné dans ledit sens longitudinal (9) par l'organe à double déplacement (8,24) seulement lorsque celui-ci est dans sa position transversale de marche arrière;; les deux organes (18,19) d'actionnement de cylindrée précités étant raccordés à distance par des transmissions appropriées (20,21) et de manière antagoniste à un organe récepteur (22), qui actionne à son tour l'organe (4,5) de commande de la cylindrée variable de la pompe par l'intermédiaire d'un dispositif élastique (23) permettant un écart de position entre l'organe récepteur (22) et l'organe (4,5) de commande de cylindrée proportionné à la réaction précitée. 2. Transmission selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits déplacements longitudinaux de l'organe (8,24,26) à double déplacement, de l'organe (15) d'actionnement des gaz, et des deux organes (18,19) de commande de la cylindrée sont des mouvements de pivotement autour d'un axe commun (27), et que le déplacement transversal dudit organe (8,24) à double déplacement est un mouvement de pivotement autour d'un axe (25) perpendiculaire auprécédent. 3. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'en position de repos de la pédale d'accélérateur (11), l'organe à double déplacement (8,24), dans chacune de ses positions de marche avant et de marche arrière, se trouve à une certaine distance de l'organe d'actionnement de la cylindrée (18,19) correspondant grâce à un bossage (44) prévu sur l'organe (15) d'actionnement des gaz, de telle manière que la commande de cylindrée n'intervienne qu'après une ouverture minimum du papillon des gaz. 4. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un moyen de verrouillage (45,46) empêchant ledit déplacement transversal de l'organe à double déplacement (8) tant que le déplacement longitudinal (9) n'est pas revenu au voisinage de sa position de repos. 5. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit dispositif élastique interposé entre l'organe récepteur (22) et l'organe (5) de commande de cylindrée comprend deux ressorts (23) précontrainte réglable montés en opposition, de manière que ledit écart de position ne puisse prendre une valeur non nulle que lorsque ladite réaction dépasse la valeur de précontrainte desdits ressorts (23).