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"PERFECTIONNEMENTS APPORTES A UNE RALLONGE D'ARBRE DE TRANS- MISSION POUR CHASSIS D'AUTOMOBILES"
La présente invention se rapporte à des châssis d'automo- biles et a pour but de permettre à un constructeur de prévoir, à peu de frais, plusieurs empattements pour chaque modèle particulier de châssis et d'adapter ainsi ses produits aux besoins de la clientèle. Par exemple, un châssis destiné à un autobus pour le transport des voyageurs doit avoir un empatte- ment relativement grand, tandis que le même châssis, lorsqu'il est destiné à un véhicule court, aura de préférence un empatte-
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ment très court.
L'usage particulier auquel le châssis est destiné détermine l'empattement nécessaire. Jusqu'à présent, lorsqu'il était nécessaire de modifier l'empattement d'un véhicule, le constructeur devait fournir un tube de poussée, des tirants et un arbre de transmission spéciaux pour chaque longueur de châssis voulue. Par conséquent, les frais occa- sionnés par l'addition de quelques pieds à l'empattement du véhicule étaient prohibitifs dans beaucoup de cas où, d'autre part, un tel allongement aurait été avantageux.
Suivant la présente invention, l'ensemble, constitué par le tube de transmission et les tirants, ne doit pas être modi- fié, mais utilisé tel quel, qu'il s'agisse de châssis courts ou longs, et ceci grâce à la prévision d'un arbre et d'un carter de rallonge relativement peu coûteux, pouvant être interposés entre l'extrémité avant du tube de poussée et l'extrémité ar- rière de la boite des vitesses, de manière à transmettre le couple moteur à l'essieu moteur.
La disposition décrite ci-dessus, tout en diminuant le coût de fabrication, est même préférable du point de vue du client, lequel peut acheter dans ce cas un châssis, avec l'as- surance que celui-ci peut être modifié facilement et à peu de frais pour s'adapter à ses différents besoins et que grâce à cette possibilité de transformation, le châssis garde une valeur élevée.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on prévoit un carter de rallonge d'arbre de transmission, cette rallonge étant destinée à un véhicule dans lequel le moteur est monté élastiquement. Depuis quelque temps, certains construc- teurs montent leur moteur dans le châssis, de telle manière que l'extrémité avant du moteur est supportée par des ressorts, de façon à pivoter autour d'un axe transversal coïncidant appro- ximativement avec le volant du moteur.
Ce centre'de pivotement est approximativement le centre d'oscillation du groupe moteur-
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boîte de vitesse, étant donné que les forces d'inertie secon- daires, non équilibrées, produites par les parties, en mouve- ment alternatif, du moteur, s'appliquent (dans un moteur quatre cylindres) au milieu entre le deuxième et le troisième cylin- dre. Ce point d'application, lequel peut être désigné sous le terme de centre de percussion, se trouve bien en avant du centre de gravité du dit groupe, de sorte que lorsque l'axe de pivotement du groupe coincide avec le centre d'oscillation pour le dit centre de percussion, cet axe ne transmettra pas les vibrations du moteur au châssis.
Toutefois, l'extrémité arrière du groupe moteur se déplace dans ce cas suivant une trajectoire verticale arquée, en oppo- sition de phase avec l'extrémité avant de ce groupe, de sorte que l'arbre d'entraînement doit posséder un certain jeu pour compenser ce mouvement angulaire. L'arbre et le boîtier de ral- longe perf ectionnés suivant l'invention peuvent compenser ce mouvement arqué, sans exiger les connexions à joints univer- sels, généralement indispensables à cet effet.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 montre une vue en coupe verticale axiale d'un châssis automobile, sur lequel se trouve monté l'arbre d'accou- plement perfectionné suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue en coupe de l'arbre d'accouplement et de l'extrémité avant du tube de poussée, cette vue montrant en détail le dispositif perfectionné suivant la présente inven- tion, et
Fig. 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.
Dans ces dessins, la référence 10 désigne généralement un châssis de véhicule suspendu de la manière habituelle sur des essieux avant et arrière, respectivement 11 et 12. Aux
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extrémités de ces essieux se trouvent fixées,de la manière habituelle, les roues avant et arrière 13 et 14. Un moteur 15 est monté à pivotement, dans le châssis 10, sur une paire de tourillons 16 prévus chacun sur un côté du carter de volant, l'extrémité avant du moteur étant supportée élastiquement au moyen de ressorts de compression 17, de telle manière que les vibrations du moteur ne se transmettent pas au châssis , mais sont absorbées par les oscillations verticales du groupe mo- teur autour des tourillons 16.
