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"PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS DE ROUE LIBRE
POUR TRANSMISSIONS A CHANGEMENT DE VITESSE.
La présente invention concerne des perfectionne- ments aux mécanismes de roue libre pour transmission à changement de vitesse.
Le premier but de l'invention est de réaliser un mécanisme sadaptant à l'extrémité de sortie d'un chan- gement de vitesse classique d'automobiles, permettant de marcher en roue libre à certaines vitesses, ce mécanisme étant susceptible d'être verrouillé ou rendu inopérant à toute vitesse désirée.
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Un autre but de l'invention est la réalisation d'un mécanisme de ce genre comportant un organe commandé supplémentaire disposé sur le même axe que l'arbre comman- dé de la transmission et susceptible d'être verrouillé sur cet arbre afin de tourner avec lui dans les deux sens ou bien de tourner dans le sens voulu en produisant un effet de roue libre par rapport à cet arbre.
L"invention a encore pour but la réalisation d'un mécanism: de ce genre utilisant, comme organe d'em- brayage, un ressort à boudin à action rapide et positive.
Sur les dessins annexés
La fig. 1 est une coupe verticale longitudinale d'un mécanisme de roue libre suivant l'invention'placé sur l'extrémité de sortie, ou arrière, d'une transmission d'au- tomobile, les parties constituantes du mécanisme étant en position de roue libre.
La fige 2 est une coupe analogue à la fig. 1 avec les organes internes du mécanisme représentés en élévation dans la position voulue pour bloquer le mécanisme de roue libre.
La fig. 3 est une coupe verticale transversale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fige 4 est une coupe longitudinale de l'embraya ge du mécanisme avec une variante du ressort.
La fig. 5 est une vue en élévation de côté du ressort d'embrayage de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue analogue à la fige 4 avec une autre variante du ressort.
La fig.7 est une vue en perspective de ce res- sort.
La fie. 8 est une coupe longitudinale d'une variante de l'embrayage susceptible d'être utilisée dans le mécanisme.
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D'une manière générale, ce mécanisme de roue li- bre consiste en un carter se fixant à l'extrémité de sortie ou arrière d'une transmission classique.
L'extrémité arrière de l'arbre commandé de la transmission est prolongéedans ce carter où il est pourvu d'un logement en forme de coupe et supporte, en lui permet- tant de tournerune extrémité d'un arbre commandé auxiliai- re se reliant à l'arbre de transmission de la voiture. Cet arbre auxiliaire porte, à l'intérieur du carter, un organe en forme de coupe, coopérant avec le premier organe en forme de coupe mentionné afin de constituer un logement d'embrayage renfermant un ressort d'embrayage. Lorsque ces arbres ont un mouvement relatif de rotation dans le sens convenable, le ressort se détend radialement pour réunir l'un à l'autre les deux organes en forme de coupe.
Ces deux organes sont pourvus, sur leur périphérie, d'une den- ture, et un manchon à denture intérieure coopère avec ces organes sur lesquels on peut le faire coulisser au moyen d'un levier à mains, de façon à pouvoLr relier l'un à l'au- tre ces deux organes indépendamment du ressort d'embrayage pour que les deux arbres puissent tourner ensemble dans un sens ou dans l'autre.
Sur les dessins annexés représentant en détail la présente application de l'invention, 1 désigne l'ensem- ble du carter, ouvert par le haut, d'un changement de vi- tesse classique d'une automobile, pourvu de parois latéra- les 2, d'un fond 3, de parois d'extrémité d'avant 4 et d'ar- riére 5. Dans la paroi 4 tourne l'arbre moteur 6 de la transmission relié, de la manière habituelle, au moteur, au moyen d'un embrayage, non représenté. 7 désigne l'arbre commandé nervuré de la transmission, disposé sur le même axe que l'arbre moteur 6, et tourne dans des paliers 8 mé- nagés dans la paroi 5 du cartera 9 désigne l'arbre de ren- voi portant, de la manière habituelle, les engrenages de
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seconde et de première vitesses et de vitesse arrière 10, 11 et 12 respectivement.
