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TRANSMISSION DE MOUVEMENT SANS EMBRAYAGE PAR SELECTEURS MECANIQUES A FREIN, @ L'actionnement de maohines réceptrices ou de véhicules marohant à des vitesses variables, au moyen de moteurs qui démarrent diffioilement sous charge ou qui n' ont un rendement oonvenable qu'à une vitesse voisine de leur vitesse de régime (tels les moteurs à explosion et les moteurs Diesel exige l'emploi simultané d'embrayages et de mécanisme de changements de vitesse plus ou moins oompliqués, rapidement mis hors d'usage, et applioable seu- lement pour des puissanoes relativement réduites,
La manipulation de ces deux genres d'appareils doit être répétée à chaque changement de vitesse et à chaque changement de sens de marche et donne quelquefois lieu à de fausses manoeuvres,, Lorsque l'arbre réoepteur ne peut être embrayé qu'après mise en marche de la maohine motrioe, les embrayages à griffes ne conviennent pas, car ils agis- sent brutalement,sont bruyants et risquent d'abîmer le mé- oanisme ou d'arrêter le moteuro Les embrayages à friotion,
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à serrage plus ou moins progressif, s'usent rapidement et sont d'un fonctionnement défectueux pour la transmission de grands efforts, surtout lorsqu'ils sont usés ou trop graissés.
Les ohoos brutaux, qui accompagnent le dégagement et l'engagement alternatif des engrenages des changements de vitesse connus, provoquent l'usure rapide et le bris des dents d'engrenages, paroe que ces ohoos n'agissent que sur une faible largeur des dents.
Pour ces raisons, les moteurs à explosion et ceux à combustion interne (Diesel), à transmission purement méoa- nique, n'ont été appliqués qu'aux automotrices et aux looomo- tives de faible puissanoe. Pour les locomotives munies de moteurs Diesel de 300 chevaux et plus, on a généralement recours à des transmissions liquides (à huile, eto..), à des transmissions par air ou à des transformations de puis- sanoe par oourant électrique. Ces dispos,itifs compliquent la construction, augmentent le prix et l'encombrement des ma- chines et produisent des pertes de rendement.
Les inoonvé- nients de ces transmissions sont tels qu'on n'a appliqué le moteur Diesel aux locomotives de 1000 chevaux et plus que dans quelques cas très rares et encore à titre d'essai, bien que le moteur Diesel oonsomme un comburant de bas prix, et ait un rendement thermique inoomparablement supérieur à celui des machines à vapeur sans condensation des locomotives ordinaires.
Le dispositif purement méoanique, simple et robus- te et peu coûteux, qui fait l'objet de la présente invention, a pour but de remédier à ces inconvénients. Il permet le changement"de sens de rotation et le changement de vitesse d'un arbre réoepteur, pendant la marche du moteur même lors- qu'il s'agit de transmettre de grands efforts.
Cela est possible :
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a) parce que tous les engrenages du nouveau système res- tent toujours en prise complète entr'eux, aussi bien pendant l'arrêt que pendant la marche du moteur, grâce à l'emploi des séleoteurs mécaniques à frein dont il sera question ci- après.
b) paroe que ces séleoteurs dispensent de l'emploi de tout embrayage, et réalisent cependant l'entraînement progressif de l'arbre récepteuro o) parce que tous les engrenages du système peuvent être droits et extérieurs, o'est-à-dire extrêmement robustes et être des au surplus enfermés dans carters à huileo d) paroe qu'un dispositif d'enclenchement entre les le- viers de commande des freins de sélection et entre ceux-ci et le levier qui commande le frein général d'arrêt de l'arbre récepteur empêche toute fausse manoeuvre et permet même de réaliser la vitesse et le sens de rotation voulus par la manoeuvre d'une seule manette.
Le système permet donc d'appliquer des moteurs Diesel à grande puissance,, par transmission purement mécani- que, sans aucun embrayage,aux locomotives, aux bateaux de mer, etc. Il permet également de faire fonctionner les ma- ohines à grande vitesse, telles les turbines à vapeur, à la vitesse qui correspond à leur maximum de rendement lorsqu' elles sont appliquées à des looomotoves, à des bateaux, etc.
Il permet aussi de supprimer les turbines de marohe arrière des bateaux de mero
L'invention a encore pour but de permettre d'aug- menter considérablement l'effort de démarrage des locomotives à vapeur à piston, sans devoir augmenter la puissance maxi- mum des locomotives. Il suffit en effet d'adopter pour la période d'accélération (démarrage) un rapport de multipli- oation de vitesse beaucoup plus grand que pour la marohe normale. Le moteur à vapeur du véhicule peut ainsi dévelop- per une puissance beaucoup plus grande pendant la marohe
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lente du véhicule. Cette solution est rendue possible par la robustesse et la grande simplicité du présent système de transmission. Ce dernier est d'ailleurs aussi applicable aux automobiles.
