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PERFECTIONNEMENTS AUX TRANSMISSIONS
La présente invention se rapporte à des mécanismes de transmission et en particulier à des transmissions à changement automatique de vitesses.
L'invention a été représentée comme étant réalisée dans une transmission pour véhicules automobiles du type qui est ha- bituellement utilisé pour transmettre l'énergie du moteur aux roues-arrière avec des rapports variables de démultiplication.
De différents types de transmissions automatiques ont été construits jusqu'à présent, et on a préconisé une transmis- sion dans laquelle l'entrainement à vitesse élevée s'obtient en reliant directement l'arbre d'entrainment et l'arbre entrainé au moyen d'un embrayage qui es accouplé ou désaccouplé confor-
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mément aux variations du couple résistant. La commande de la petite vitesse comporte habituellement.un train d'engrenages pourvu d'un embrayage à roue libre qui relie l'arbre d'entrai- nenent à l'arbro entraîné au moyen de l'embrayage de telle façon que lorsque l'embrayage est désaccouplé, l'entraînement est ef- fectué par les engrenages de la petite vitesse.
Des transmis- sions de ce genre donnent satisfaction jusqu'à un certain point, mais dans le cas où on prévoit une deuxième vitesse, on se heurte à des difficultés à monter un embrayage à roue libre dans chacun des trains d'engrenages. Il arrive fréquemment que l'un ou l'au- tre des embrayages à roue libre n'est pas convenablement désac- couplé et un des buts de la présente invention consiste à donre r une transmission qui comporte au moins trois vitesses et dans laquelle se trouvent prévus des moyens qui produisent le désac- couplement de l'embrayage à roue libre monté dans le train d'en- grenages de la vitesse intermédiaire.
Un autre but de l'invention consiste à donner une trans- mission à changement automatique de vitesses dans laquelle trois vitesses au moins peuvent être engagées sélectivement conformé- ment aux variations de la charge et de la vitesse de l'arbre entrainé.
Un autre but de l'invention consiste à donnor un méca- nisme de transmission automatique ayant un rapport de démulti- plication élevé et plusieurs rapports plus bas de démultiplica- tion comportant des embrayages à roue libre, le fonctionnement de la roue libre au moins dans un de ces embrayages étant mis en action au moyen d'un dispositif commandé par la charge ap- pliquée à la commande de la petite vitesse.
Un autre but de l'invention consiste à donner un mé- canisme do tranamission automatique qui comporte plusieurs rap- ports de démultiplication différents ou de changements de vitesses, un au moins desdits changements de vitesses ayant lieu lorsque l'arbre d'entrainement et l'arore entraîné tour- nent à vitesse égale.
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Un autre out de l'invention est de donner une transmis- sion à changement automatique de vitesses qui comporte un embraya- ge à friction pour la commande de la grande vitesse, la mise en fonctionnement dudit embrayage à friction étant commandée par la charge exercée sur chacun des deux trains d'engrenages suscepti- bles de relier l'arbre d'entraînement à l'arbre entrainé à de i'aibles rapports d'entrainement.
Un autre but de l'invention consiste à donner un dispo- sitif de transmission à plusieurs vitesses pour un véhicule au- tomobile dans laquelle le régime du changement de vitesses varie conformément à la position d'un dispositif de commande du moteur, qui, dans la réalisation représentée sur les dessins, est consti- tué par le dispositifde commande du papillon du moteur.
Un autre but de l'invention consiste à donner une trans- mission à changement de vitesses pourvue d'un dispositif suscepti- ble de faire varier automatiquement le rapport de la transmission lors de la marcne-avant et qui comporte un dispositif à dépres- sion commanaé par le conducteur a-'in d'engager sélectivement une vitesse-arrière, un entraînement positif en avant ou un entrai- nement automatique en avant à plusieurs vitesses.
Un autre but de l'invention consiste à donner une trans- mission à changement automatique de vitesses pourvu d'un disposi- tif central de commande actionné par un fluide, destiné à engager l'entrainement automatique en avant, l'entrainement positif en avant, et la marche-arrière, leait dispositifunique de commande pouvant assurer au onoix la mise en fonctionnement ou la mise au repos de chacun desdits régimes d'entrainement. un autre but de l'invention consiste à donner une trans- mission à changement automatique de vitesses comportant une com- mande non automatique pour l'entraînement positif en avant,ladite commande pouvant être facilement mise en fonctionnement quelle . le, que soit la différence'de,vitesses qui subsiste entre l'arbre d'entraînement et 'l'arbre entraîné.
