FR2486188A1 - Dispositif de verrouillage pour mecanisme de changement de rapport dans une boite de vitesses - Google Patents

Abstract

CE DISPOSITIF DE VERROUILLAGE COMPREND ESSENTIELLEMENT UN DOIGT 154 QUI PEUT S'ENGAGER DANS DES GORGES 116 D'UN COULISSEAU 112 POUR FIXER LES POSITIONS DE PETIT RAPPORT, DE POINT MORT ET DE GRAND RAPPORT D'UNE BOITE DE TRANSFERT 10. LE DOIGT EST POUSSE PARUN RESSORT 156 POUR VERROUILLER LES POSITIONS. POUR EVITER QU'ON NE MANOEUVRE LA BOITE DE TRANSFERT LORSQUE LA BOITE DE VITESSES PRINCIPALE TRANSMET UN COUPLE ET QUE LA BOITE DE TRANSFERT EST DONC EN CHARGE, UN VERIN A AIR COMPRIME 146 ENGAGE LE DOIGT 154 A FORCE DANS LA GORGE 116 ET REND LA MANOEUVRE DU COULISSEAU 112 IMPOSSIBLE. LA PRESSION DE L'AIR COMPRIME EST RELACHEE LORSQUE LA BOITE DE VITESSES PRINCIPALE EST AU POINT MORT.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de verrouillage pour un

mécanisme de changement de rapport

de mécanisme de transmission de puissance à rapports mul-

tiples, ou boite de vitesses, et elle concerne plus parti-

culièrement un tel dispositif de verrouillage qui empêche le changement de rapport de la boite de vitesses lorsque la source de puissance qui transmet le couple à la boite

de vitesses se trouve dans un mode de fonctionnement com-

portant une sortie de puissance, ou mode actif.

Il existe divers véhicules à modes de transmission multiples qui utilisent une boite de vitesses principale et une boite de transfert qui est capable de transmettre la puissance, soit uniquement à l'essieu arrière, soit simultanément à l'essieu avant et à l'essieu arrière. Des exemples de boites de transfert de ce type sont décrits

dans les brevets US 3 095 758, 3 557 634 et 3 679 016.

Il n'est pas rare d'incorporer dans les boites de transfert des moyens capables d'assurer une fonction de transmission de puissance à rapports multiples comportant un mode de fonctionnement à grand rapport et un mode de fonctionnement à petit rapport. Les boites de transfert telles que celles décrites dans les brevets US 3 941 199

et 4 188 638 comportent de telles caractéristiques et élar-

gissent considérablement le choix des rapports d'engrenages de travail mis à la disposition du conducteur d'un véhicule équipé d'une boite de vitesses principale à laquelle est

ajoutée une boite de transfert.

Toutefois, dans les véhicules de ce type, il convient de veiller à ce que le véhicule ne travaille pas dans un mode de sortie de puissance au moment o l'on enclenche le grand rapport ou le petit rapport, puisque la transmission d'un couple à la boite de transfert pendant l'opération de changement de rapport pourrait entraîner une détérioration des engrenages de petit rapport ou de grand rapport. En général, si aucun moyen de protection n'est incorporé dans la boite de transfert, le conducteur ne doit passer les rapports que lorsque le véhicule est à l'arrêt et qu'aucune

puissance n'est transmise à la boite de transfert.

Un but de l'invention est donc de réaliser un dis-

positif de-verrouillage pour mécanisme de changement de rapport de boite de vitesses qui interdise le changement de rapDort lorsque la source de puissance qui transmet le

couple se trouve dans un mode actif, avec sortie de puis-

sance. Un autre but de l'invention est de réaliser un tel dispositif de verrouillage qui puisse être mis en action lorsque le véhicule est en mouvement et que la source de puissance transmettant le couple se trouve dans un mode

neutre, sans sortie de puissance.

Ces buts de l'invention, ainsi que d'autres, sont

atteints dans une forme préférée de réalisation de l'inven-

tion constituée par un dispositif de verrouillage pour mé-

canisme de changement de rapport de boite de vitesses qui reçoit une entrée d'une source de puissance transmettant un couple, source de puissance qui peut être sélectivement mise dans un mode actif ou dans un mode neutre ou de point mort. La boite de vitesses peut être mise dans un mode de travail, avec des conditions particulières de rapport de transmission ou dans un mode neutre ou de point mort. Le

dispositif de verrouillage comprend un coulisseau de chan-

gement de rapport monté dans le carter de la boîte et qui peut être sélectivement positionné axialement en plusieurs emplacements prédéterminés dont chacun correspond à l'une des conditions spécifiques de rapport de transmission ou dans le mode neutre ou de point mort. Il y est incorporé des moyens qui interdisent le positionnement axial sélectif

du coulisseau, c'est-à-dire son passage de l'un des empla-

cements prédéterminés à un autre de ces emplacements pré-

déterminés lorsque la source de puissance transmettant le

couple travaille dans son mode actif.

D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront

au cours de la description qui va suivre. Aux dessins anne-

xés donnés uniquement à titre d'exemple, - la figure 1 est une vue en élévation avant de la forme préférée de réalisation d'une boite de transfert qui comporte diverses caractéristiques de l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation arrière de la forme préférée de réalisation de la boite de transfert qui comporte diverses caractéristiques de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne

V-V de la figure 1.

