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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 **.