Les autres buts et objets de la présente invention ap-
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paraitront à tout homme de l'art de la description qui suit en se référant à certaines réalisations représentées sur les des- sins annexés et dans lesquels!
La figure 1 est une élévation en coupe de la transmis- sion perfectionnée, les organes étant représentés en prise di- recte;
La figure 2 est une coupe prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et représente la disposition de différents man- chons qui commandent la mise en fonctionnement de l'embrayage de la grand? vitesse et le désaccouplement de l'embrayage à roue libre de la vitesse intermédiaire;
La figure 3 est une élévation de la noix mobile qui est utilisée pour dégager l'embrayage à roue libre de la vi- tesse intermédiaire}
La figure 4 est une coupe de la noix représentée sur sur la figure 3;
La figure 5 est une coupe prise suivant la ligne 5-5 de la figure 1 et représente l'engrenage de la deuxième vitesse, dite vitesse intermédiaire, et l'embrayage à roue libre adjoint audit engrenage;
La figure 6 est une vue, partiellement en coupe, de l'embrayage à roue libre de la vitesse intermédiaire qui repr6- sente la construction de la cage qui produit le dégagement des rouleaux;
La figure 7 est une coupe prise suivant la ligne 7-7 de la figure 1 et représente l'engrenage de la première vitesse dite petite vitesse et la, roue libre adjointe audit engrenage;
La figure 9 est une vue du moyeu de l'engrenage de la deuxième vitesse et montre les ouvertures à travers lesquelles peuvent se projeter les ergots commandés par l'engrenage de la première vitesse, lendits ergots étant destinés à actionner la noix mobile;
La figure 9 est une coupe du moyeu représenté sur la figure s;
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La figure 10 est une vue à échelle plus grande d'une partie de la transmission représentée sur la figure 1, les or- ganes de ladite transmission étant montrés en position de repos;
La figure 11 est une vue analogue à la figure 10 et re- présente la position des organes lorsque la transmission fonction- ne en première vitesse, dite petite vitesse;
La figure 12 est une vue analogue aux figures 10 et 11 et représente la position des organes lorsque la transmission fonctionne en deuxième vitesse dite vitesse intermédiaire; vue La figure 13 est/une échelle plus grande d'une partie de la noix mobile et d'une partie de la cage destinées pour la mise en fonctionnement de l'embrayage à roue libre de la vitesse intermédiaire, les organes étant représentés comme étant bloqués dans une position dans laquelle le déplacement axial de la noix se trouve empêchée ladite position correspondant à celle qui est obtenue juste avant de passer de la première vitesse en deu- xième vitesse;
La figure 14 est une vue analogue à la figure 13 et représente la position de la noix et de la cage après que l'en- gagement de la deuxième vitesse a eu lieu;
La figure 15 est une vue en plan du dispositif à dépres- sion qui commande la mise en oeuvre de la marche-arrière, de l'entraînement positif, de la première vitesse et de la, mise au repos;
La figure 16 est une vue en bout des cylindres de com- mande à dépression et des conduits adjoints auxdits cylindres représentés sur la figure 15;
La figure 17 est une coupe prise suivant la ligne 17-17 de la figure 16;
La figure 18 est une coupe suivant la ligne 18-18 de la figure 16;
La figure 19 -est une vue en partie schématique prise suivant la ligne 19-19 de la figure '0-5 et représente le méca- nisme de leviers destinés à assurer l'engagement des engrenages;
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La figure 20 est une coupe prise suivant la ligne 20-20 de la figure 1;
La figure 21 est une coupe prise suivant la ligne 21-21 de la figure 1 et représente une partie de l'organe denté mobi- le destiné à mettre en oeuvre au ciioix soit l'entrainement auto- matique en avant soit l'entraînement positif en avant;
La figure 22 est une coupe prise suivant la ligne 22-22 de la ligure 20;
La figure 23 est une élévation en coupe d'une réalisation légèrement différente de l'invention et représente un dispositif actionné à dépression destiné à faire varier l'action de l'em- brayage de la grande vitesse conformément à la position du papil- lon ;
La figure 24 est une vue en plan qui représente l'arran- gement des organes actionnés par la dépression destinés à faire varier l'action de l'embrayage de la grande vitesse conformément à la position du papillon;
La figure 25 est une élévation qui représente les organes qui relient le dispositif de commande de l'embrayage de la grande vitesse représenté sur la figure 23 à la pédale d'accélérateur du moteur à combustion interne.
