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"Mécanisme de roue libre pour voitures automo- biles ou autres applioations."
La présente invention se rapporte à un mécanisme de roue libre pour voitures automobiles ou autres applications industriel. les présentant l'avantage par rapport aux dispositifs connus et actuellement en usage, de supprimerl'entraînement par galets, bil-
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les, cliquets ou autres organes lequel soumet les pièces à des efforti de compression auxquels il leur est difticile de résister.
La caractéristique principale de l'invention réside dans le fait que ce mécanisme comporte une noix mobile à double clavetage pouvant se déplacer axialement de telle façon que lorsque l'arbre moteur tourne plus vite que l'arbre récepteur, les deux clavetages sont en prise et les arbres solidaires tandis que lorsque l'arbre récepteur tourne plus vite que l'arbre moteur, la noix entraînée au- tomatiquement se dégage du clavetage de l'arbre moteur et n'est plus solidaire de l'arbre récepteur.
Le déplacement axial de cette noix d'entraînement est oom- mandé ainsi automatiquement par l'arbre moteur en marche normale et par l'arbre récepteur en roue libre.
Il est bien entendu que le mécanisme de roue libre basé sur la caractéristique ci-dessus pourra être conçu différemment sui- vant les applications industrielles auxquelles il sera destiné, les organes et en particulier la noix mobile pouvant être modifiés dans leurs formes et dimensions sans changer en rien aux principes nou- veaux sur lesquels reposent le présent brevet.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple deux formes de réalisation de l'invention applicables tout particulière- ment aux voitures automobiles.
D'après ces dessins,
La figure 1 est une coupe axiale du mécanisme de roue li- bre dans la position d'entratnement de l'arbre récepteur par l'arbre moteur, c'est à dire lorsque la voiture est entraînée par le moteur.,
La figure 2 est une coupe semblable mais dans la position de roue libre, c'est à dire lorsque l'arbre moteur tourne moins vite que l'arbre récepteur.
La figure 3 est une vue de face, suivant figure 1, côté de, l'arbre récepteur ou men.
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La figure 4 est une vue de face, suivant figure 1, coté . de l'arbre moteur.
La figure 5, une vue axiale, partie en coupe montrant le mécanisme au moyen duquel l'arbre moteur commande le déplacement axial de la noix d'entraînement, la position étant la même que cel- le représentée par figure 1.
La figure 6, une vue semblable mais dans la position suivant figure 1.
La figure 7, une vue en élévation de l'ensemble du méca- nisme.
Les figures 8 à 13 représentent les différents organes d'un mécanisme de roue libre suivant une seconde forme d'exécution.
'La figure 14 une vue d'un mécanisme suivant une troisiè- me forme d'exécution.
La figure 15, une coupe axiale d'un mécanisme de roue li- bre conforme à la figure 14 mais le dit mécanisas logé à l'intérieur de la queue du pignon à queue d'une boite de vitesse et
La figure 16, une vue extérieure du tube entratneur, par- tie en coupe.
D'après ces figures, le carter du mécanisme constitué par .les deux moitiés 3 et 3' est placé entre l'embrayage et la botte de vitesse, extérieurement ou intérieurement. La partie 1 est clavetée sur l'arbre récepteur ?, et comporte intérieurement un engrenage droit 18 et des logements 19 pour les ressorts de poussée 7 de la noix fi. L'autre partie 3' comporte un bottier cylindrique dans lequel vient coulisser par l'intermédiaire de clavettes 33 un man- chon 9, ce bottier étant muni-de boutonnières circulaires 21 desti- nées au passage des axes Il de la roue libre 10. Le manchon , in- fluencé par le ressort a comprend sur son pourtour deux ou trois rampes hélicoïdales 22 dans lesquelles passent les axes 11 de la roue libre 10.