L'invention est relative à un dispositif mécanique de transmission de mouvement, caractérisé en ce qu'il réalise l'entraînement d'un arbre récepteur, son changement de sens de rotation et ses divers changements de vitesse nécessaires, pendant la marche de l'arbre moteur, sans emploi d'embrayage, au moyen de sélecteurs mécaniques dont les engrenages, cons- tamment en prise compte entr'eux, ont des relations invaria- bles avec leurs axes.
Ces sélecteurs comportent : - Un premier engrenage calé sur l'arbre moteur. deuxiêma tournant - un deuxième engrenage librement par rapport à l'arbre moteur.
- un équipage mobile composé d'un plateau, tournant,libre- ment par rapport à l'arbre moteur, et d'engrenages balla- deurs, dont les axes sont portés par ce plateau, et dont les dents sont toujours en prise sur toute leur largeur aveo les deux premiers engrenages.
Un autre trait caractéristique de l'invention oonsis- te en ce que le plateau de l'équipage mobile peut être immo- bilisé par un système de freinage, dit frein de sélection, tan- dis que le deuxième engrenage (libre par rapport à l'arbre moteur) est en relation desmodromique (par engrenage, bielle et manivelle ou autre système à commando obligée) avec l' arbre récepteur, ou réciproquement, en ce que le plateau de l'équipage mobile est en relation desmodromique avec l'arbre récepteur tandis que le deuxième engrenage dépend d'un 'frein de sélection, suivant que l'arbre récepteur doit tourner dans l'un ou l'autre sens.
L'invention est en outre caractérisée eh ce que le choix de diamètres convenables pour les engrenages des
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sélecteurs et pour les engrenages calés sur 1 arbre récep- teur, permet de réaliser la vitesse voulue de l'arbre récepteur.,
L'invention est également caractérisée en ce que le serrage d'un seul frein de sélection, par groupe de séleoteurs agissant "en parallèle" permet de réaliser la vitesse et le sens de rotation voulus de l'arbre récep- teur.
Il est donné ci-après, à titre d'exemples, non à titre restrictif, diverses formes d'exécution de l'in- vention
Fige 1 représente sommairement une forme d' exécution dans laquelle il est fait usage de quatre sélec- teurs simples montés sur l'arbre moteur 9. Les deux de gauche font tourner l'arbre récepteur 10 à deux vitesses au choix, en sens inverse de l'arbre moteur 9. Les deux de droite le font tourner dans le même sens que l'arbre moteur à deux vitesses aux choix, qui dépendent de la pro- portion des engrenages 4 et 8 des divers sélecteurs.
Le premier et le deuxième engrenages et le pla- teau de l'équipage mobile dont il a été question dans la définition de l'objet de l'inventions sont désignés ci-après pour respectivement, et les quatre sélecteurs, par les ohiffres 1, 2 et 3. L'engrenage 1 est un engrenage conique calé en permanenoe sur 1"arbre moteur 9. L'engrenage conique 2 tourne librement autour du même arbre.. Les pignons coniques 6 tournent librement par rapport à leurs axes 16, portés par le plateau 3, qui tourne lui-même librement autour de l' arbre moteur 9.
Pour les deux séleoteurs de gauche, la jante de frein 5 est solidaire du plateau 3 et la roue dentée 4 est solidaire du plateau 2. La disposition est inverse pour les deux sélecteurs de droiteo
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Les deux engrenages 4 des deux sélecteurs de gau- che, ainsi que les deux engrenages 8 oorrespondants, calée sur l'arbre réoepteur 10, sont de diamètres différents pour réaliser des vitesses de rotation différentes. Il en est de même pour les engrenages oorrespondants des deux sélecteurs de droite.
Si l'on suppose que l'arbre récepteur 10 est immo- bilisé par le frein général d'arrêt qui agit sur le tambour 12, rien n'empêche de mettre le moteur en marohe à vide,pour autant que les quatre freins de sélection 7 soient libres.
En effet, dans les sélecteurs de gauohe, les plateaux 3 et les poulies 5 peuvent tourner librement, tandis que dans les deux séleoteurs de droite, les plateaux 2 et les poulies 5 peuvent tourner librement.
Lorsqu'on serre le frein d'un des deux sélecteurs de gauche après que l'arbre moteur 9 a été mis en mouvement, l'arbre réoepteur 10 tourne dans le même sens que l'arbre moteur parce que les pignons 6, forcés de tourner sur place, font alors tourner le plateau 2 en sens inverse du plateau 1.
Au oontraire, lorsqu'on serre le frein d'un des deux sélecteurs de droite, l'arbre récepteur tourne en sens inverse de 1' arbre moteur, paroe que les pignons 6 sont forcés de rouler sur le plateau 2 immobilisé, ce qui fait tourner le plateau 3 et l'engrenage 4, qui en'est solidaire, dans le même sens que l'arbre moteur.
Il va de soi que les engrenages 4 et 8 peuvent être remplacés par toute commande desmodromique équivalente (bielle et manivelle .ou tout dispositif à commande obligée).
Les engrenages 4 et 8 peuvent aussi être coniques, ce qui permet de disposer les arbres 9 et 10 à angle droit.