En se référant aux dessina, en particulier à la figure 1, on voit que l'énergie du moteur, c'est à dire la rotation de l'ar- bre d'entrainemont 10 est transmise à l'arbre entrainé 11 par plusieurs mécanismes de démultiplication, qui comportent l'em- orayage de la grande vitesse 12, l'engrenage de la deuxième vi- tesse 13, dite vitesse intermédiaire, et l'engrenage de la pre- mière vitesse ou de la petite vitesse 14, l'arbre entrainé 11 étant normalement relié à l'arbre de commande 16 au moyen d'un or;;aile d'accouplement coulissant 17 qui est claveté en 18 sur l'arbro de commande et est pourvu de dents 19 qui sont en prise avec des dont- similaires prévuen sur l'organe d'entrainement 22 monté sur l'arbre entrainé 11.
L'embrayage de la grande vitesse 12 comporte une série
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de disques d'entrainement et une série de disques entraînésres- pectivement désignés en 23 et 24; les disques 24 sont clavetés au logement d'embrayage 26 de façon à pouvoir coulisser, tandis que les disques 23 sont clavetés sur l'arbre d'entrainement 10 égale- ment de façon à pouvoir coulisser.
L'accouplement des disques 23 et 24 a lieu au moyen des poids centrifuges 27 et 28, étant enten- du que les poids 27 et 28 sont disposes à des distances angulai- res égales par rapport au logement de l'embrayage, les poids 27 étant montés alternativement avec les poids 28, des ressorts 29 étant prévus sur les poids 28, de façon à les pousser vers l'exté- rieur pour engager les disques 23 et 24 de façon à ce qu'un léger frottement par contact s'établisse entre lesdits disqueso Les au- tres poids 27 ne comportent pas de préférence de ressorts et lors- que la transmission est au repos lesdits poids vont occuper la position représentée sur la figure 10, de sorte que l'organe amortisseur 31 se trouve au contact de la cage 32.
Les poids 27 et 28 agissent de préférence par l'intermédiaire de la plaque à pression élastique 33 qui se trouve normalement poussée à droite, comme représenté sur la figure 1, au moyen de ressorts 34 qui peuvent être comprimés jusqu'à ce que la plaque 33 s'engage avec la plaque 38, le mouvement ultérieur des poids 27 et 28 vers l'ex- térieur étant arrêté par le fait que leur contact avec la ron- delle 40 qui/est fixée sur un manchon 61 claveté sur l'arbre 11.
Le mouvement du mancnon 61 vers la droite est limité comme re- présenté sur la figure 1 par le fait de l'engagement de la plaque
40 avec l'extrémité filetée 57 du moyeu 41 qui est empêché de se déplacer grâce aux organes cylindriques 60 qui entourent le man- chon 62, et qui sont logés dans de s logements annulaires prévus dans les moyeux 41 et 63, le dernier moyeu butant contre l'organe
22 qui est maintenu en place sur l'arbre 11 au moyen de l'épaule- ment 42 et du palier 45.
Le mécanisme de la deuxième vitesse 13 comporte un pi- gnon 39 et un moyeu 41 entre lesquels se trouve montée une série de rouleaux 30 qui peuvent être coincés entre le pignon 39 et le
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moyeu 41 lorsque le pignon 39 fonctionne comme organe d'entraine- ment, le moyeu 41 pouvant toutefois être dégagé dudit pignon afin de tourner à une vitesse plus grande dans le cas où la vi- tesse du moyeu est supérieure à celle du=pignon, Les rouleaux 30 sont normalement poussés dans leur position d'entraînement au moyen de ressorts,43 disposés sur les extrémités opposées de l'er- got de guidage 44, lesdits ergots et lesdits ressorts étant montés dans une cage 32 qui peut entrainer positivement les rouleaux 30 à gauche, commo représenté sur la figure 5,
par lefaitque les rouleaux 30 sont maintenus dans les rainures 46 sans que lesdits rouleaux viennent au contact du pignon 39, de sorte qu'une liai- son d'entrainement ne s'établit pas entre lepignon et lemoyeu.