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1 représente l'arbre moteur et 3 l'arbre récepteur, La partie cylindrique 14 de l'arbre moteur 1 repose sur le roulement à billes placé dans la partie 3 du carter, Cet arbre moteur compor- te en outre un engrenage à spirale 15, à pas à gauche, une portée cylindrique 16 contre laquelle s'appuye la roue libre la et un file- tage, pas à gauche sur lequel se monte l'écrou à frein 12 destiné à bloquer l'anneau intérieur de cette roue.
La noix d'entraînement 6 est taillée extérieurement en engrenage droit engrenant aveo l'engrenage la de la partie 3. Son alésage est taillé suivant un engrenage hélicoïdal ajusté à frotte- ment doux avec l'engenage en spirale 15 de l'arbre moteur 1. Enfin, la est une butée à billes logée dans la partie 3' du carter. Le mé- oanisme ainsi décrit peut être muni d'un balladeur à crabots ° pou- vant glisser sur les clavettes 12 et destiné à oondamner la roue li- bre au moyen d'un levier ou tout autre dispositif approprié.
Le fonotionnement est le suivant :lors de l'embrayage du moteur, l'arbre 1 tourne dans le sens de la flèche 24. La roue libre 10 entre immédiatement en action et par l'intermédiaire des axes 11 agissant sur les rampes hélicoïdales 22 déplace de droite à gauche le manchon 9. Le ressort a pousse la noix d'entraînement fi sur l'eenage hélicoïdal de l'arbre moteur. Cette noix tend à se visser sur cet engrenage mais la résistance des dents extérieure. s'appuyant contre les dents de l'engenage intérieur 18 de la par- tie a du carter transforme le mouvement de rotation en mouvement li. néaire axial jusqu'à ce que la noix bute contre la paroi de la part tie 3.
Les pièces sont alors dans la position représentée par la figure 1 et la rotation de l'arbre moteur est transmise à l'arbre récepteur qui est entraîné aveo le même vitesse.
Si maintenant, sans freiner la voiture, l'on abaisse brus. quement le régime du moteur, celle-ci continuera à rouler sur sa lancée et l'arbre récepteur tournera plus vite que l'arbre moteur.
Instantanément, et au moment précis où la vitesse de l'arbre moteur
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deviendra inférieure à celle de l'arbre récepteur, la noix d'entrat- nement 6 sollicitée par l'engrenage hélicoïdal d'une part et les denis extérieures d'autre part se déplacera de gauche à droite et d'elle même viendra se placer dans la position représentée par figure 2, c'est à dire en roue libre. Le manchon 2-reprendra sa position com- me le montre la figure 2.
Si l'on accélère le moteur, dès que sa vitesse sera supé- rieure à celle de l'arbre récepteur, les organes entreront en action comme décrit et les deux arbres 1 et a redeviendront solidaires.
Donc, en marche normale, lorsque le moteur tire la voiture, le dé- placement de.la noix rend les arbres solidaires en marche en roue libre, la voiture marchant sur sa lancée, le déplacement de cette , noix rend les arbres indépendants d'un de l'autre. Les déplacements de cette noix sont donc obtenus automatiquement suivant les vites- ses des arbres.
Si l'on veut supprimer la roue libre, il suffit d'action- ner le balladeur ce qui provoque la liaison des deux arbres ± et 3 par l'intermédiaire du carter 3, 3'.
Les figures 8 à 13 représentent une seconde forme dtéxdou- tion de l'invention modifiée. Ce mécanisme comporte un axe 25' (fi- gure 8) qui constitue l'arbre récepteur. Dans l'extrémité creuse de cet axe sont aménagées trois saignées ou rainures en forme de bay. onnette comme le représente la figure 9 qui est une coupe suivant ligne A-B de figure 8. Cet axe est introduit dans le moyeu 28 d'un pignon 29 (figure 10) possédant intérieurement six dents 30 taillées en forme de spiroide. Comme représenté, le collet 27 de l'axe 25' (figure 8) repose contre la bride 31 du pignon 29, une rondelle 27' fixée au moyen de petites vis le maintenant dans cette position.