Comme on Peut le voir sur les figures 1, 2 et 3, la forme préférée de réalisation de la boite de transfert 10 comprend diverses caractéristiques de l'invention et elle est destinée à être utilisée dans un véhicule routier du

type 6 x 6. Essentiellement, la sortie de la boite de vi-

tesses classique du véhicule routier est transmise à la

boite de transfert 10 qui, à son tour, comprend des engre-

nages permettant de choisir entre un mode de fonctionnement

à grand rapport et un mode de fonctionnement à petit rap-

port, pour doubler effectivement le nombre des rapports comparativement à celui que l'on peut obtenir avec la seule

boite de vitesses classique. En outre, la boite de trans-

fert préférée 10 comprend des moyens permettant, soit de transmettre une sortie de puissance uniquement à un essieu arrière ou à un ensemble d'essieux arrière, soit de diviser la sortie entre un essieu avant ou un ensemble d'essieux

avant et l'essieu arrière ou l'ensemble d'essieux arrière.

Bien que l'invention puisse être appliquée pour

améliorer le fonctionnement d'autres types de boite de vi-

tesses secondaire qui reçoivent leur puissance d'une boite de vitesses classique, l'invention a trouvé une application satisfaisante dans l'exemple préféré constitué par la boite de transfert 10. Il sera utile de bien comprendre toutes

les caractéristiques de la boite de transfert 10 pour em-

brasser toute l'invention.

Les éléments travaillants de base de la boite de

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transfert 10 sont généralement contenus dans un carter 12 et comprennent un arbre d'entrée ou arbre primaire 14, un arbre intermédiaire 16, un arbre secondaire ou de sortie

arrière 18 et un arbre secondaire ou de sortie avant 20.

Un accouplement d'entrée 22 est fixé rigidement à l'arbre d'entrée 14 et reçoit directement la sortie de la boite de vitesses (non représentée) d'un véhicule. L'arbre d'entrée 14 tourillonne dans un roulement avant 24 et un roulement

arrière 26. Un pignon de petit rapport 28 comprend un pa-

lier lisse 30 et est monté pour tourner sur l'arbre d'en-

trée 14. Des entretoises 32 et 34 prévues de part et d'au-

tre du pignon de petit rapport 28 maintiennent ce pignon 28 dans une position axiale adjacente au roulement 24. De même, un pignon de grand rapport 36 comprend un palier lisse 38 pour tourner sur l'autre extrémité de l'arbre d'entrée 14. Des entretoises 40, 42 sont utilisées ici également pour retenir le pignon de grand rapport 36 dans une position adjacente au roulement 26 de l'arbre d'entrée 14.

Un mécanisme de changement de rapport 44 sert à ac-

coupler l'arbre d'entrée 14 soit au pignon de petit rapport

28, soit au pignon de grand rapport 36, suivant le besoin.

Bien que le mécanisme 44 soit décrit en détail plus bas, on peut indiquer à ce stade de l'exposé qu'il comprend essentiellement un manchon d'accouplement annulaire 46, denté intérieurement, qui est monté coulissant sur des dents saillantes complémentaires 48 d'une partie agrandie de l'arbre d'entrée 14, entre le pignon de petit rapport 28 et le pignon de grand rapport 36. Pour accoupler le manchon d'accouplement 46 et, par conséquent, l'arbre

d'entrée 14, au pignon de petit rapport 28, on doit dépla-

cer ce manchon d'accouplement axialement vers l'avant, vers

le pignon de petit rapport 28. Une couronne de dents exté-

rieur-es 52 prévue sur l'extrémité avant du manchon d'accou-

plement 46 doit alors être amenée en coïncidence et mise en prise avec une couronne de dents intérieures 54 prévue sur un prolongement cylindrique arrière 56 du pignon de petit

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rapport 28. De même, pour accoupler le manchon d'accouple-

ment 46 et, par conséquent, l'arbre d'entrée 14, au pignon

de grand rapport 36, on doit déplacer le manchon d'accou-

plement 46 axialement vers le pignon de grand rapport 36.

Ici également, une couronne de dents extérieures 58 prévues sur le côté arrière du manchon d'accouplement 46 doit être amenée en coïncidence et mise en prise avec une couronne

de dents intérieures 60 prévue sur un prolongement cylin-

drique avant 62 du pignon de grand rapport 36. Cependant, le mécanisme de changement de rapport 44 peut se trouver dans une position neutre ou de point mort, de sorte que ni le pignon de petit rapDort 28, ni le pignon de grand rapport 36 n'est à ce moment couplé à l'arbre d'entrée 14 on peut voir que le manchon d'accouplement 45 du mécanisme de changement de rapport 44 est conçu pour faire en sorte qu'on ne puisse accoupler à l'arbre d'entrée 14 qu'un seul

des pignons 28, 36 à la fois.

L'arbre intermédiaire 16 sert à transmettre la puis-

sance de l'un ou l'autre des pignons de petit rapport 28

et de grand rapport 36 à l'arbre de sortie arrière 18. L'ar-

bre intermédiaire tourillonne dans le carter 12 au droit d'un roulement avant 64 et d'un roulement arrière 66. Un

pignon intermédiaire de petit rapport 68 est calé rigide-

ment sur l'arbre intermédiaire 16, à l'extrémité avant de cet arbre, pour se trouver dans le même plan que le pignon

de petit rapport 28 et en prise constante avec ce pignon.

De même, un pignon intermédiaire de grand rapport 70 est calé rigidement sur l'arbre intermédiaire 16, à l'extrémité arrière de cet arbre, dans le même plan que le pignon de

grand rapport 36 et en prise constante avec ce pignon.

Bien que les pignons 28, 68 d'une part et les pignons 36, d'autre part restent respectivement en prise pendant toute la durée du fonctionnement de la boite de transfert

, on peut voir qu'un seul des pignons 28, 36 sera direc-

tement accouplé à l'arbre d'entrée 14 pour transmettre la force, qui sera alors appliquée à l'arbre intermédiaire 16

pour provoquer la rotation de cet arbre.