Une roue 13, solidaire de l'arbre commandé 7, est en prise avec la roue 10 pour entraîner cet arbre 7 en se- conde vitesse. D'autres engrenages, non représentés, coopé- rant avec les arbres 6 et 1 et disposés dans l'extrémité avant du carter, assurent la transmission de la commande vou lue entre ces arbres, commande désignée d'habitude sous le nom de grande vitesse ou de troisième vitesse. Une autre roue 14, pouvant coulisser sur l'arbre 1. entre la paroi 5 du carter et la roue 13, peut, en coulissant, être mise en prise soit avec la roue 11 pour d.onner la petite vitesse ou première vitesse, soit avec une roue de renvoi, non re- présentée, engrenant avec la roue 12, ce qui fait tourner l'arbre 7 en sens contraire.
Le carter est pourvu d'un couvercle 15 portant les tiges de commande 16 et 17 que peut faire coulisser un le- vier 18 monté dans un logement 19 ménagé sur le couvercle.
La tige 17 porte une fourchette 17a en prise avec la roue 14 de façon à faira coulisser cette roue suivant le dépla- cement donné à cette tige 17, la tige 16 étant pourvue d'u- ne fourchette analogue permettant de manoeuvrer les engrena- ges de seconde et de troisième vitesse.
La transmission décrite ci-dessus est du type classique à changement de vitesse pour automobiles, sur la- quelle on peut appliquer facilement le mécanisme de roue li- bre suivant l'invention. Comme représenté, ce mécanisme com- porte un carter 20 ouvert en haut et sur l'extrémité arriè- re, constitué par une paroi avant 21, des parois latérales 22-22 et un fond 23, la paroi avant étant fixée à la paroi arrière 5 du carter du changement de vitesse au moyen de boulons 24, ainsi qu'on le voit au mieux sur la fig. 3.
L'extrémité arrière de l'arbre commandé 7 est pour- vue d'un organe en forme de coupe 25, tourné vers l'arrière
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de plus grand diamètre, muni de saillies extérieures 26 en forme de dents d'engrenage, et pénétrant dans le carter
20. Dans l'extrémité de cet arbre est ménagée une cavité axiale 27 renfermant un palier à rouleaux 28 dans lequel tourne l'extrémité avant d'un arbre secondaire commandé 29.
Fixé à l'extrémité arrière de cet arbre 29, le moyeu 30 d'un organe en forme de coupe 31, tourné vers l'avant, coo- père avec l'organe 25 ci-dessus pour constituer une cavité
32 renfermant un ressort d'embrayage. L'organe 'il est plus court que l'organe 25 et est pourvu de saillies extérieures
33 en forme de dents d'engrenage, analogues en dimensions et en nombre à celles de l'organe 25.
Le moyeu 30- de l'organe 31 tourne dans un palier
34 maintenu en place par deux plaques intérieure,, et exté- rieure de retenue 35 et 36 respectivement fermant l'extré- mité arrière du carter 20 auquel elles sont fixées par des boulons 37. La plaque 36 comporte un logement 38 pour le mécanisme de commande 39 de l'indicateur de vitesse, cons- tituant une partie du moyeu 40 d'une bride d'accouplement
41 fixée sur le moyeu 30 de l'organe 31, par un écrou et rondelle 42 sur l'extrémité arrière de l'arbre 29. Cette bride d'accouplement se fixe à l'arbre de transmission d'u- ne automobile pour assurer la propulsion de cette dernière.
Dans la cavité 32 formée par les organes 25 et 31. est lo- gé un ressort hélicoïdal d'embrayage 43 dont une extrémité est fixée par une partie en saillie 44 dans l'organe 31.
Un collier coulissant 45, coopérant avec les or- ganes 25 et 31 pourvue de saillies 26 et 33, et les entou- rant, est muni d'une gorge extérieure 46 et de saillies in- térieures 47, en forme de dents dengrenages se mettant en prise avec les saillies des organes ci-dessus.
Une fourchette 48, chevauchant le collier 45, est pourvue de sabots 49 engagés dans la gorge 46 de ce ecollier. Cette fourchette est fixée à 1'extrémité/d'un le-
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vier 50 pivotant en 51 dans le couvercle 52 de l'extrémité supérieure ousaxtre du carter 20; ce levier traverse une ou- verture 53 prasiquée dans le plancher 54 de l'automobile, dans la position de manoeuvre la plus commode pour le con- ducteur. Pour éviter que le lubrifiant sorte par le couver- cle, on disposa un ressort 55 entourant le bas du levier et appuyant, à ses extrémités, contre le haut de la fourchette et contre une rondelle d'obturation 56.