Un carter d'embrayage 18 est disposé à l'arrière du moteur, une boîte de vitesse 19, à pi- gnons coulissants, étant fixée à son tour à l'arrière de ce carter, le couple moteur étant transmis depuis la dite boîte jusqu'à l'essieu arrière 12.
Il en résulte que, étant données les oscillations du moteur 15, une oscillation légère mais sensible de l'extrémité arrière de la boîte des vitesses est inévitable.
L'essieu arrière 12, est pourvu d'un tube de poussée 20 s'étendant vers l'avant, une paire de tirants 21, disposés en diagonale, s'étendant depuis les extrémités extérieures de cet essieu, jusqu'à l'extrémité avant du tube de poussée. Un carter 22 de joint universel est réuni rigidement à l'extré- mité avant de ce tube, un arbre d'entraînement 23 étant monté à rotation à l'intérieur de ce dernier, de manière à trans- mettre le couple moteur à l'essieu arrière, lequel entraîne, à son tour, les roues 14 au moyen des pignons habituels de pont arrière.
Lorsqu'il s'agit d'établir un véhicule de faible empatte- ment, on boulonne le boîtier de joint universel 22 directement à l'arrière de la boîte des vitesses 19. Grâce à cette dispo- sition, l'essieu arrière 12 et le moteur 15 peuvent osciller autour du centre du joint universel, lequel peut ainsi compene' ser les déplacements verticaux de l'essieu arrière et les
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oscillations du moteur autour des tourillons 16.
L'allongement de l'empattement d'un véhicule présente certaines difficultés, étant donnée la nécessité de prévoir un tube de poussée plus long. Ce sont d'abord les frais élevés pour la fourniture d'un ensemble tube de poussée, arbre de transmission et tirants, entièrement nouveau ; il est nécessaire de prévoir, entre les deux extrémités d'un tel tube de poussée, des dispositifs destinés à supporter, à rotation, la partie médiane de l'arbre de transmission, étant donné que la partie de cet arbre qui, dans ce cas, devrait rester non supportée, serait d'une longueur excessive. Ces deux diffi- cultés concourent à empêcher l'allongement du châssis dans de nombreux cas où un tel allongement serait avantageux.
Dans la construction montrée aux dessins, l'ensemble constitué par l'essieu arrière, le tube de poussée et les tirants, est déplacé vers l'arrière et un carter de joint uni- versel 22 vient se fixer, par des boulons 27, à une des tra- verses du châssis, désignée par 26. Bien que l'extrémité avant du tube de poussée ait été éloignée de l'extrémité arrière de la boite des vitesses, on remarquera que l'arbre de transmis- sion, le joint universel et le tube de poussée habituels, res- tent maintenus.
Un arbre d'entraînement intermédiaire, avec son carter, se trouve monté à mouvement universel entre la boite des vitesses et le tube de poussée. On ne peut pas fixer cet arbre directe- ment à l'extrémité arrière de l'arbre 24, de la boîte des vi- tesses, car les oscillations verticales de ce dernier provoque- raient la rupture d'une telle connexion, tandis que dans le cas où cette dernière serait suffisamment résistante, elle empêcherait l'action élastique des ressorts 17. Des moyens doivent également être prévus pour empêcher la pénétration des poussières,de l'eau et analogues, dans le joint universel 25 et dans la boite des vitesses, tout en permettant les déplace-
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ments de cette dernière.
On peut évidemment prévoir un joint universel usuel à l'arrière de la boîte des vitesses ainsi qu'une paire de joints à rotule à chaque extrémité du carter d'espacement ; toutefois, une telle construction serait beaucoup plus coûteuse que le dispositif représenté au dessin.
Dans le dispositif perfectionné suivant l'invention, une pièce annulaire à encoches 28 est fixée à l'arrière 24 de la boîte des vitesses, au moyen d'un boulon à tête 29 qui servait précédemment à fixer le joint universel 25 au dit arbre de la boîte des vitesses. On prévoit en outre un arbre de rallonge 3Q d'une longueur suffisante pour réunir la pièce 28 au joint universel 25. L'extrémité avant de cet arbre est évasée en 43, et présente à cet endroit un évidement 33 dans lequel pénètre la pièce 28. La pièce 43 est pourvue de dents intérieures 34 en prise avec les encoches pratiquées dans la pièce 28. Un ressort hélicoïdal 32 disposé entre l'extrémité de l'arbre 24 et le fond de l'évidement 33 empêche le ballottement entre les arbres, pouvant résulter de défauts dans les pièces.