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L'arbre de sortie arrière 18 tourillonne dans le carter 12 au droit d'un roulement 72 qui est supporté par

une cloison intérieure 73 du carter 12 et au droit au ni-

veau d'un roulement arrière 74. Un pignon de sortie 76 est fixé rigidement à l'arbre de sortie 18 entre les rou- lements 72, 74, de manière à se trouver dans le même plan que le pignon intermédiaire de grand rapport 70 porté par l'arbre intermédiaire 16 et en prise avec ce pignon. De cette façon, la rotation est transmise à l'arbre de sortie 18 à travers l'arbre intermédiaire 16 quel que soit celui

des pignons 28, 36 de l'arbre d'entrée 14 qui est effecti-

vement utilisé. Lorsque l'un des pignons d'entrée 28, 36 est couplé à l'arbre d'entrée 14 au moyen du mécanisme de changement de rapport 44, l'autre pignon d'entrée 36,28 est - capable de tourner indépendamment par rapport à l'arbre

d'entrée 14, en même temps qu'il est entraîné dans des con-

ditions de charge nulle par le pignon intermédiaire corres-

pondant 70 ou 68 de l'arbre intermédiaire 16.

Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, l'arbre de sortie avant 20 n'est pas accouplé en rotation à l'arbre de sortie arrière 18. L'arbre 20 est monté à son extrémité

avant au droit d'un roulement 78 et il est alésé à son ex-

trémité pour former une douille arrière 80 de façon à en-

tourer étroitement une partie avant 82 de l'arbre de sortie

arrière 18 et à tourner autour de cette partie 82. La douil-

le 80 porte des crabots 84 dirigés vers l'arrière qui sont adaptés pour coopérer avec des crabots complémentaires 85 d'un accouplement à crabots 86 lorsque la puissance doit

être transmise aux deux arbres de sortie 18, 20. L'accou-

plement à crabots 86 comprend un alésage central 88 denté intérieurement qui est monté coulissant sur une partie 89 dentée extérieurement de l'arbre de sortie arrière 18. De cette façon, l'accouplement entre l'arbre de sortie 18 et l'arbre de sortie 20 peut être obtenu par un déplacement axial sélectif de l'accouplement à crabots 86 vers l'avant, qui a pour effet de mettre les dents de crabots 85 en prise

avec les dents de crabots 84 de l'arbre de sortie avant 20.

Lorsqu'elle est montée sur un véhicule, la boite de transfert 10, construite sous la forme préférée décrite ci-dessus, permet de faire tourner sélectivement au grand rapport ou au petit rapport l'arbre de sortie arrière 18 qui est couplé en 90 à un arbre de transmission correspon- dant à l'essieu arrière ou à l'ensemble d'essieux arrière (non représenté) ou de faire tourner simultanément l'arbre de sortie arrière 18 et l'arbre de sortie avant 20, lequel est couplé en 91 à un arbre de transmission correspondant

à l'essieu avant ou à l'ensemble d'essieux avant (non re-

présenté). Toutefois, il convient d'exposer les autres ca-

ractéristiques de la boite de transfert préférée 10, qui

sont nécessaires pour son bon fonctionnement, avant de don-

ner un exposé détaillé des moyens utilisés pour effectuer la sélection du grand rapport ou du petit rapport et des moyens utilisés pour accoupler et désaccoupler l'arbre de

sortie avant.

La lubrification principale de la boite de transfert est assurée par une réserve d'huile lubrifiante contenue dans une cuvette d'huile 92 située dans la région inférieure

du carter 12. L'huile est généralement transmise aux élé-

ments travaillants et aux roulements mentionnés plus haut par lubrification par barbotage. Un trou de remplissage d'huile 93 prévu dans la paroi avant 94 sert à charger l'huile lubrifiante jusqu'à un niveau prédéterminé avant la mise en service de la boite de transfert 10. Un orifice de vidange 96 est prévu pour vidanger l'huile de la cuvette d'huile 92 lorsqu'on le désire. A chacun des roulements 24, 78 et 74, montés dans les parois du carter 12 est combinée

une garniture de joint d'huile 97 qui entoure l'arbre cor-

respondant pour retenir l'huile lubrifiante dans la région

de ce roulement. Les roulements 24, 64, 66 et 72 sont mon-

tés à l'intérieur du carter 12 et ils n'exigent donc pas de garnitures de joints d'huile de ce type pour fonctionner

correctement.

En raison de la position de l'arbre d'entrée 14

dans la région supérieure du carter d'entrée 12 et des mou-

vements relatifs qui peuvent se produire pendant le fonc-

tionnement normal entre-le pignon de petit rapport 28, le mécanisme de changement de rapport 44, le pignon de grand

rapport 36 et l'arbre d'entrée 14, on a prévu dans la for-

me préférée de réalisation de la boite de transfert 10 des moyens additionnels pour lubrifier ces éléments, ces moyens

étant constitués par une pompe à huile 98 située à l'extré-

mité arrière 100 de l'arbre d'entrée 14. La pompe de lubri-

fication 98 aspire par une conduite d'alimentation 102 qui s'étend le long d'une paroi arrière 104 de la boite de transfert 10 pour prendre l'huile dans la cuvette d'huile 92, à travers un filtre, au droit d'un raccord 106 situé

à la base du carter 12. On donnera ci-après une description

détaillée du fonctionnement et de la construction de la

pompe à huile 98. Un dispositif tachymétrique 108 est éga-

lement prévu sur la paroi arrière 104. Ce dispositif est du type à vis sans fin et il mesure directement la vitesse

de l'arbre intermédiaire 16. Un frein de blocage 110 (re-

présenté en transparence sur les figures 2 et 3) est com-

biné avec l'accouplement 90 de l'arbre de sortie arrière

18 et actionné d'une façon bien connue dans la technique.

Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, le méca-

nisme de changement de rapport 44 peut être commandé pour déterminer un fonctionnement en grand rapport ou en petit rapport par déplacement axial d'un coulisseau de changement

de rapport 112. Une tringlerie (non représentée) est accou-

plée à l'extrémité avant 114 du coulisseau 112, lequel est

essentiellement construit pour être positionné sélective-

ment dans l'une de trois positions relativement au carter 12. Bien que, ainsi qu'on l'expliquera en détail ci-après, trois gorges circonférentielles 116 soient ménagées sur

l'extrémité arrière du coulisseau 112 pour pouvoir coopé-

rer avec un dispositif à bille chargé par un ressort, connu dans la technique antérieure, il sera suffisant pour le

moment de comprendre que le coulisseau 112 peut être sélec-

tivement déplacé entre ses trois positions dans la forme préférée de réalisation de l'invention lorsqu'on doit ou

qu'on désire enclencher le grand rapport ou le petit rap-

port ou s'en dégager. Suivant l'invention, on a remplacé

le disuositif de base de la technique antérieure compre-

nant une vis chargée par un ressort, qui servait seulement à maintenir le coulisseau 112 dans la position axiale dé- sirée mais ne faisait rien pour interdire les changements de rapport intervenant dans les conditions de transmission

de la puissance, avec le risque d'endommager les pignons.

Sur la figure 4, le mécanisme de changement de rap-

port 44 se trouve dans la position neutre ou de point mort,

dans laquelle ni le pignon de petit rapport 28, ni le pi-

gnon de grand rapport 36 n'est accouplé à l'arbre d'entrée

14. Le manchon d'accouplement 46 est situé en position cen-

trale sur les dents saillantes 50 de l'arbre d'entrée 14.

La position du manchon 46 est déterminée par la position

d'une fourchette 118, dont la position est à son tour dé-

terminée par la position du coulisseau 112 auquel la four-

chette 118 est accouplée rigidement en 120. La fourchette

118 présente une gorge intérieure 122 qui entoure partiel-

lement la périphérie cylindrique 124 du manchon d'accouple-

ment 46.

Toutefois, pour que le mécanisme 44 fonctionne cor-

rectement pour la sélection du fonctionnement en grand rap-

port ou en petit rapport, il n'est pas suffisant qu'il soit

simplement prévu une tringlerie et des engrenages pour ac-

coupler les éléments d'une manière telle qu'ils transmet-

tent le couple. Il est également essentiel de prévoir des moyens pour faire en sorte que les éléments à accoupler tournent à la même vitesse relative afin de mettre en prise les pignons conjugués. Ce résultat est obtenu dans la forme préférée de réalisation de la boite de transfert 10 par

l'incorporation du manchon d'accouplement 46 dans un syn-

chroniseur 126. Le synchroniseur 126 comprend deux bagues

de synchronisation 128, 130 qui sont respectivement combi-

nées au prolongement cylindrique arrière 56 du pignon de petit rapport 28 et au prolongement cylindrique avant 62

du pignon de grand rapport 36. Les bagues de synchronisa-

tion sont réalisées en laiton et espacées axialement mais

réunies l'une à l'autre, dans la forme préférée de réali-

sation du synchroniseur 126, par six broches 132 réguliè-

rement réparties.qui s'étendent entre ces-bagues. Six trous 134 régulièrement espacés sur la périphérie du manchon d'embrayage 46 sont adaptés pour recevoir les broches 132 qui les traversent, de sorte que, pendant le fonctionnement

du synchroniseur 126 et du manchon d'accouplement 46, l'en-

semble tourne solidairement avec l'arbre d'entrée 14. Par conséquent, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, lorsque le manchon d'embrayage 46 se déplace axialement pour établir le fonctionnement sélectif désiré, à grand rapport ou à petit rapport, le manchon d'embrayage 46 doit coulisser

axialement le long de chacune des broches 132.

Toutefois, le manchon d'embrayage 46 n'est pas libre de coulisser sans restriction par rapport aux broches 136, en raison de deux caractéristiques qui sont incorporées dans le synchroniseur 126. La première caractéristique

comprend un ensemble plongeur et ressort 137 prévu à l'in-

térieur du manchon d'embrayage 46, au droit de chacun des trous 134 traversant ce manchon. Le plongeur est adapté pour être reçu dans un cran d'encliquetage 138 prévu dans la surface intérieure de chacune des broches 132 au milieu de la longueur axiale de cette broche. Par conséquent, le plongeur à ressort 137 se loge dans le cran d'encliquetage 138 lorsque le manchon d'embrayage 146 se trouve dans la position neutre ou de point mort qui est représentée sur la figure 4, de sorte que cette position axiale relative reste maintenue jusqu'à ce qu'une force positive soit transmise par la fourchette 118 pour placer le manchon

d'embrayage 46 dans une autre position. Deuxièmement, cha-

que broche 132 est munie au milieu de sa longueur d'une - gorge circonférentielle 140, de so-te que chaque trou 134 du manchon d'embrayage 46 se trouve placé dans la gorge circonférentielle 140 lorsque le manchon d'embrayage 46 se trouve encore dans sa position de point mort. La gorge circonférentielle 140 est munie à chacune de ses extrémités d'une surface inclinée 142 qui se termine dans la surface cylindrique extérieure 144 à chacune des extrémités de la

broche 132. Par conséquent, bien que les dimensions inté-

rieures du trou 134 considéré du manchon d'embrayage 46 soient capables de recevoir la surface cylindrique 144,

lorsque le manchon d'embrayage 46 se trouve dans sa posi-

tion de point mort, le trou 134 doit être correctement cen-

tré sur la gorge 140 avant que la surface cylindrique 144 puisse se loger dans ce trou. En d'autres termes, si le

trou 134 n'est pas correctement centré sur la surface cy-

lindrique 144, la surface inclinée 142 correspondante agit sur le bord du trou 134 (si une force axiale suffisante

est appliquée au manchon d'embrayage 46) pour faire tour-

ner ce manchon 46 relativement aux broches 132 jusqu'à ce

qu'on ait obtenu un centrage correct.