On vasupposer que l'arbre ? et son organe sont entraînés dans le sens "avant" à la vitesse désirée par rapport à l'arbre 6 en utilisant le train d'engrenages con- venable.
Le levier 50 se trouvant dans la position repré- sentée en traits pleins sur la fig. 1, position dans laquel- le le collier coulissant 45 n'est en prise qu'avec les sail- lies 26 de l'organe 25, la rotation de la coupe a pour ef- fet de modifier le diamètre du ressort 43 du fait que ce dernier est fixé, à une de ses extrémités, à l'autre organe 31. Dans ce cas particulier, le ressort se détend radiale- ment pour embrayer l'un avec l'autre les deux organes, et l'organe 31 tourne avec l'organe 25 pour entraîner l'arbre
En coure de marche, lorsque la voiture descend une côte, la bride 41 est entraînée par les roues de la voi- ture à une vitesse supérieure à celle de l'arbre 7, ltorgane 31 fait se contracter le ressort et libère l'un de l'autre les organes 31 et 26, ce qui rend possible la marche en roue libre.
Si l'on désire freiner au moyen du moteur, on déplace le levier 50 vers l'avant dans la position représentée en traits pointillés sur le dessin, de sorte que le collier 45 se met en prise avec les saillies 33 et 26 des deux organes.
Ceci supprime le marche en roue libre et relie de manière po- sitive les deux organes l'un à l'autre, de sorte que la bride 40 et l'arbre ?' deviennent solidaires et tournent ensemble.
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Lorsque l'arbre 7 est entraîne en sens contraire, il est nécessaire que les deux organes soient reliés di- rectement, ou de manière positive, l'un à l'autre par le col lier de la façon qui vient d'être décrite, faute de quoi aucune force ne serait transmise de l'arbre 1 à la bride 41.
Grâce au dispositif décrit, il est possible de marcher en roue libre à l'une quelconque des vitesses avant ou bien de bloquer le mécanisme de roue libre pour obtenir la prise directe à 1 une quelconque de ces vitesses. Si l'on veut rouler en marche arrière, l'effet de roue libre est supprimé en amenant simplement le levier 50 dans la position représentée en traits pointillés.
Les fig. 4 et 5 représentent une variante du ressort, toutes les autres parties de l'embrayage restant les mêmes que celles décrites et portant, en conséquence, les mêmes références. Dans cette disposition le ressort com- porte une partie principale 56 constituant ]'embrayage, pourvue, à l'une de ses extrémités, d'une partie 57 donnant au ressort les réactions nécessaires. Lorsque le ressort n'est pas tendu, ce qui est sa position normale, sa partie 56 a un diamètre légèrement inférieur à celui de son logement 32, et sa partie en saillie 58 est en prise éans une cavité ménagée dans l'organe 31.
La partie 57 est axialement plus courte que la partie 56 mais a, normalement, un diamètre légèrement supé- rieur à celui de cette dernière et est constitué par un brin de section transversale plus petite, ce qui fait qu'il entre en action sous un effort moins grand. Le diamètre de la partie 57 approche de celui du logement 32, ce qui lui permet de se mettre en prise avec ce dernier en produisant une faible action de roue libre, et son extrémité est dres- sée à plat afin d'être en contact avec l'extrémité corres- pondante du logement (voir fig. 4 et 5). 11 est évident que les parties 56 et 57, peuvent être établies en une seule
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pièce ou bien en deux parties que l'on soude ensuite bout à bout.
Lorsque l'organe d'embrayage 25, en forme de coupe, tourne par rapport à l'organe correspondant 31, il fait dérouler la partie 57 de sorte qu'elle se met en coince contre l'organe 25. Il en résulte un déroulement pro- gressif des différentes spires de la partie 56 qui se coin- ce contre la surface annulaire interne du logement 32 afin de réunir l'un à l'autre les deux organes 25 et 31. Lorsque cet organe 31 tourne par rapport à l'organe 25, les parties du ressort s'enroulent sur elles-mêmes, ce qui réduit leur diamètre et fait disparaître l'action d'embrayage.