Les dents 34 étant relativement étroites, permettent un mouvement angu- laire déterminé entre les arbres 24 et 30. Bien que le mouvement angulaire permis grâce à cette disposition soit très faible, il est amplement suffisant pour compenser le déplacement arqué du moteur autour du. pivot 16, de sorte qu'une connexion positive d'entraînement universel est maintenue en tous temps entre les arbres 24 et 30.
L'extrémité arrière de l'arbre 30 présente des rainures 31 identiques aux rainures sur l'arbre 24, de sorte que le joint universel 25 peut être aisément monté sur cet arbre. Il en résulte que le couple moteur est transmis par l'élément 28, les dents 34, l'arbre 30 et les rainures 31 au joint universel 25 d'où il est transmis de la manière usuelle à l'essieu 12.
En vue d'enfermer les organes du dispositif animés d'un
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mouvement rotatif, un carter 35, embouti en forme de cuvette, est fixé au-dessus de l'extrémité de l'arbre 24 par une série de boulons 36 utilisés habituellement pour fixer le boîtier de joint universel 22 à l'arrière de la boîte des vitesses. Dans le boîtier 35 est agencé un fourreau axial dans lequel s'étend l'arbre 30, un bourrage en feutre 37 étant disposé à l'inté rieur du dit boîtier. Un boîtier hémisphérique 38 est fixé de la même manière à la face avant du boîtier 22 de joint univer- sel et se prolonge en avant de ce dernier, ce boîtier présen- tant également un fourreau intégral 39 dans lequel pénètre l'arbre 30. Une rondelle de feutre 40 est agencée dans le fourreau 39.
Un carter tubulaire 41, s'étendant entre les rondelles de feutre 37 et 40, est maintenu en place autour de l'arbre 30 au moyen de ces rondelles. Les extrémités de ce carter, péné- trant d'une certaine distance dans les manchons adjacents, sont légèrement coniques ou de diamètre réduit, dans le but de faci- liter l'assemblage du dispositif. On remarquera qu'il reste un espace de jeu considérable entre l'arbre 30 et le carter 41, de même qu'entre ce dernier et les manchons dans lesquels il pé- nètre, ce qui permet un mouvement angulaire limité entre ces organes, sans provoquer de coincement. Deux nervures annulaires 42 sont formées autour du carter 41, dont une à proximité de chaque rondelle de feutre, dans le but d'empêcher les déplace- ments longitudinaux excessifs de ce boîtier.
Les rondelles de feutre 37 et 40 étant très flexibles, le mouvement vibratoire, en arc de cercle, de la boîte des vitesses 19, pourra être compris dans les limites de déplacement permi- ses par ces rondelles. Ainsi, l'invention permet d'établir une construction simple et économique, ne consistant pratiquement qu'en trois pièces d'acier embouti peu coûteuses et servant à
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enfermer entièrement la rallonge de l'arbre de transmission et le joint universel.
Parmi les nombreux avantages résultant de la, présente invention, il y a lieu de mentionner le fait que celle-ci permet d'établir un arbre de rallonge simple, durable et peu coûteux, grâce auquel l'empattement d'un châssis automobile peut être facilement allongé sans nécessiter l'achat d'un nou- vel ensemble pont arrière - tube de poussée. En outre, l'arbre et le boîtier de rallonge perfectionnés suivant l'invention compensent le mouvement oscillatoire de la boîte des vitesses dans les véhicules dans lesquels le moteur est monté élasti- quernent. Ce mouvement oscillatoire peut se produire sans l'ap- plication d'un deuxième joint universel ou de joints à rotule.
Certaines modifications peuvent être apportées à la dis- position, la construction et la combinaison des divers organes du dispositif perfectionné suivant l'invention sans se départir de l'esprit de celle-ci, et les revendications qui suivent sont censées couvrir toutes les modifications pouvant être raisonna- blement comprises dans le domaine de la dite invention.
REVENDICATIONS.
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1 - Une méthode pour modifier l'empattement d'un véhi- cule automobile, consistant à insérer un arbre et un carter de rallonge entre l'extrémité avant du tube de poussée et l'extrémité arrière de la boîte des vitesses.
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"IMPROVEMENTS MADE TO A DRIVE SHAFT EXTENSION FOR AUTOMOBILE CHASSIS"
The present invention relates to automobile frames and its object is to enable a manufacturer to provide, at low cost, several wheelbases for each particular model of frame and thus to adapt its products to the needs of customers. . For example, a chassis intended for a passenger bus should have a relatively large wheelbase, while the same chassis, when intended for a short vehicle, will preferably have a wheelbase.