Fig. 2 se rapporte à une forme d'exéoution, dans laquelle un levier unique 20 commande tous les freins de sélection et le frein général d'arrêt du tambour 12 repré- sentés dans la fig. 1. Une seule manipulation du levier 20
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permet de réalisersans fausse manoeuvre possible, la vitesse et le sens de rotation voulue, Le levier 20, guidé horizontalement, peut occuper deux positions à gauche et deux positions à droite de sa position normaleo Les encoches 31 à
35 sont disposées de telle façon que lorsque le levier 20 est àst dans sa position moyenne, le levier 11 du frein général d'arrêt est abaissé dans l'encoche 33, le frein 11 serré et tous les autres leviers relevés, c'est-à-dire les freins oorrespondants desserrés.
Lorsqu'on déplace le levier 20 vers la gauche, le levier 11 sort d'abord de son encoche 33 et le frein 11 devient libre; ensuite le levier 7a tombe dans l'encoche 31, ce qui produit le serrage du frein du premier sélecteur de gauche et la rotation de l'arbre récepteur,, à sa vitesse minimum dans le sens de Marbre moteur,
En poursuivant la oourse du levier 20, vers la gau- che le levier 7a sort de son encoche 31, at le levier 7b tombe dans l'encoche 32.
On obtient ainsi la vitesse maximum pour le même sens de rotation de l'arbre récepteuro En poussant le levier 20 à droite de sa position moyenne jusqu'à ce que le levier 7c tombe dans l'encoche 34, ou jusqu'à ce que le levier 7d tombe dans l'encoche 35, oh obtient respectivement la vi- tesse minimum et la vitesse maximum pour l'autre sens de rotation.
Fig. 3 représente une forme d'exécution qui réa- lise la commande forcée aussi bien pour le serrage que pour la libération des freins, au moyen des coulisses de forme appropriée.
Fig. 4 et 5 représentent, pour les deux sens de rotation de l'arbre récepteur, une forme d'exécution dans la- quelle chacun des pignons 6 de la Figol est remplacé par un pignon conique à deux dentures solidaires permettant d'obtenir une modification de vitesse autre que celle résultant de la grandeur relative des engrenages 4 et 80
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Fig. 6 et 7 représentent, pour les deux sens de rotation, une forme d'exécution dans laquelle les engrenages 1 et 2 sont concentriques et respectivement à denture inté- étant rieure et extérieure, les engrenages 6/des pignons droits .
Fig. 8 représente une forme d'exécution dans la- quelle le plateau 1, calé sur l'arbre moteur 9 est unique pour un sélecteur à action quadruple. Le plateau 1 porte sur chacune de ses faces deux séries de dentures engrenant avec des pignons, libres ltun par rapport à l'autre, portés deux à deux par le même axe. Bien que ce sélecteur quadru- ple ne comporte que deux plateaux à équipage mobile, il réalise quatre vitesses différentes pour le même sens de rotation, paroe que les engrenages 4ab et 4od sont diffé- rents. Les roues dentées de la faoe gauche du plateau 1 peuvent aussi avoir des diamètres différenta.; des dentures de la face de droite.
Un sélecteur identique est monté sur l'arbre seoon- daire 25 commandé par les engrenages 2 et 24, calés respeo- tivement sur les arbres 9 et 25. Il produit quatre vitesses pour l'autre sens de rotation, qui peuvent être les mêmes que les précédentes ou différentes.
Fig. 9 représente une forme d'exécution d'un sé- lecteur quintuple, monté sur l'arbre 9. Les trois freins de droite donnent, à l'arbre récepteur 10, trois vitesses de même sens que l'arbre moteur 9 et les deux freins de gauche deux vitesses en sens opposé.
Fig.10 représente une forme d'exécution dans la- quelle l'arbre récepteur 10 est placé dans le prolongement de 1'arbre moteur 9. Le plateau 1 du sélecteur double su- périeur est calé sur l'extrémité de l'arbre moteur 9. Le plateau 3ab de ce sélecteur est calé directement sur l'arbre récepteur 10 et lui donne deux vitesses de même sens que l' arbre moteur. Le sélecteur double inférieur est monté sur un
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arbre moteur secondaire 25 recevant son mouvement de l'arbre
9 par les engrenages 23 et 24. L'engrenage 4cd de ce sélect teur commande l'engrenage 28 calé sur l'arbre récepteur 10, par l'intermédiaire de l'engrenage 27 à axe indépendant 26.
Le sélecteur inférieur donne à l'arbre récepteur 10 deux vites- ses de sens opposé à celui de l'arbre moteur 9, puisque le . nombre des engranges à droite des deux sélecteurs n'est pas le même qu'à gauoheo
Dans toutes les formes d'exécution précédentes, tous les sélecteurs agissent "en parallèle", c'est-à-dire qu'ils attaquent direotement l'arbre récepteur final, même lorsque certains des sélecteurs sont montés sur un arbre moteur secondaire.
Fige 11 représente une forme d'exécution dans laquelle un sélecteur double et un sélecteur quadruple sont montés "en cascade". Au moyen du sélecteur double (celui de gauche), l'arbre moteur primaire 9 fait tourner, dans les deux sens au choir, un arbre intermédiaire 30, placé dans son prolongement et jouant vis-à-vis du premier le rôle d'arbre récepteur. Celui-ci joue à son tour le rôle d'arbre moteur par rapport à l'arbre récepteur final 10.
