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Démultiplicateur et multiplicateur de vitesse.
Dans les machines ou ensembles de mhinea sur lesquels la transmission de mouvement de l'arbre moteur à l'arbre récepteur exige des rapports de vitesses varia- bles. à volonté les mécanismes interposés permettant ces varations de vitesses, comportent le plan souvent un dispositif de prise directe entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur.
Ce dispositif est prvu afin d'être utilisa le plus fréquement possible car, n"exigeant aucun travail d'engrenages intermédiaires, il est silencieux et d'un rendement mécanique supérieur aux autres combinaisons de vitesses.
Sur un véhicule automobile par exemple, la prise directe correspond en général à, la plus grande vitesse, car cette dernière se trouve le plus souvent utilise dans la généralité des parcours.
La manoeuvre désagréable, le bruit, qui ratent en général de la mise en jeu des vitesses intermédiaires, poussent beaucoup de conducteurs à changer le mons pos- sible de vitesse, utilisant jusqu'à ses plus crèmes
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limites la prise directe, ce qui n'est pas sans InOOnVé- nient,
Afin de permettre une utilisation prolongée de
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lqbrise directe, certains constructeurs ont augmenté la démultiplication du pont arrière, d'autres ont accru le . nombre de cylindres et la cylindrée des moteurs.
Avec la première solution, sur une bonne route, le moteur est obligé de tourner trop vite pour faire avancer rapidement la voiture. Avec la deuxième solution,
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1'exaêdent de couple moteur reste assez souvent inutilisé; oa moteur tranaille, par suite, à une fraction trop pie- tite de sa puissance et son rendement économique est mé-
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diocre* L1invention est relative à un dispositif permettant d'obtenir à volonté, sans effort, sans bruit, sur l'arbre récepteur, une prise directe, une réduction de vitesse, ou. une multiplication de vitesse.
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.%.invention prévoit ltutilisat ion d'engrenages planétaires et d électro-aimant s, de moyens de réglage
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de ces 4lectro-aimante, de moyens de liaison mécanique pouvant au besoin remplacer l'action des électro-aimants, de dispositifs de rupture automatiques, à l'arrêt de l'ar- bre moteur, du courant électrique alimentant les êlectro aimants.
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Au:; dessins annexés donnés seulement à titre dtexem ple ;
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La gig, 1' est une vue schématique en coupe dtun démultiplioateur. avec prise directe suivant l'invention.
/La ilg. 8 est une vue schématique en coupe drun multiplicateur avec prise directe.
La fige 3 montre en coupe longitudinale un dis- positif pouvant fonctionner soit en démultiplicateur soit en multiplicateur, soit encore en prise directe.
Les fige. 4, 5, et 6 montrent schématiquement un
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d i spos ltifc de liaison mécanique des organes, permettant ,
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d'obtenir les combinaisons désirées sans utiliser l'éner- gie électrique,
La fig. 7 indique schématiquement une forme d'exé- cution d'un dispositif de rupture automatique de courant lorsque l'arbre moteur s'arrête.
Sur la fige 1 montrant une forme de démultiplica- teur, 1 désigne l'arbre moteur et 2 l'arbre récepteur, L'arbre moteur porte une couronne dentée intérieurement 3 et un électro tournant 4. L'arbre récepteur 2 porte un croisillon 5, muni d'axes 6 symétriquement disposés par rapport au centre. Sur ces axes sont montra fous des satellites 7 en prise, d'une part, avec l'engrenage à denture intérieure 3 et, d'autre part, avec le pignon planétaire 8 tournant librement sur son axe et solidaire d'un plateau 9 pouvant adhérer magnétiquement, soit avec l'électro-aimant tournant 4, soit avec un électro-aimant 10 fixé au carter 11.
Des douilles 12, pouvant se visser à tr&vers le carter, viennent épauler intérieurement l'éectro-aimant 10 dont on peut ainsi régler de J'extérieur la position plus ou moins rapprochée de l'armature 9. Des vis 13 as- sujettissent l'éledtro-aimant 10 sur les douilles 12.