Sur cet axe 254 est glissée alors la noix 32 comportant trois clavettes rectilignes 33 (figures 12 et 13) qui glissent dans les rainures 26. Cette noix est taillée suivant une denture hélicor- dale 34 dont le pas correspond exactement à celui des dents 30 du
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pignon 29. Le moyeu 35 de cette noix vient s'engager entre les mâ- choires circulaires 36 pivotant autour des vis 37 et influencées par un ressort 38. Enfin un petit ressort 39 (figure 10) a pour but de maintenir la noix mobile 32 toujours pressé oontre les épaulements 26' (figure 8) des rainures à bayonnette 26 et d'aider en outre à ltaocouplement de la noix mobile 32 avec les dents 30 du pignon 29.
Si l'on suppose la noix mobile 32 dans la position de roue libre, ses trois olavettes 33 se trouvent placées au fond des rainu- res à bayonnettes 26, c'est à dire que l'axe 25' tourne plus lente- ment que le pignon 29. Le petit ressort 39 maintient cette noix 32 contre les épaulements 26' par l'intermédiaire de ses trois clavet- tes 33. Si maintenant, l'on accélère la rotation de l'axe 25', la noix 32. légèrement freinée sur le pourtour de son moyeu 35 par les mâchoires 36 tourne d'un tiers de tour de façon à venir présenter sa trois clavettes 33 devant les trois parties longitudinales des rai- nures 26, le ressort 39 se détendant provoque l'accouplement de la noix 32 qui glissant vers la gauche vient s'engager dans les dents 30 du pignon 29.
Ce pignon 29 peut faire corps avec l'arbre entraîné. Si maintenant l'arbre récepteur 25' se met à tourner plus vite que le pignon 29, la noix 32 soumise à l'action du frein 36 est ramenée dans sa position première provoquant ainsi le désaocouplement du pignon 29 et de la noix 32.
D'après la figure 14, l'arbre moteur 40 se termine par une fusée il dans laquelle est taillé un engrenage à pas rapide 42 l'extrémité 43 de cette fusée tournant dans une perforation ménagée dans l'arbre pécepteur 44. Sur cette fusée et devant l'engrenage 42 tourne folle la noix 45 munie dur son pourtour de deux clavettes opposées 46. Cette noix porte en outre quatre lamelles de freinage 47 rivées sur son pourtour et dont le, extrémités viennent frotter sur le collet 48 de l'arbre moteur 4Q. Un petit ressort 49 dit d'em' béguetage tend toujours à déplacer la noix 45 vers la gauche, Un
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chapeau 50 se vissant à l'extrémité de l'arbre récepteur 44 maintient l'arbre moteur 40 dans sa position.
Dans la partie creuse de l'arbre récepteur 44 sont taillées deux gorges en forme de bayonnette 51 placées diamétralement opposées L'on remarquera que la rampe 52 de ces gorges est légèrement inclinée de façon à faciliter l'embéguetage, c'est à dire l'accouplement de la noix 45 avec la partie filetée 42.
Dans la position représentée, l'axe 40 qui est l'axe moteur tourne moins vite que l'arbre . Dans cette position, la noix 45 tourne folle devant la partie filetée 42 de la fusée 41, le ressort 49 la maintenant appuyée contre les rampes 52 des rainures en bayon- nette 51, Dès que l'arbre 40 se met à tourner plus vite que 44, la @ noix 45 est entraînée, ses deux clavettes 46 glissant le long des rampes et lorsque ces clavettes viennent se présenter devant les parties 51' des rainures , le ressort 49 agissant provoque l'emé- quetage des deux filetages en contact. La noix 45 se déplace alors sans tourner le long de la partie de rainure 51' entraînée par la par tie filetée qui vient se visser dans elle.
Lors de ce mouvement linéaire, la noix 45 rencontre alors le ressort de rappel 53 qui est ,ainsi, bandé. Il s'en suit donc que 40 et 44 sont accouplés et tour- nent à la même vitesse de relation.