Ce dernier reçoit ainsi quatre vitesses différentes d'un sens ou de 1?autre, suivant l'action du sélecteur double., Comme il s'agit de deux sélecteurs "en cascade il faut évidemment serrer un des freins du sélecteur double et un des freins du sélecteur quadrupleo
Le groupement des sélecteurs "en cascade" n'exige pas que les arbres soient placés dans le prolongement l'un de l'autre, car les plateaux 3, au lieu d'être calés direc- tement sur les arbres peuvent les attaquer par engrenages.
Fige 12 donne une forme d'exécution dans laquelle deux leviers 40 et 50 permettent de réaliser pour chaque sens de marche,, l'une quelconque des 4 vitesses données par la transmission représentée r la figo 11.
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Quand on pousse le levier 50 contre une de ses butées 36 ou 37, on provoque la ohute d'un des leviers 7a ou 7b dans l'encoche 47 ce qui fait tourner l'arbre inter- médiaire 30 (fig.ll) respectivement dans le même sens que l'arbre moteur 9 ou en sens opposé.
Par la manoeuvre du levier 50, le taquet 44 glisse entre ses guides fixes 45 et 46 et se place en regard d'une des encoches 48 ou 49. On peut alors pousser le levier 40 vers la droite, ce qui relève d'abord le levier 11 et des- serre le frein général 11. On peut dès ce moment réaliser une vitesse au ohoix en commençant par la plus petite. En effet, au fur et à mesure qu'on pousse le levier 40 vers la droite, l'encoche 42 se présente successivement devant les leviers 7c, 7d, 7e et 7f.
Pour réaliser ensuite une vitesse de sens opposé, il faut renverser le levier 50, ce qui n'est possible que si le levier 40 est remis dans sa position normale, car dans toutes les autres positions de ce levier, le taquet 44 immo- bilise le levier 50. La remise du levier 40 dans sa posi- tion normale mécanise le serrage téméraire du frein général d'arrêt et force de passer par toute la gamme des vitesses inférieures avant de réaliser une vitesse supérieure.
Fig. 13 représente une forme d'exécution dans la- quelle une seule manoeuvre du levier 60 vers la gauche ou vers la droite produit la vitesse et le sens de rotation voulus dans le cas des deux sélecteurs "en oascade" repré- sentés par la fig.ll. La forme et l'emplacement des enco- chas sont bols que, lorsqu'on déplace le levier 60 vers la droite, le levier 7b tombe d'abord dans l'enooohe 51, et y reste pendant toute la course de droite du levier 60. Ensuite le levier 11 se relève et dessèrre le frein général, puis le levier 7c tombe dans l'encoche 53 pour se relever avant que le levier 7d tombe dans l'enooohe 54. Ce dernier levier se relève à son tour avant que le levier 7e tombe dans l'encoche
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55, le levier 7fne tombant dans l'encoche 56 que lorsque le levier procèdent s'est relève.
On passe donc successivement de la vitesse la plus faible à la vitesse la plus forte. La réalisation d'une vitesse quelconque pour l'autre sens de ro- tation nécessite le déplacement du levier 60 vers la gauche, ce qui mécanise l'application temporaire du frein général 11.
Ces vitesses ne peuvent également s'obtenir qu'en passant d'abord par la plus faible, parce que les encoches non numé- correspondantes rotées, qui produisent les sélections corresp, sont placées symétri- quement par rapport aux leviers 7c, 7d, 7e et 7f.
Fig. 14 et 15 représentent des formes d'exécution des séleoteurs à frein qui conviennent particulièrement pour la transmission de tràs gros efforts, car elles comportent l'emploi de tous engrenages droits extérieurso Dans la fige 14, 10 tourne en sens inverse de l'arbre moteur 9 lorsque le frein 7 est serrés Dans la fige. 15l'arbre 10 tourne dans. le même sens que 9. Dans les deux figures, le plateau 3 qui porte les engrenages balladeurs 6a-6b peut jouer le rôle de carter à huile, comme l'indique clairement la fig.14. Un autre car- ter, non représenté, peut protéger les engrenages 4 et 8.
Une forme d'exéoution non représentée est celle dans laquelle il est fait usage de doux ou plusieurs sélecteurs simples ou d'un sélecteur multiple du genre défini préoédemmeht sur une locomotive à vapeur quelconque, pour réaliser divers rapports de transmission de mouvement aux roues motrioes, à diverses vitesses du véhicule.
Nous proposons notamment cette solution pour per- mettre à la machine à piston d'une locomotive à vapeur ordiè naire de fonctionner à une allure beaucoup plus rapide pendant la période de démarrage qu'en marche normale pour qu'elle puisse produire pendant la période d'accélération un effort de traction beaucoup plus grand qu'actuellement.