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very short.
The particular use for which the chassis is intended determines the necessary wheelbase. Until now, when it was necessary to modify a vehicle's wheelbase, the manufacturer had to provide a special push tube, tie rods and driveshaft for each desired length of chassis. Therefore, the expense of adding a few feet to the vehicle wheelbase was prohibitive in many cases where, on the other hand, such an extension would have been beneficial.
According to the present invention, the assembly, consisting of the transmission tube and the tie rods, must not be modified, but used as is, whether it is a question of short or long frames, and this thanks to the provision. a relatively inexpensive extension shaft and housing, which can be interposed between the front end of the push tube and the rear end of the gearbox, so as to transmit the engine torque to the drive axle.
The arrangement described above, while reducing the cost of manufacture, is even preferable from the point of view of the customer, who can in this case purchase a frame, with the assurance that this can be changed easily and inexpensively. low cost to adapt to its different needs and that thanks to this possibility of transformation, the chassis keeps a high value.
According to another characteristic of the invention, there is provided a transmission shaft extension casing, this extension being intended for a vehicle in which the engine is elastically mounted. For some time now, some manufacturers have mounted their engine in the frame, such that the front end of the engine is supported by springs, so as to pivot about a transverse axis coinciding approximately with the flywheel of the engine. .
This pivot center is approximately the center of oscillation of the power unit.
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gearbox, since the secondary, unbalanced inertia forces produced by the reciprocating parts of the engine, apply (in a four-cylinder engine) in the middle between the second and the third cylinder. This point of application, which may be referred to as the center of percussion, is well in front of the center of gravity of said group, so that when the pivot axis of the group coincides with the center of oscillation for the said center of percussion, this axis will not transmit the vibrations of the engine to the frame.
However, the rear end of the motor group moves in this case along an arcuate vertical path, in phase opposition with the front end of this group, so that the drive shaft must have a certain clearance for compensate for this angular movement. The perf ected extension shaft and housing according to the invention can compensate for this arcuate movement, without requiring the universal joint connections, which are generally essential for this purpose.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 shows a view in axial vertical section of an automobile chassis, on which the improved coupling shaft according to the invention is mounted.
Fig. 2 is a sectional view of the coupling shaft and of the forward end of the push tube, this view showing in detail the improved device according to the present invention, and
Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2.
In these drawings, reference numeral 10 generally designates a vehicle frame suspended in the usual manner on front and rear axles, 11 and 12 respectively.
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ends of these axles are fixed, in the usual manner, the front and rear wheels 13 and 14. A motor 15 is pivotally mounted, in the frame 10, on a pair of journals 16 each provided on one side of the flywheel housing , the front end of the engine being resiliently supported by means of compression springs 17, so that the vibrations of the engine are not transmitted to the frame, but are absorbed by the vertical oscillations of the engine group around the journals 16.
A clutch housing 18 is arranged at the rear of the engine, a gearbox 19, with sliding gears, being in turn fixed to the rear of this housing, the engine torque being transmitted from said box to 'to the rear axle 12.
As a result, given the oscillations of the motor 15, a slight but substantial oscillation of the rear end of the gearbox is inevitable.
The rear axle 12, is provided with a push tube 20 extending forward, a pair of tie rods 21, arranged diagonally, extending from the outer ends of this axle, to the end front of the push tube. A housing 22 for a universal joint is rigidly joined to the front end of this tube, a drive shaft 23 being rotatably mounted inside the latter, so as to transmit the engine torque to the tube. rear axle, which in turn drives the wheels 14 by means of the usual rear axle gears.
When it comes to establishing a small wheelbase vehicle, the universal joint housing 22 is bolted directly to the rear of the gearbox 19. Thanks to this arrangement, the rear axle 12 and the motor 15 can oscillate around the center of the universal joint, which can thus compensate for the vertical movements of the rear axle and the
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engine oscillations around the journals 16.
Extending the wheelbase of a vehicle presents certain difficulties, given the need for a longer push tube. First, the high costs for the supply of an entirely new thrust tube, drive shaft and tie rods assembly; it is necessary to provide, between the two ends of such a thrust tube, devices intended to support, in rotation, the middle part of the transmission shaft, given that the part of this shaft which, in this case , should remain unsupported, would be excessively long. These two difficulties combine to prevent stretching of the frame in many cases where such stretch would be advantageous.