Pour faire fonctionner l'appareil décrit en dé- multili cateur on envoie le courant dans l'électro-aimant fixe 10 qui immobilise aussitôt le plateau 9 et, par suite, le planétaire 8. La roue à denture intérieure 3 tournât à la vitesse du moteur, entraine les satellites
7 qui prenant , d'autre part, appui sur le plaire 8, réagissent sur les exes 6 du croisillon 5; calui-ci se trouve entrané ainsi que l'arbre 2, dont il est soli- daire, à une vitesse inférieure et de même sens que celle du moteur.
Four obtenir la prise directe, le courant est coupé sur l'électro-aimant 10 et est envoyé dans l'élec- tro-aimant tournant 4 qui r l'intermédiaire du plateau @
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9. ,raId aussitôt le planétaire 8 solidaire de l'arbre mo- tour 1. Les satellites 7 se trouvent, ainsi, entraînés de part et dautre à la vitesse du moteur. Ils ne peuvent tourner sur eux-mêmes et entraînent à leur tour, par leurs axes 6, le croisillon 5 et l'arbre 2 à la vitesse du moteur.
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-la figè l représente une réalisation du multipli- cateur composé, de façon analogue, au démultiplicateur , de la fis. 1. Dans ce oas, toutefois, la roue à denture intérieure 3.et l'41eatro-aimant tournant 4 sont solidai- res de l'arbre récepteur 2; le croisillon 5 étant soliclaire de ltarbre moteur 1. pour obtenir une vitesse supérieure à la prise di-
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recte on envoie le courant dans l'électro..a.imant :fixe 10 qui immobilise le plateau 9 et le planétaire 8.
Les sa-
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stellites 7-. entraînes par le croisillon 5 solidaire de l'arbre moteur, prennent appui sur le planétaire 8 et entrant la roue à denture intérieure 3 et, par suite, l'arbre récepteur 8 à une vitesse supérieure et de même sens que celle du moteur. pour obtenir la prise directe le courant est en-
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voyd dans 1 t éleotro-aimant t,ournant 4 qui, par le plateau 9 rend solidaire le planétaire 8 de l'arbre récepteur 2.
Les satellites 7 sont ainsi rendus solidaires de part et d'autre de leur denture de l'arbre récepteur 2. Ils ne peuvent tourner sur 8=-Mêmes; et par leurs axas 6 et le
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orolSillon 5. ils rendent l'arbre moteur 1 solidaire de l'arbre récepteur 8. Ce dernier se tourve entrainé en priée directe à la'vitesse de l'arbre moteur.
Il y a lieu de remarquer que dans les exemples des ,figure. 1 et a, les résultats obtenus seraient les mêmes si la roue 8 au lieu d'être solidarisée avec l'arbre
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... i!1i)te.ùt la. roue . denture intérieure était solidarisée ,veC Y lsautre arbre. Ainsi si dans 1 t exemple de la fige 2, ' i<.leetro.aimt 10 au lieu d'être fixa était entralné
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rigidement par l'arbre 1 et si l'électro-aimant 4 était fixé au carter, rien ne serait évidemment change lors- qu'on exciterait l'électro-aimant fixe 4, puisque la roue 8 serait immobilisée comme dans le cas précédent.
Lorsque l'électro-aimant 10 serait excité, le plateau 9 et la roue 8 seraient entraînes par l'arbre 1 à la même vitesse angulaire que le plateau 5 et les satellites 7, de sorte que ceux-ci ne pouvant tourner sur la roue 8, entraîneraient rigidement la roue 3 et larbre ±, en réa- lisant donc également la prise directe.
La fige 3 montre une combinaison entre un démul- ti;oicateur et un multiplicateur de formes analogues à celles déjà décrites et où les rapports d'engrenages per- mettant aux deux trains planétaires utilisas d'avoir, de préférence, une roue à denture intérieure commune.,
L'arbre moteur 1 et l'arbre récepteur 2 portent chacun, respectivement, un croisillon 5 et 5a dont les axes 6 et 6 sont munis de satellites 7 et 7a engrenant, d'une part, avec un pignon planétaire 8 et 8a et, Vautre part, aveo la roue à denture intérieure 3.
Les planétal- res 8 et 8a sont solidaires chacun, d'un plateau 9 et 9, respectivement, pouvant adhérer magnétiquement soit avec les électro-aimants fixes 10 et 10a, soit avec les élec- tro-aimants tournants 4 et 4a, respectivement solidaires de l'arbre moteur 1 et de l'arbre récepteur 2.