On peut, par exemple, adopter un sélecteur pour le démarrage et un sélecteur pour la marche normale, et prévoir
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l'arrangement suivant sur la locomotive : a) placer sur la locomotive deux faux essieux (Blindwellens, jouant le rôle des arbres 9 et 10 des dessins dont il a été question. b) rendre ces faux essieux dépendants l'un de l'autre au moyen de deux sélecteurs à frein, de préférence d'un des mo- dèles représentés par les figures 14 et 15, ou d'un sélecteur double équivalent. o) commander le faux essieu 9 par le moteur à vapeur au moyen d'une transmission par bielle et manivelle, et attaquer par une manivelle calée sur le faux essieu 10 et par une bielle, les essieux des roues motrices.
Pour donner deux rapports de transmission au méca- nisme d'une locomotive à vapeur à piston, on peut aussi n' employer qu'un seul sélecteur double à freins et seulement un seul faux essieu 9 comme l'indique la fig. 16. La manivelle 71 oalée sur l'arbre 9 reçoit son mouvement de la machine à vapeur, par la bielle 70. Le plateau 3, formant carter à huile, tourne à deux vitesses différentes, de sens de rotation opposé à celui de l'engrenage 1 calé sur l'arbre 9, lorsqu'on serre l'un ou l'autre des deux freins 7o ou 7b.
La manivelle 4 du plateau transmet,par la bielle 8, son mouvement à la ma- nivelle 80 calée sur l'essieu 10 des roues motrioes du véhicule, Cet essieu 10 peut tourner dans le même sens que Marbre 9 à condition que les angles de calage des manivelles 71, 4 et 80 soient convenablement choisis.
La transformation indiquée ci-dessus, dans la loco- motive à vapeur améliorera le rendement de son moteur à va- peur parce que la puissance de ce moteur sera beaucoup mieux utilisée aux diverses vitesses du véhicule. Elle réduira aussi beaucoup la durée du parcours des trains omnibus à. voyageurs.et des trains de marchandises. Elle permettra de maintenir en service des locomotives actuellement trop peu puissantes au démarrage. Pour les locomotives nouevelles, le diamètre des roues motrioes pourra être diminué et par
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conséquent le nombre de ces roues augmenté sans exagéré la longueur du véhiculée Ces avantages sont tellement considé- rables que la faible perte de rendement résultant des engre- nages ne peut entrer en ligne de compte.
Il va de soi que les freins de sélection peuvent être commandés mécaniquement par air comprimé;) par pression de vapeur ou autrement,
Le serrage des freins de sélection n'étant pas instantané, le nouveau système de transmission réalise l' entraînement progressif de l'arbre réoepteuro Le serrage des freins à friction peut être ralenti encore par un dash- pot ou tout autre retardateur équivalente
Une forme d'exécution non représentée des sélec- teurs à frein est celle dans laquelle les freins à friction sont rempfoés par des pompes à liquide, rotatives ou à pis- ton, par des compresseurs d'air ou systèmes équivalents, Dans ce cas, ces appareils fonctionneraient à vide grâce à l'ouverture d'un "by-pass", d'un robinet, d'une valve, eto.
lorsque les sélecteurs doivent être libres. La ferme- ture plus ou moins complète du robinet, etc, réaliserait au contraire un glissement d'importance réglable ou l'immo- bilisation complète du plateau freiné. On pourrait ainsi obtenir une gamme de vitesses plus étendue que celle réa- lisée par l'immobilisation complète des sélecteurs,,
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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TRANSMISSION OF MOVEMENT WITHOUT CLUTCH BY MECHANICAL SELECTORS WITH BRAKE, @ The actuation of receiving machines or vehicles running at variable speeds, by means of motors which start with difficulty under load or which only have a suitable efficiency at a close speed of their speed (such as internal combustion engines and diesel engines require the simultaneous use of more or less complicated clutches and gear change mechanisms, quickly put out of service, and applicable only for power sources. relatively small,
The handling of these two types of devices must be repeated at each change of speed and at each change of direction of travel and sometimes gives rise to false maneuvers, When the re-actuator shaft can only be engaged after starting motor, claw clutches are not suitable, because they act suddenly, are noisy and risk damaging the mechanism or stopping the engine o The clutches with friction,
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more or less progressive tightening, wear out quickly and are faulty for the transmission of great forces, especially when they are worn or too greased.
Abrupt ohoos, which accompany reciprocating disengagement and engagement of the gears in known gear changes, cause rapid wear and breakage of gear teeth, because these ohoos only act on a small width of the teeth.
For these reasons, internal combustion engines and internal combustion (Diesel), with purely mechanical transmission, have only been applied to self-propelled vehicles and low-power looomotives. For locomotives fitted with Diesel engines of 300 horsepower or more, liquid transmissions (oil, eto, etc.), transmissions by air or power transformations by electric current are generally used. These devices complicate construction, increase the cost and size of the machines and produce yield losses.
The disadvantages of these transmissions are such that the diesel engine has been applied to locomotives of 1000 horsepower and above only in very rare cases and again on a trial basis, although the diesel engine consumes a low oxidant. price, and has a thermal efficiency inoomparably superior to that of the non-condensing steam engines of ordinary locomotives.