In the construction shown in the drawings, the assembly consisting of the rear axle, the push tube and the tie rods, is moved rearward and a universal joint housing 22 is fixed, by bolts 27, to one of the cross members of the chassis, designated 26. Although the front end of the push tube has been moved away from the rear end of the gearbox, it will be noted that the drive shaft, the universal joint and the usual thrust tube remain in place.
An intermediate drive shaft, with its housing, is mounted with universal movement between the gearbox and the thrust tube. This shaft cannot be fixed directly to the rear end of shaft 24, of the gearbox, since the vertical oscillations of the latter would cause such a connection to break, while in if the latter is sufficiently strong, it would prevent the elastic action of the springs 17. Means must also be provided to prevent the penetration of dust, water and the like, into the universal joint 25 and into the gearbox. , while allowing them to be moved
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ment of the latter.
It is obviously possible to provide a usual universal joint at the rear of the gearbox as well as a pair of ball joints at each end of the spacer casing; however, such a construction would be much more expensive than the device shown in the drawing.
In the improved device according to the invention, an annular notched part 28 is fixed to the rear 24 of the gearbox, by means of a head bolt 29 which previously served to fix the universal joint 25 to said shaft. the gearbox. There is also provided an extension shaft 3Q of sufficient length to join the part 28 to the universal joint 25. The front end of this shaft is flared at 43, and has at this location a recess 33 into which the part 28 enters. The part 43 is provided with internal teeth 34 in engagement with the notches made in the part 28. A helical spring 32 disposed between the end of the shaft 24 and the bottom of the recess 33 prevents sloshing between the shafts, which may result from defects in parts.
The teeth 34 being relatively narrow, allow a determined angular movement between the shafts 24 and 30. Although the angular movement allowed by this arrangement is very low, it is amply sufficient to compensate for the arcuate displacement of the motor around the. pivot 16, so that a positive universal drive connection is maintained at all times between shafts 24 and 30.
The rear end of the shaft 30 has grooves 31 identical to the grooves on the shaft 24, so that the universal joint 25 can be easily mounted on this shaft. As a result, the engine torque is transmitted by the element 28, the teeth 34, the shaft 30 and the grooves 31 to the universal joint 25 from where it is transmitted in the usual manner to the axle 12.
In order to enclose the organs of the device animated by a
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rotary movement, a housing 35, stamped in the shape of a cup, is secured above the end of the shaft 24 by a series of bolts 36 usually used to secure the universal joint housing 22 to the rear of the housing speeds. In the housing 35 is arranged an axial sleeve in which the shaft 30 extends, a felt stuffing 37 being disposed inside said housing. A hemispherical housing 38 is similarly attached to the front face of the universal seal housing 22 and extends forward of the latter, this housing also having an integral sleeve 39 into which the shaft 30 penetrates. felt washer 40 is arranged in the sleeve 39.
A tubular casing 41, extending between the felt washers 37 and 40, is held in place around the shaft 30 by means of these washers. The ends of this casing, penetrating a certain distance into the adjacent sleeves, are slightly conical or of reduced diameter, in order to facilitate assembly of the device. It will be noted that there remains a considerable clearance space between the shaft 30 and the casing 41, as well as between the latter and the sleeves into which it enters, which allows limited angular movement between these members, without cause jamming. Two annular ribs 42 are formed around the housing 41, one of which is near each felt washer, in order to prevent excessive longitudinal displacement of this housing.
Since the felt washers 37 and 40 are very flexible, the vibratory movement, in an arc of a circle, of the gearbox 19 can be included within the limits of movement allowed by these washers. Thus, the invention makes it possible to establish a simple and economical construction, consisting practically only of three inexpensive pressed steel pieces and serving to
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fully enclose the propeller shaft extension and the universal joint.
Among the many advantages resulting from the present invention, it should be mentioned that it enables a simple, durable and inexpensive extension shaft to be established, whereby the wheelbase of an automobile chassis can be achieved. easily lengthened without the purchase of a new rear axle - push tube assembly. Further, the improved extension shaft and housing of the invention compensate for the oscillatory motion of the transmission in vehicles in which the engine is resiliently mounted. This oscillatory motion can occur without the application of a second universal joint or ball joints.
Certain modifications may be made to the arrangement, construction and combination of the various members of the improved device according to the invention without departing from the spirit thereof, and the claims which follow are intended to cover all modifications which may occur. be reasonably included within the scope of said invention.
CLAIMS.
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1 - A method of modifying the wheelbase of a motor vehicle, consisting in inserting a shaft and an extension housing between the front end of the push tube and the rear end of the gearbox.