Pour obtenir une vitesse démultipliée on excite les électro-aimants 4 et 10a. Suivant le processus qui a été expliqué plus haut, la roue à denture intérieure 3 se trouve entraînée en prise directe et, par démultipli- cation sur le planétaire immobilisa 8a, on obtient sur le croisillon 5a et par suite sur l'arbre récepteur 2 Un vitesse inférieure et de même sens que celle de 1arbre moteur 1. pour obtenir la prise directe on exoite les élec- tro-aminats 4 et 4a; ainsi qu ton l'a vu plus haut, la
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roue 3 se tourve entrainée en prise directe et, à son tour
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par 7,tïntexmédiairq.as satellites 781# elle entraxe l'ar- bre'réoepteur a à la même vitesse c'est-à-dire en prise directe, 1 vitesse m3.pliée etobtient en excitant les 41eotro-aimants 10 et e.
Ainsi qu'on lta vu pour le cas de la fig, a, la roue 3 se trouve entrafnée à une vi- tesse supérieure et, de même sens, que celle de l'arbre moteur 1, à son, tour, elle entraîne à sa propre vitesse l'arbre récetpeur 2 qui toune ainsi à une vitesse supé- rieur. et de même sens que celle de l'arbre moteur 1.
-Dans cette forme de réalisation, on peut encore obtenir, une vitesse autre que la prise directe en axai-.
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tant les électro-aimants 10 et 10a. Par l'électro-aim1t 10 on obtient sur la roue 3 une vitesse supérieur et de même sens que celle de l'arbre moteur 1, par l'électro- aimant 10a on obtient sur l'arbre récepteur 2 une vites- se inférieure et de même sens que celle de la roue 3.
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On conçoit donc que le système déùitiplicatenr et le système multiplicateur, agissant simultanément, il ré-
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suitera sur l'arbre récolteur z, une vitesse qui sera de même sens et légèrement inférieure ou légèrement supé- rieur.. celle de l'arbre moteur, selon la prépondérance ou du système démultiplicateur ou du système multiplica- teur.
Pour les cas où les transmission décrites ci- dessus doivent travailler longtemps aux une combinaison de vitesse choisie, la prise directe le plus souvent, l'invention prévoit un dispositif indiqué schématiquement aux figures 4, 5 et 6, dans lequel l'entrainement et l'arn rêt des organes en jeu est aasuré par des moyene mécani- ques, Ce procédé permet, en particulier, d'économiser
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3,té,nérg3.é éleotrlqne. cet effet iiarnatnre 9 porte, à sa périphérie des encoches équidistantes dans lesquelles peuvent glis-
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ser des clavettes 14, de façon à faire saillie soit sur une face soit sur l'autre de l'armature 9. En position moyenne ces clavettes, sont, de part et d'autre, légère- ment en retrait par rapport aux faces de l'armature.
Lorsqu'on déplace latéralement ces clavettes, les saillies peuvent venir se loger dans des créneaux 15 ménages sur les électro-aimants 4 et 10. Les clavettes 14 sont assu- jetties d'une manière appropriée à un anneau. 16 contre à frottement doux sur l'extérieur de l'armature 9. Cet anneau est muni d'une 'gorge circulaire où s'engage libre- ment un doigt 17. L'anneau animé du même mouvement de ro- tation que l'armature 9 peut être faclilement déplacé parallèlement à lui-même sous l'action du doigt 17 com- mande par des moyens convenables. Il entra±ne les clavet tes dans ses déplacements. Un verrouillage approprié prévu dans l'armature 9 marque les positions pour chaque clavette par l'aotion de billes telles que 18 qui, pous- sées par des ressorts 19, rengagent dans des encoches telles que 20, 21, 22.
On comprend le fonctionnement ;l'arbre moteur 1 tournant à basse vitesse dans le dispositif de la fig. 1 par exemple, si on veut obtenir la prise directe, on dé- place le doigt 17 vers la gauche, ce doigt entraène l'an- neau 16 qui pousse les clavettes 14 dans les ormeaux 15 de l'électro-aimant 4. pendant la durée de ce déplacement les billes 18 se sont dégagées des encoches 21 et se sont engagées dans les encoches 22 où elles verrouillent les clavettes dans leur nouvelle position. L'électro-aimant 4 et l'armature
9 sont ainsi rendus solidaires, mécaniquement, assurant la prise directe entre l'arbre moteur 1 et l'arbre récep- teur 2.