Pendant le fonctionnement dans la position de point

mort représentée sur la figure 4, chaque -bague de synchro-

nisation 128, 130 est libre de tourner par rapport au pro-

longement cylindrique correspondant 56, 62. Toutefois, chaque bague de synchronisation 128, 130 est munie d'une surface intérieure tronconique 146 qui est adaptée pour glisser sur une surface tronconique complémentaire 148 prévue sur le prolongement cylindrique correspondant, 56 ou 62. Par conséquent, les surfaces 146, 148 sont capables de glisser l'une contre l'autre mais l'application d'une force axiale à la bague de synchronisation 128, 130 accroit le frottement entre les surfaces 146, 148 jusqu'à ce que la

bague de synchronisation 128 ou 130 tourne à la même vites-

se relative que le prolongement cylindrique correspondant

56 ou 62.

Pour bien faire comprendre le fonctionnement du mé-

canisme de changement de rapport 44 et du manchon d'em-

brayage 46, dans la forme qui vient d'être décrite, il sera peut-être mieux de donner un exemple type de changement de

rapport. On suppose que le mécanisme de changement de rap-

port 44 se trouve en position de fonctionnement en petit

rapport, et que le manchon d'embrayage 46 est placé en po-

sition axiale avant, de sorte que les dents 52, 54 sont

en prise sur l'arbre d'entrée 14, et que le manchon d'ac-

couplement 46, le.synchroniseur 128 et le pignon de petit rapport 28 sont tous en rotation à la même vitesse. Ensuite, on suppose qu'on est en présence de conditions appropriées de régime de moteur et de rapport de boite de vitesses pour que la boite de transfert 10 puisse être mise en position de grand rapport. On actionne la tringlerie correspondante

pour déplacer le coulisseau 112 axialement vers l'arrière.

Bien qu'on l'ait exposé plus haut, il sera préférable à ce stade de l'exposé de négliger les forces antagonistes qui peuvent agir sur les gorges 116 du coulisseau 112. Par conséquent, le coulisseau 112 se déplace axialement vers l'arrière pour obliger la fourchette 118 à agir sur le manchon d'accouplement 46 de façon à dégager les dents 52, 54 pendant que le manchon 46 coulisse le long des broches 132. Lorsqu'on a atteint la position de point mort, les

plongeurs à ressort 137 s'engagent dans les crans d'encli-

quetage 138 des différentes broches 132, pour centrer le manchon 46 sur ces broches, dans une position telle que ce

manchon se trouve dans le plan de chacune des gorges cir-

conférentielles 140 des broches 132.

Il s'agit maintenant d'enclencher le grand rapport.

La force qui continue d'être exercée axialement vers l'ar-

rière oblige la fourchette 118 à agir sur le manchon 46.

Toutefois, ce manchon 46 n'est pas libre de se déplacer vers l'arrière puisqu'il est maintenant positionné dans la gorge circonférentielle 140 de chacune des broches 132,

sans contact de prise avec la surface inclinée 142 corres-

pondante. Le contact de prise avec la surface inclinée 142

oblige le manchon 46 à exercer une force orientée axiale-

ment vers l'arrière sur le synchroniseur 126 pour mettre les surfaces 146, 148 de la bague de synchronisation 130 en contact glissant avec le prolongement cylindrique 62

avec une pression croissante. Si, comme on peut s'y atten-

dre, le pignon de grand rapport 36 tourne à une vitesse inférieure à celle des éléments mentionnés plus haut, le i contact entre les surfaces 146 et 148 engendre une force

de freinage qui s'exerce sur le synchroniseur 126. Toute-

fois, étant donné que le manchon 46 est directement couplé à l'arbre d'entrée 14, i-l existe un contact continu entre le manchon 46 et les surfaces inclinées 142, contact qui s'oppose à l'établissement du bon centrage de chaque trou 134 du manchon 46 sur la surface cylindrique 144 de la broche 132 correspondante. Ce contact de prise entre le

manchon 46 et la surface inclinée 142 reste maintenu jus-

qu'au moment o les vitesses relatives de la bague de syn-

chronisation 130 et du prolongement cylindrique 62 (et par conséquent du pignon de grand rapport 36) soient presque identiques. Sous cet effet, l'arbre d'entrée 14 est mis en

rotation à la même vitesse que l'arbre de grand rapport 36.

Dès que l'arbre d'entrée 14 et le pignon de grand rapport

36 tournent à la même vitesse, la poursuite de l'applica-

tion de la force sur le manchon 46 par la fourchette 118 oblige ce manchon 46 à entrer en contact glissant avec la surface inclinée 142, de sorte que ce manchon se centre

sur la surface cylindrique 144 située sur l'extrémité ar-

rière de la broche 132. Dès que ce centrage est obtenu, le manchon 46 peut se déplacer axialement vers l'arrière et les dents 58, 60 sont alors convenablement disposées pour

la mise en prise.