Avec une partie 57 relativement faible, on ob- tient un effe, léger de roue libre en raison de son faible entraînement et il est en conséquence avantageux, dans la pratique, de donner à cette partie 56, lorsqu'elle n'est pas sous tension, cequi est sa position normale, un diamè- tre légèrement inférieur à celui de son logement 32. Cette disposition présente en outre l'avantage de permettre d'in- troduire un nombre plus grand de spires dans un logement de longueur axiale donnée, facteur important pour obtenir le maximum de prise; dans les embrayages de ce genre et pour réduire au minimum, la longueur axiale du logement.
Les fige 6 et 7 représentent une autre variant de dispositif de ressort, dans lequel on utilise un ressort 59 dont le diamètre extérieur, lorsqu'il n'est pas sous tension., se rapproche de celui de son logement. L'extrémité du ressort 57 coopérant avec l'organe 31, est pourvue d'une partie en saillie 60 pénétrant dans une cavité ménagée dans cet organe, et est de plus pourvue, ou non, d'un ou de plusieurs goujor.s en supplément pour sa fixation. La spire de l'extrémité ooposée est dressée à plat.
Cette extrémité du ressort est pourvue de plusieurx cannelures longitudinales inclinées extérieures 61. Ces can- nelures ont une profondeur maxima à leur extrémité débou-
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chant dans la dernière spire de cette extrémité du ressort, et qui va en diminuant jusqu'à la spire médiane du ressort pour finir avant le point de jonction des organes 25 et 31.
Ces cannelures sont, de préférence, au nombre de six et la spire extrême de ce ressort est la plus fle- xible, flexibilité qui décroit en raison directe de la di- minution en profondeur des cannelures. Par suite, au fur et à mesure que la profondeur de ces cannelures diminue, le pourcentage de la rigidité totale des cifférentes spires augmente et, au point où les cannelures finissent, les spi- res gardent toute leur force et toute leur rigidité.
Il est évident que, au cours du mouvement relatif des organes 25 et 31 dans le sens convenable, la spire du ressort ayant la partie la plus profonde des cannelures, se trouve affectée et dilatée radialement la première, ensuite la seconde et ainsi de suite que jusqu'à, ce que toutes les spires cannelées se trouvent en prise avec la surface cor- respondante de la cavité 32. En conséquence, chaque spire prend successivement une partie plus importante de la charge totale jusqu'ala spire qui coupe le plan de rencontre des extrémités des organes 25 et 31, point où toute la charge est supportée. Dans ce dispositif, les cannelures ne dimi- nuent en rien la valeur du ressort au point de vue charge mais font que l'effet léger désiré de roue libre se trouve réalisé dans une extrémité de ce ressort.
Au lieu que le ressort soit de même diamètre d'un bout à l'autre, comme ci-dessus, l'extrémité libre peut avoir un diamètre différent tout en permettant l'effet de roue li- bre désiré. On peut obtenir ce résultat en maintenant le res- sort cylindrique et de même diamètre d'un bout à l'autre et en donnant de la conicité à cette extrémité de la cavité de l'organe 25, ainsi qu'on le voit au mieux en 62 sur la fig. 8.
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Ainsi qu'on le voit'clairement sur la fige 7, l'extrémité fixe du ressort peut être pourvue de cannelures analogues 63, mais plus courtes et moins profondes, star- rêtant avant le plan de rencontre des extrémités des orga- nes 25 et 31. Ces. cannelures sont ménagées dans des plans situés entre ceux des cannelures 61 et, en même temps qu'el- les rendent l'extrémité fixe du ressort simplement un peu plus élastique, elles ne nuisent pas à la solidité du res- sort.
Les caunelures 61 et 63 ont également pour but de laisser plus d'espace pour le lubrifiant qui se trouve dans le logement et qui disparait de la surface d'embraya- ge du logement au fur et à mesure que le ressort commence à prendre sa position ou condition d'embrayage.
Le mécanisme décrit peut être utilisé avec tout type courant de transmission en effectuant quelques peti- tes modifications pour son adaptation. Ce mécanisme ne com- porte que quelques organes faciles à établir et à assembler, et d'une efficacité certaine porr le but proposé.