The purely mechanical device, simple and robust and inexpensive, which is the subject of the present invention, aims to remedy these drawbacks. It allows the change of direction of rotation and the change of speed of a feedback shaft, while the engine is running, even when it comes to transmitting great forces.
That is possible :
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a) because all the gears of the new system always remain in full engagement with each other, both when the engine is stopped and when the engine is running, thanks to the use of mechanical selector brakes which will be discussed below. after.
b) paroe that these selector motors dispense with the use of any clutch, and nevertheless realize the progressive drive of the receiver shaft o) because all the gears of the system can be straight and external, that is to say extremely sturdy and, moreover, be enclosed in oil sumps o d) paroe that an interlocking device between the selection brake control levers and between these and the lever which controls the general stopping brake of the The receiver shaft prevents any false maneuvering and even allows the desired speed and direction of rotation to be achieved by the operation of a single lever.
The system therefore makes it possible to apply high-power diesel engines, by purely mechanical transmission, without any clutch, to locomotives, seagoing vessels, etc. It also allows high speed machines, such as steam turbines, to be operated at the speed which corresponds to their maximum efficiency when applied to looomotoves, boats, etc.
It also makes it possible to remove the stern marohe turbines of mero boats
Another object of the invention is to make it possible to considerably increase the starting force of steam piston locomotives, without having to increase the maximum power of the locomotives. It suffices in fact to adopt for the acceleration period (starting) a speed multiplication ratio much greater than for normal speed. The steam engine of the vehicle can thus develop a much greater power during the march.
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vehicle slow. This solution is made possible by the robustness and the great simplicity of the present transmission system. The latter is also applicable to automobiles.
The invention relates to a mechanical device for transmitting movement, characterized in that it drives a receiving shaft, its change of direction of rotation and its various necessary speed changes, while the machine is running. motor shaft, without the use of a clutch, by means of mechanical selectors, the gears of which, constantly taken into account, have invariable relations with their axes.
These selectors include: - A first gear set on the motor shaft. second turning - a second gear freely relative to the motor shaft.
- a movable assembly made up of a plate, rotating freely with respect to the motor shaft, and balancing gears, the axes of which are carried by this plate, and whose teeth are always engaged on any their width with the first two gears.
Another characteristic feature of the invention is that the plate of the movable assembly can be immobilized by a braking system, called the selection brake, while the second gear (free with respect to the 'motor shaft) is in a desmodromic relationship (by gear, connecting rod and crank or other compulsory commando system) with the receiving shaft, or vice versa, in that the mobile gear plate is in a desmodromic relationship with the receiving shaft while the second gear depends on a selector brake, depending on whether the receiver shaft is to turn in either direction.
The invention is further characterized by the fact that the selection of suitable diameters for the gears of the
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selectors and for gears set on 1 receiver shaft, allows the desired speed of the receiver shaft to be achieved.,
The invention is also characterized in that the application of a single selection brake, per group of selector switches acting "in parallel" makes it possible to achieve the desired speed and direction of rotation of the receiving shaft.
Various embodiments of the invention are given below by way of examples, not by way of limitation.
Fig. 1 briefly represents an embodiment in which use is made of four simple selector switches mounted on the motor shaft 9. The two on the left rotate the receiver shaft 10 at two speeds as desired, in the opposite direction of motor shaft 9. The two on the right turn it in the same direction as the motor shaft with two selectable speeds, which depend on the proportion of gears 4 and 8 of the various selectors.
The first and the second gears and the plate of the movable assembly referred to in the definition of the subject of the invention are designated below for respectively, and the four selectors, by the numbers 1, 2 and 3. The gear 1 is a bevel gear set permanently on 1 "motor shaft 9. The bevel gear 2 rotates freely around the same shaft. The bevel gears 6 rotate freely with respect to their axes 16, carried by the plate 3, which itself turns freely around the motor shaft 9.
For the two left-hand selector switches, the brake rim 5 is integral with the plate 3 and the toothed wheel 4 is integral with the plate 2. The arrangement is the reverse for the two right-hand selectors.
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The two gears 4 of the two left-hand selectors, as well as the two corresponding gears 8, wedged on the receiver shaft 10, are of different diameters in order to achieve different rotation speeds. It is the same for the corresponding gears of the two right-hand selectors.
If it is assumed that the receiver shaft 10 is immobilized by the general stopping brake which acts on the drum 12, nothing prevents the motor from being put into idle mode, provided that the four selection brakes 7 are free.
Indeed, in the gauohe selectors, the plates 3 and the pulleys 5 can turn freely, while in the two right-hand selector, the plates 2 and the pulleys 5 can rotate freely.
When the brake of one of the two left-hand selectors is applied after the motor shaft 9 has been set in motion, the re-switch shaft 10 turns in the same direction as the motor shaft because the pinions 6, forced to turn in place, then turn plate 2 in the opposite direction of plate 1.
On the other hand, when the brake of one of the two right-hand selectors is applied, the receiver shaft rotates in the opposite direction to the motor shaft, so that the pinions 6 are forced to roll on the immobilized plate 2, which causes turn the plate 3 and the gear 4, which is integral with them, in the same direction as the motor shaft.