Dans ces divers appareils le courant électrique d'alimentation est enovyé aux électro-amiants par un combinateur d'un type connu, dont la manipulation sa fait
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à l'aide dune manette pouvant occuper une position cor- respondante à chaque vitesse et une position correspon- dants au point mort.
Dans la pratique il pourrait se faire qu'à l'arrêt de l'arbre moteur la manette ne soit pas ramenée au point mort et que, psr suite, le courant électrique ne soit pas coupe, Pour remédier à cet inconvénient l'invention prévoit une rupture automatique de courant, cette ruptu- ra pouvant être obtenue par divers moyens.
Sur une voiture automobile, par exemple, on pourra utiliser à cet effet un coupe-circuit d'un type connu actionnât soit par la pression d'huile soit par la dépres- sion d'aspiration. D'une façon générale,.on pourra aussi utiliser un dispositif à force centrifuge ainsi qu'il est indiqué, à titre d'exemple, sur la fig. 7.
Dans cette forme de réalisation, l'arbre moteur 1 porte une bague conductrice 23 recevant le courant dalimentation par un balai 24. La bague 23 est isolée de/l'arbre moteur; par un conducteur 25, le courant arrive dans un fil résistant 26 disposé en hélice et maintenu par un corps tubulaire 27 en matière isolante.
Ce.corps est, de préférence, disposé radialement et est .solidaire de l'arbre moteur 1. A l'intérieur du cylin- dre formé par l'hélice, un Moiteur 28 peut glisser à frottement doux. Ce frotteur est maintenu poussé vers l'arbre moteur 1 par un ressort 30 convenablement taré.
Au contre du frotteur est montée une tige conductrice
31 dont l'extrémité extérieure 32 est connectée avec un on plusieurs conducteurs reliés aux bobines des électro- aimants. Le fonctionnement de cet appareil est le sui- varit ; 'Lorsque l'arbre 1 tourne à une vitesse normale, le trotteur.88 poussé par la force centrifuge est situé vers l'extrémité 32 de la tige 31. Le courant venant de la bague conductrice passe, alors, directement par le
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frotteur 28 et la tige 31 aux électro-aminats.
Si la vi- tesse de l'arbre moteur diminue et passe au-dessous d'un certain régime, correspondant par exemple au régime mini- mum d'utilisation, la force élastique du 'ressort 30 de- vient supérieure à la force centrifuge qui -agit sur le , frotteur 28 et ce dernier se rapproche de l'arbre moteur
1. Une certaine quantité de spires de l'hélioe 26 en fil résistant doit dès lors être parcourue par le courant électrique qui va du conducteur 25 à la tige 31. Ce cou- rant se trouve réduit par la résistance supplémentaire ainsi introduite, résistance d'autant plus élevée que l'arbre moteur 1 a un régime plus bas.
L'excitation des électro-aimants et, par suite, leur capactié d'entrai- nement, varient dans le même sens permettant un glisse- ment suffisant pour produire un embrayage progressif entre les éléments entraîneurs et les éléments entraînés.
Si l'arbre moteur 1 baisse encore de régime ou s'arrête, le frotteur 28 arrive à fond de course vers l'arbre moteur 1. Dans cette position il n'est plus en contact avec l'hélice conductrice 26 et le courant d'ali- mentation se trouve coupé.
On comprend que ce dispositif permet un embrayage progressif, évite de caler l'arbre moteur à bas régime, et coupe automatiquement le circuit lorsque Marbre moteur s'arrête.
Les diverses réalisations de Invention indiquées, ici, à titre d'exemple, sont conçues pour pouvoir s'adap- ter de préférence sur une transmission comportant déjà. son changement de vitesse. Ces dispositifs sont aussi prévus pour être utilisés dans d'autres cas tels gue transmission de machine outil, commode des hélices de ba- teaux, d'avions, etc..., et en général, sur toutes les transmissions où il est utile d'chtenir facilement et sans bruit, la prise directe et des vitesses voisines, infé- rieures ou supérieures.
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