Il est évident qu'il se produit une opération ana- logue lorsqu'on veut passer du grand rapport au petit rap-

port, le synchroniseur 126 garantissant ici également que

* les vitesses seront correctement égalisées et que les pi-

gnons pourront être correctement centrés pour la mise en

prise. Il est également évident que le mécanisme de chan-

gement de rapport 44 travaille de la même façon si le man-

chon 46 se trouve initialement dans sa position de point mort et qu'on désire enclencher le grand rapport ou le

petit rapport.

Toutefois, on peut voir que la liberté de déplace-

ment axial du coulisseau 112 lorsque l'arbre d'entrée 14

travaille dans un mode actif avec sortie de puissance, pour-

rait entraîner une détérioration du synchroniseur 126 et/ou

des dents d'engrenage 52, 54, 58 ou 60. Bien que le syn-

chroniseur 126 soit construit de manière à s'opposer à l'entrée en contact entre les dents tant que les vitesses ne sont pas égalisées, si l'arbre d'entrée 14 travaillait dans un mode actif, la bague de synchronisation 128, 130 aurait alors à entraîner le pignon correspondant jusqu'à

ce qu'il ait atteint la. vitesse de l'arbre d'entrée 14.

Les changements de rapport rapides en charge pourraient endommager le synchroniseur-120 ou l'empêcher d'une autre

façon de travailler correctement.

Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, les gorges 116

étaient utilisées dans la technique antérieure pour exer-

cer sur le coulisseau 112 des forces capables d'influer sur sa position pendant le changement de rapport. Dans la

technique antérieure, on utilisait à cet effet un disposi-

tif d'encliquetage à bille chargé par un ressort et, en général,-ce dispositif établissait un positionnement axial préféré du coulisseau pendant l'opération du changement de rapport. Dans la forme préférée de réalisation de la boîte

de transfert 10, un dispositif de verrouillage 146 satis-

fait cette fonction et comprend d'autres caractéristiques qui sont souhaitables pour le bon fonctionnement de la

boite de transfert.

La forme préférée de réalisation du dispositif de verrouillage 146 comprend des moyens servant à éviter tout

déplacement axial sélectif du coulisseau 112, d'une posi-

tion à une autre s'il existe un risque de transmission du

couple à la boite de transfert qui pourrait gêner l'opéra-

tion de changement de rapport. Le dispositif de verrouil-

lage 146 comprend un vérin 148 qui est monté sur le carter 12, à peu près dans le plan de la partie du coulisseau 112 qui présente les gorges circonférentielles 116. Dans le cylindre de vérin 148 sont logés unpiston 150 et une tige de piston 152 qui se termine par un organe 154 de fixation

de la position du coulisseau qui remplace la bille de l'en-

cliquetage à bille chargée par ressort de la technique an-

térieure. Pendant le fonctionnement normal, un ressort 156 contenu dans le cylindre de vérin 148 se trouve dans un état comprimé entre le piston 150 et la paroi terminale

intérieure 158 du cylindre pour exercer une force sur l'or-

gane 154 de fixation de la position. L'organe 154 de fixa-

tion de la position est donc poussé vers la surface exter-

ne du coulisseau 112 pour opposer une résistance au dépla-

cement axial sélectif du coulisseau 112 d'une gorge cir-

conférentielle 116 à une autre pendant le fonctionnement

normal. Dans la forme préférée de réalisation du disposi-

tif de verrouillage 146, la sélection normale ne peut se produire que si la boite de vitesses principale du véhicule est au point mort, de sorte qu'aucun couple ne peut être transmis du moteur du véhicule à la boite de transfert 10

à travers la boite de vitesses principale pendant l'opéra-

tion de changement de rapport.

Pour cela, la forme préférée de réalisation du dis-

positif de verrouillage 146 utilise une source d'air com-

primé, aboutissant à une entrée 160, pour exercer une force sur le piston 150 lorsque la boite de vitesses du véhicule

se trouve dans un état autre que l'état de point mort.

Lorsque le véhicule se trouve dans un mode actif, avec

sortie de puissance, l'air comprimé exerce une force suffi-

sante sur le piston 150, sur la tige 152 et sur l'organe 154 de fixation de la position pour que cet organe 154 soit fermement retenu dans la gorge circonférentielle 116 correspondante. Tout effort exercé pour changer de rapport dans la boite de transfert 110 dans ces conditions de

transmission de la puissance serait contrarié par l'enga-

gement de l'organe 154 dans la gorge 116 avec une force de résistance suffisante pour s'opposer au déplacement

axial du coulisseau 112. Par conséquent, pendant le fonc-

tionnement normal, le coulisseau 112 peut être placé dans n'importe quelle position axiale choisie, en surmontant la résistance créée par la force du ressort 156 et est généralement retenue dans la position choisie lorsque

l'organe 154 est entièrement engagé dans la gorge circon-

I

férentielle 116 correspondante. Au contraire, si la puis-

sance est à nouveau transmise à la boite de transfert 10

par l'arbre d'entrée 14, lorsque la boite de vitesses prin-

cipale n'est plus au point mort, cette condition est captée dans le circuit de commande du véhicule (non représenté)

d'une façon bien connue dans la technique et un signal de-

commande est transmis pour envoyer l'air comprimé à l'en-

trée 160 et s'opposer ainsi à tout nouveau déplacement axial du coulisseau 72. Dès que la boite de vitesses est revenue à l'état de point mort, le circuit capte cette condition et relâche l'air comprimé sur le vérin 146 pour ramener la boite de transfert 10 à un état qui permet la

manoeuvre normale de changement de rapport.

Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, le fait que l'arbre d'entrée 14 se trouve dans la région supérieure du carter d'entrée 12 et que les mouvements relatifs qui se produisent entre le pignon de rapport 28, le mécanisme de changement de rapport 44, le pignon de grand rapport 36 et l'arbre d'entrée 14 rendent souhaitable la présence de moyens de lubrification supplémentaires, constitués ici par la pompe à huile 98. La pompe à huile 98 peut être

une pompe de lubrification du type à palettes ou à engre-

nages, bien connu dans la technique mais, dans la forme préférée de la boite de transfert 10, on a utilisé plus

particulièrement une pompe à huile du type à engrenages.

Ainsi qu'on l'a indiqué sur la figure 3, la pompe 98 com-

porte un arbre de transmission 163 comprenant un prolonge-

ment claveté 164 qui est orienté vers l'arbre d'entrée 14.

L'arbre d'entrée 14 présente un alésage axial 165 et com-

prend, à son extrémité arrière une région 166 à cannelures

intérieures. Un bouchon creux 168 qui est traversé axiale-

ment d'un alésage central est adapté pour être engagé rigi-

dement dans la région à cannelures intérieures 166. Le bou-

chon 168 présente une fente ménagée dans la surface de son extrémité et qui reçoit le prolongement cannelé 167 pour accoupler l'arbre d'entrée 14 à l'arbre d'entraînement 162 de la pompe 98. La pompe 98 est donc entraînée dès que

l'arbre d'entrée 14 tourne et elle est donc capable d'assu-

rer la lubrification des divers éléments qui sont combinés

à l'arbre d'entrée 14.

Pendant la rotation de l'arbre d'entrée 14, la pompe à huile 98 exerce un effet d'aspiration sur la conduite

d.'alimentation 102 et refoule l'huile lubrifiante sous pres-

sion par une sortie 170. La sortie 170 communique avec l'intérieur d'un prolongement 172 du carter 12 qui entoure l'extrémité arrière 100 de l'arbre d'entrée 14. Le volume intérieur du prolongement 172 est essentiellement fermé, pour la lubrification par un dispositif d'étanchéité 174 (représenté plus-clairement sur la figure 4) monté sur l'extrémité arrière de l'arbre d'entrée 14. Le dispositif

d'étanchéité 174 comprend une bague 176 qui entoure l'ex-

trémité arrière 100 de l'arbre d'entrée 14 et est clavetée-

sur cette extrémité. Une bague 178 est fixée rigidement entre le roulement 26 et le prolongement 172 pour entourer de très près la bague 176. Une garniture d'étanchéité 180

est montée sur la bague 176 pour établir un contact glis-

sant, à Joint étanche, avec la bague 178, afin de retenir efficacement l'huile lubrifiante sous pression dans le

volume intérieur du prolongement 172 en évitant efficace-

ment toute fuite notable, autour de la surface externe de l'arbre d'entrée 14, vers la région du roulement 26 et

vers la cavité principale du carter 12.

La pression d'huile peut donc s'établir à l'inté-

rieur du prolongement 172 et l'huile lubrifiante est con-

trainte à s'écouler par le trou central du bouchon creux 168 et dans l'alésage 164 ménagé à l'intérieur de l'arbre d'entrée 14. Des orifices radiaux 182 prennent naissance sur l'alésage 165 et assurent la lubrification des divers éléments combinés à l'arbre d'entrée 14. Plus spécialement, on peut voir que le fluide lubrifiant envoyé à l'intérieur du synchroniseur 126 garantit que le bon fonctionnement de ce synchroniseur ne sera pas interrompu par un défaut de lubrification. Pour tenir compte du frottement important qui est engendré sur les surfaces 146 et 148 ainsi qu'on

l'a indiqué plus haut, une série de rainures de lubrifica-

tion axiales 184 est prévue pour chaque bague de synchro-

nisation 128, 130.

Pour garantir que la pression de l'huile lubrifiante n'excédera pas une pression de fonctionnement désirée au droit des divers éléments-combinés à l'arbre d'entrée 14,

une soupape de sûreté 186 communique avec le volume inté-

rieur du prolongement 172, par une conduite 188 et peut décharger l'huile lubrifiante par une conduite de décharge

190. Si la pression devient supérieure à la pression nomi-

nale, l'huile lubrifiante est alors déchargée par la con-

duite de décharge 190 dans le volume intérieur du carter 12 pour maintenir effectivement la pression de l'huile

contenue dans le prolongement 172 au niveau de fonctionne-

ment désiré.

Comme on peut le voir sur la figure 6, un mécanisme de transfert 200 de la forme préférée de réalisation de la boite de transfert 10 comprend un coulisseau de transfert 202 qui est monté pour coulisser axialement dans le carter