Si maintenant la vitesse de l'arbre 40 faiblit, l'arbre venant à tourner moins vite, la noix tend à se dévisser, c'est à dire à revenir dans sa position première. Ce mouvement est facili- té par la tension du ressort 53. La noix @e dévisse donc et arrivée à fin de course est ramenée dans sa position primitive prête à venir se visser de nouveau dans son filetage 42 dès que la vitesse des deux arbres 40 et 44 changera.
D'autres dispositions peuvent être également prévues pour l'utilisation du principe décrit dans en modifier les caractéristi- ques comme le montre les figures 15 et 16 dans lesquelles le mécanis- me est logé à l'intérieur de la queue du pignon de renvoi 56 de
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la botte de vitesse. La queue 55 de ce pignon porte une partie file- tée 57 dans laquelle peut venir se visser la noix mobile 58 guidée dans sa oourse axiale par des saignées ou rainures 59 pratiquées dans le tube entraîneur fiQ. Mitre ce tube entraîneur 60 et la queue 55 est disposé un ressort de butée fil prenant point d'appui sur l'écrou butée 62 vissé sur la partie filetée 62'.
Sur ce tube entraîneur 60 est fixé le moyeu du disque d'embrayage 62 sur lequel sont montra au moyen de la flasque 64 les disques d'embrayage 65. Tout l'ensem- ble est maintenu sur le carter de la botte de vitesse par un chapeau de roulement 66.
Les pièces sont représentées en marche à roue libre o'est à dire que l'arbre cotébotte de vitesse 55 tournant plus vite que l'arbre côté moteur, cet arbre 55 tourne librement dans la noix mo- bile 58, le tube entràtneur 60 n'étant pas actionné.
Si l'on accélère le moteur, au moment précis où le tube entraîneur 60 tourne plus vite que l'arbre 55, la noix 58 freinée par les frottoirs 70 constitués par des petites lamelles formant ressort se déplace le long d'une rampe 80 pour présenter ses parties saillantes 81 devant les saignées 59 du tube entratneur fiQ. La noix filetée soumise à l'aotion du petit ressort 71 se visse alors d'un demi-tour sur la partie filetée 52 de la queue 55 jusqu'à venir bu- ter au fond des saignées du tube entratneur en comprimant le ressort fil qui amortit tout choc d'accouplement. Si on abandonne la pédale d'accélération sans freiner la voiture, le mouvement inverse se pro- duit et 'la noix 58 reprend automatiquement sa place dans la coulle le mécanisme se trouve en roue libre.
En eflet, l'arbre 55 tournant plus vite que le tube entratneur, la noix mobile se dévisse d'abord en se déplaçant suivant un mouvement linéaire axial. Au moment où la noix 58 sort du filetage 57, les frottoirs 70 entrent en eu et par la friction qu'ils exercent sur le collet de l'arbre 5,5 la noix mobile 58 est entraînée par l'intermédiaire doses clavettes on par- ties saillantes 81 le long des rampes 80. Ce mouvement a pour effet ;
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de dégagea de l'espace nécessaire la noix 58 du filetage 57, le ressort 71 devenant alors sans effet puisque la noix vient s'appu- yer sur le méplat aménagé au bas des rampes 80.
L'on pourra combiner ce mécanisme décrit avec un disposi- tif de bloguage dans le but d'obtenir l'accouplement rigide de l'ar- bre moteur et de l'arbre entraîné. Ce dispositif pourrait être commandé du tableau de bord par l'intermédiaire d'un flexible ou d'une tirette ou par tour autre moyen approprié.
Le gros avantage de ce mécanisme réside dans le fait qu'il constitue un sevo débrayage évitant toute usure du disque ou de la butée d'embrayage permettant les changements de vitesse sans débrayer.
Il est bien entendu que les dentures hélicoïdales pour- raient être remplacées par tout filetage ou clavetage de forme hé- icotdale.