It goes without saying that the gears 4 and 8 can be replaced by any equivalent desmodromic control (connecting rod and crank. Or any compulsory control device).
The gears 4 and 8 can also be bevel, which allows the shafts 9 and 10 to be arranged at right angles.
Fig. 2 relates to a form of execution, in which a single lever 20 controls all the selection brakes and the general stop brake of the drum 12 shown in FIG. 1. A single manipulation of the lever 20
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allows the desired speed and direction of rotation to be achieved without any possible false maneuver. The lever 20, guided horizontally, can occupy two positions to the left and two positions to the right of its normal position o Notches 31 to
35 are arranged in such a way that when the lever 20 is in its middle position, the lever 11 of the general parking brake is lowered into the notch 33, the brake 11 engaged and all the other levers raised, i.e. ie the corresponding brakes released.
When the lever 20 is moved to the left, the lever 11 first comes out of its notch 33 and the brake 11 becomes free; then the lever 7a falls into the notch 31, which produces the application of the brake of the first selector on the left and the rotation of the receiver shaft, at its minimum speed in the direction of motor running,
Continuing the movement of lever 20, to the left, lever 7a comes out of its notch 31, and lever 7b falls into notch 32.
The maximum speed is thus obtained for the same direction of rotation of the receiver shaft o By pushing the lever 20 to the right of its middle position until the lever 7c falls into the notch 34, or until the lever 7d falls into notch 35, where respectively the minimum speed and the maximum speed are obtained for the other direction of rotation.
Fig. 3 shows an embodiment which achieves the forced control both for the application and for the release of the brakes, by means of appropriately shaped slides.
Fig. 4 and 5 show, for the two directions of rotation of the receiving shaft, an embodiment in which each of the pinions 6 of Figol is replaced by a bevel pinion with two integral teeth making it possible to obtain a modification of speed other than that resulting from the relative size of gears 4 and 80
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Fig. 6 and 7 show, for the two directions of rotation, an embodiment in which the gears 1 and 2 are concentric and respectively with internal and external teeth, the gears 6 / of the spur gears.
Fig. 8 shows an embodiment in which the plate 1, wedged on the motor shaft 9, is unique for a quadruple action selector. The plate 1 carries on each of its faces two series of toothings meshing with pinions, free relative to each other, carried in pairs by the same axis. Although this quadruple selector has only two movable gear plates, it achieves four different speeds for the same direction of rotation, because the gears 4ab and 4od are different. The cogwheels on the left side of chainring 1 can also have different diametersa .; teeth on the right side.
An identical selector is mounted on the secondary shaft 25 controlled by gears 2 and 24, respectively set on shafts 9 and 25. It produces four speeds for the other direction of rotation, which may be the same as previous or different.
Fig. 9 represents an embodiment of a quintuple selector, mounted on the shaft 9. The three right-hand brakes give, to the receiver shaft 10, three speeds in the same direction as the motor shaft 9 and the two two-speed left brakes in opposite direction.
Fig. 10 shows an embodiment in which the receiver shaft 10 is placed in the extension of the motor shaft 9. The plate 1 of the upper double selector is wedged on the end of the motor shaft. 9. The plate 3ab of this selector is wedged directly on the receiver shaft 10 and gives it two speeds in the same direction as the motor shaft. The lower dual selector is mounted on a
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secondary motor shaft 25 receiving its movement from the shaft
9 by the gears 23 and 24. The gear 4cd of this selector controls the gear 28 wedged on the receiver shaft 10, via the gear 27 with independent axis 26.
The lower selector gives the receiver shaft 10 two speeds opposite to that of the motor shaft 9, since the. number of gears to the right of the two selectors is not the same as in gauoheo
In all the preceding embodiments, all the selectors act "in parallel", that is to say they directly attack the final drive shaft, even when some of the selectors are mounted on a secondary motor shaft.
Fig. 11 shows an embodiment in which a double selector and a quadruple selector are mounted "in cascade". By means of the double selector (the one on the left), the primary motor shaft 9 rotates, in both directions at the choir, an intermediate shaft 30, placed in its extension and playing vis-à-vis the first the role of shaft receiver. This in turn acts as a drive shaft with respect to the final drive shaft 10.
The latter thus receives four different speeds in one direction or the other, depending on the action of the double selector. As these are two selectors in cascade, it is obviously necessary to apply one of the brakes of the double selector and one of the quadrupleo selector brakes
The grouping of the selectors "in cascade" does not require that the shafts are placed in the extension of one another, because the plates 3, instead of being wedged directly on the shafts, can attack them by gears. .
Fig 12 gives an embodiment in which two levers 40 and 50 make it possible to achieve, for each direction of travel, any one of the 4 speeds given by the transmission shown in Figo 11.
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When one pushes the lever 50 against one of its stops 36 or 37, one causes the ohute of one of the levers 7a or 7b in the notch 47 which turns the intermediate shaft 30 (fig.ll) respectively in the same direction as the motor shaft 9 or in the opposite direction.