12. Une fourchette 204 est fixée rigidement sur le coulis-

seau 202 et clavetée sur ce coulisseau en 206. L'extrémité prolongée 208 de la fourchette 204 est logée dans une gorge circonférentielle 210 de l'accouplement à crabots 86 de sorte que le déplacement du coulisseau de transfert 202

engendre un déplacement axial correspondant de l'accouple-

ment à crabots 86. Dans la position représentée sur la

figure 6, l'accouplement à crabots 86 est poussé à sa posi-

tion avant pour accoupler l'arbre de sortie 18 à l'arbre

de sortie 20, de sorte que la sortie de la boite de trans-

fert 10 est ainsi transmise aux deux arbres de sortie 18, 20.- Le coulisseau de transfert 202 est poussé en avant,

pour réaliser l'accouplement désiré, par l'action d'un pis-

ton 212 à l'intérieur d-'un cylindre de vérin 214 qui est monté sur la paroi arrière 104 du carter 12. L'air comprimé est transmis à l'entrée 216 du cylindre de vérin 214 pour pousser le piston 212 à force *contre l'extrémité arrière 218 du coulisseau 202. Un ressort 220 monté dans unétat comprimé entre la paroi arrière 94 du carter 12 et la fourchette 204 exerce sur le coulisseau 202 une force de sollicitation allant de l'avant de l'avant vers l'arrière qui désaccouple normalement les arbres de sortie 18, 20

tant que le piston 212 n'est pas mis en action pour pous-

ser le coulisseau 202 vers l'avant pour accoupler les arbres. De cette façon, lorsque, dans le fonctionnement de la boite de transfert 10, on désire désaccoupler les arbres 18, 20, on relâche la pression de l'air comprimé

contenu dans le cylindre de vérin 214 de sorte que le res-

sort 220 peut déplacer le coulisseau 202 vers l'arrière.

Dans la forme qu'on vient de décrire, la boite de transfert préférée 10 peut assurer de façon sûre et fiable le fonctionnement en grand rapport ou en petit rapport en combinaison avec une boite de vitesses classique, grâce au

fait que l'invention empêche le conducteur de véhicule d'ef-

fectuer des opérations de changement de rapport qui, autre-

ment, pourraient endommager la boite de transfert.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de verrouillage pour mécanisme de changement de rapport d'un dispositif de transmission de puissance à rapports multiples qui reçoit une entrée d'une source de puissance transmettant un couple, source de puis- sance qui peut être mise dans un mode actif de sortie de

puissance ou dans un mode neutre ou de point mort, ce dis-

positif de transmission de puissance à rapports multiples

pouvant être mise dans un mode de travail, avec des condi-

tions de fonctionnement particulières de rapport de trans-

mission ou dans un mode neutre ou de point mort, caracté-

risé en ce qu'il comprend un coulisseau (112) monté dans

le carter (12) du dispositif de transmission (10) et capa-

ble de se placer sélectivement, par déplacement axial, en

plusieurs emplacements prédéterminés dont chacun est asso-

cié à l'une des conditions particulières de rapport de transmission et au mode neutre ou de point mort; et des moyens (146) qui interdisent le déplacement axial sélectif du coulisseau de l'un desdits emplacements prédéterminés à l'autre lorsque ladite source de puissance transmettant

un couple travaille dans son mode actif de sortie de puis-

sance.

2. Dispositif de verrouillage suivant la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que lesdits moyens qui interdi-

sent le déplacement axial sélectif du coulisseau compren-

nent un organe (154) de fixation de la position monté par rapport au carter (12) de manière à pouvoir se rapprocher

ou s'éloigner radialement du coulisseau (112), ce coulis-

seau présentant plusieurs crans d'encliquetage espacés

axialement le long de sa surface extérieure, qui sont res-

pectivement en coïncidence avec ledit organe (154) de fixa-

tion de la position lorsque le coulisseau est placé dans les différents emplacements prédéterminés, et des moyens (145) qui servent a appliquer une force prédéterminée audit organe (154) de fixation de la position vers le coulisseau

(112) pour obliger cet organe (154) à s'engager dans les-

dits crans (160) qui sont respectivement associés auxdits emplacements prédéterminés lorsque la source de puissance transmettant un couple est en fonctionnement dans le mode de sortie de puissance, pour empêcher le coulisseau de se

déplacer axialement et d'atteindre l'autre emplacement pré-

déterminé.

3. Dispositif de verrouillage suivant la revendica-

tion 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des

moyens qui sollicitent l'organe (154) de fixation de la po-

sition vers la surface extérieure du coulisseau (112), pour résister au déplacement axial sélectif du coulisseau de la première position prédéterminée à l'autre position prédéterminée lorsque la source de puissance transmettant

un couple est en fonctionnement dans son mode de point mort.

4. Dispositif de verrouillage suivant l'une des re-

vendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens servant à appliquer ladite force prédéterminée comprennent un vérin (146) monté sur le carter (12) et comportant un

piston (150) et une tige de piston (152) qui sont en coïn-

cidence avec l'organe (154) de fixation de la position de

manière à être capables de transmettre ladite force prédé-

terminée à ce dispositif (154) et des moyens servant à appliquer une pression de fluide au piston pour engendrer ladite force prédéterminée lorsque la source de puissance

transmettant un couple travaille dans le mode actif de sor-

tie de puissance et à relâcher cette pression de fluide dans le vérin lorsque la source de puissance transmettant

un couple travaille dans son mode neutre ou de point mort.

5. Dispositif de verrouillage suivant la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que la pression de fluide est

engendrée par de l'air comprimé.

6. Dispositif de verrouillage suivant l'une des

revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'organe (154)

de fixation de la position constitue une partie prolongée

de la tige de piston (152).

7. Dispositif de verrouillage suivant l'une des re-

vendications 4 à 6, *caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens qui tendent à repousser l'organe (154) de

fixation de la position vers la surface extérieure du cou-

lisseau pour résister au déplacement axial sélectif de ce coulisseau (112) de la première position prédéterminée à

l'autre position prédéterminée lorsque la source de puis-

sance transmettant un couple travaille dans son mode neutre

ou de point mort.

8. Dispositif de verrouillage suivant la revendica-

tion 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicita-

tion comprennent un ressort (156) contenu dans le cylindre (148) et qui est comprimé entre ledit piston (150) et la paroi terminale intérieure du cylindre pour transmettre une force de compression à l'organe (154) de fixation de

la position.