By the operation of the lever 50, the latch 44 slides between its fixed guides 45 and 46 and is placed opposite one of the notches 48 or 49. The lever 40 can then be pushed to the right, which first raises the lever 11 and release the general brake 11. From this moment, you can achieve a desired speed, starting with the lowest. In fact, as the lever 40 is pushed to the right, the notch 42 appears successively in front of the levers 7c, 7d, 7e and 7f.
To then achieve a speed in the opposite direction, the lever 50 must be reversed, which is only possible if the lever 40 is returned to its normal position, because in all the other positions of this lever, the cleat 44 immobilizes lever 50. Returning lever 40 to its normal position mechanizes reckless application of the general parking brake and forces it to go through the entire range of lower speeds before achieving a higher speed.
Fig. 13 shows an embodiment in which a single operation of the lever 60 to the left or to the right produces the desired speed and direction of rotation in the case of the two "cascading" selectors shown in FIG. ll. The shape and location of the notches are such that when the lever 60 is moved to the right, the lever 7b first falls into the enooohe 51, and remains there throughout the right stroke of the lever 60 Then the lever 11 rises and releases the general brake, then the lever 7c falls into the notch 53 to rise before the lever 7d falls into the enooohe 54. The latter lever is raised in turn before the lever 7th falls into the notch
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55, the lever 7fne falling into the notch 56 that when the lever proceed is raised.
We therefore pass successively from the lowest speed to the highest speed. Achieving any speed for the other direction of rotation requires moving the lever 60 to the left, which mechanizes the temporary application of the general brake 11.
These speeds can also only be obtained by going through the lowest first, because the rotated non-numeral notches, which produce the corresponding selections, are placed symmetrically with respect to the levers 7c, 7d, 7e and 7f.
Fig. 14 and 15 show embodiments of the brake selector motors which are particularly suitable for the transmission of very large forces, because they involve the use of all external spur gears o In fig 14, 10 rotates in the opposite direction of the motor shaft 9 when the brake 7 is applied In the freeze. 15 shaft 10 turns in. the same direction as 9. In the two figures, the plate 3 which carries the balladeurs gears 6a-6b can act as an oil sump, as clearly indicated in fig.14. Another case, not shown, can protect gears 4 and 8.
One form of execution not shown is that in which use is made of soft or more single selectors or of a multiple selector of the kind defined preoedemmeht on any steam locomotive, to achieve various transmission ratios of motion to the driven wheels, at various vehicle speeds.
We propose this solution in particular to allow the piston engine of an ordinary steam locomotive to operate at a much faster rate during the starting period than in normal operation so that it can produce during the period of acceleration a tractive effort much greater than at present.
One can, for example, adopt a selector for starting and a selector for normal operation, and provide
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the following arrangement on the locomotive: a) place two false axles on the locomotive (Blindwellens, playing the role of shafts 9 and 10 of the drawings in question. b) make these false axles dependent on each other by means of two brake selectors, preferably one of the models shown in FIGS. 14 and 15, or an equivalent double selector. o) control the false axle 9 by the steam engine by means of a transmission by connecting rod and crank, and attack by a crank wedged on the false axle 10 and by a connecting rod, the axles of the driving wheels.
In order to give two transmission ratios to the mechanism of a steam locomotive with a piston, it is also possible to use only one double selector with brakes and only one single false axle 9 as shown in FIG. 16. The crank 71 on the shaft 9 receives its movement from the steam engine, by the connecting rod 70. The plate 3, forming the oil sump, rotates at two different speeds, in the direction of rotation opposite to that of the gear 1 wedged on shaft 9, when one or the other of the two brakes 7o or 7b is applied.
The crank 4 of the plate transmits, through the connecting rod 8, its movement to the gear 80 fixed on the axle 10 of the driving wheels of the vehicle. This axle 10 can turn in the same direction as Marble 9 provided that the angles of timing of the cranks 71, 4 and 80 are suitably chosen.
The transformation noted above in the steam locomotive will improve the efficiency of its steam engine because the power of that engine will be much better utilized at various vehicle speeds. It will also greatly reduce the travel time of the omnibus trains to. passenger and freight trains. It will make it possible to keep in service locomotives which are currently insufficiently powerful at start-up. For new locomotives, the diameter of the driving wheels may be reduced and by
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Consequently, the number of these wheels increased without exaggerating the length of the vehicle. These advantages are so considerable that the small loss of efficiency resulting from the gears cannot be taken into account.
It goes without saying that the selection brakes can be controlled mechanically by compressed air;) by vapor pressure or otherwise,
As the selection brakes are not applied instantaneously, the new transmission system carries out the progressive drive of the re-switch shaft. The application of the friction brakes can be slowed down further by a dash-pot or any other equivalent retarder
An embodiment of the brake selectors, not shown, is that in which the friction brakes are replenished by liquid, rotary or piston pumps, by air compressors or equivalent systems. In this case, these devices would work empty thanks to the opening of a "by-pass", a tap, a valve, eto.
when the selectors must be free. The more or less complete closing of the valve, etc., would on the contrary produce a sliding of adjustable importance or the complete immobilization of the braked plate. It would thus be possible to obtain a wider range of speeds than that achieved by completely immobilizing the selectors,
CLAIMS.
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