La cage 32 est maintenue en place de façon à co qu'elle ne puisse pas se déplacer en direction longitudinale au moyen d'un collier de verrouillage 49 et d'un organe cylindrique rainuré 60 qui bute contre le logement 26; la cage est pourvue de filets internes 52 qui s'engagent avec des filets analogues prévus sur une noix mo- oile 53 qui se trouve normalement poussée à gauche au moyen du ressort 54. La noix 53 est également pourvue de filets internes
56 qui coopérent avec des filets externes 57 formés dans une por- tée qui se projette du moyeu 41 et qui à son tour est pourvue de filets internes 58 qui coopèrent avec des filets externes 59 l'or- més sur un manchon 61 claveté sur l'arore entrainé 11.
Le manchon
61 bute contre un manchon fileté analogue 62 qui s'engage avec les filets prévus dans le moyeu 63 du dispositif de la première vitesse, dite petite vitesse 14.
Le pignon 67 du dispositif de la première vitesse qui engrène avec le pignon 70 est relié au moyeu 63 au moyen d'un em- brayage à roue libre, comne représenté sur la figure 7, ledit embrayage comportant des rouleaux 71 qui sont maintenus en place au moyen des organes d'écartement 65 et qui sont normalement pous- sés à droite, comme on le voit sur la figure 7, au moyen des ma- crioires 72 ot des ressorts 73, disposés sur les côtés opposés d'un ergot de guidage 74 qui coulisse dans un support 76 fixé au
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moyeu 63.
L'emurayage à roue libre prévu dans le pignon de la première vitesse fonctionne de la même façon que les dispositifs bien connus de cegenre, de sorte que l'entraînement peut, dans certaines conditions, avoir lieu au moyen du pignon de la pre- mière vitesse 67, de façon à ce que le moyeu 63 puisse tourner à une plus grande vitesse que leuit pignon lorsque la vitesse de l'arbre entrainé est supérieure à la vitesse dudit pignono
Le mécanisme décrit ci-dessus fonctionne comme suit:
Lorsque l'arbre moteur 10 tourne et les poids 27 et 28 ont été chassés vers l'extérieur à une distance suffisante de façon à engager les disques d'embrayage 23 et 24, l'entrainement sera transmis par l'embrayage directement à l'arbre 11 et à l'ar- bre de commande 16 au moyen de l'organe d'accouplement 17 qui se trouve dans la position d'entrainement automatique en avant, com- me représenté sur la figure 1.
Dans lecas où lecouplerésistant de l'arbre de comman- de 16 et de l'arbre entrainé 11 augmente au-dessus d'une valeur déterminée, l'embrayage de la grande vitesse glissera légèrement et par le fait des filets 58 et 59 le manchon 61 est poussé à gauche, comme représenté sur la figure 1, de façon à venir dans la position représentée sur la figure 12, les poids 27 et 28 étant chassés vers l'intérieur de façon à ce qu'un désaccouple- ment de l'embrayage se produise et que 1'entraînement ait lieu au moyen du pignon de la deuxième vitesse 13, l'entrainement ayant lieu de l'arbre 10 par les pignons 76,77 et 78 au pignon 39 qui est fixé sur l'arbre entrainé 11 au moyen des organes filetés 58 et 59, et au manchon 61 claveté sur l'arbre entrainé 11.
Dans ces conditions, le dispositif de deuxième vitesse 13 peut entrainer l'arbre de commande 16 à une vitesse plus grande que le dispositif de première ou de petite vitesse 14 par le fait de l'embrayage'à roue libre monté dans ce dernier dispositif.
La noix 53 a été poussée à droite par les poids lors de l'entrai- nement à grande vitesse et reste dans cette position lors de l'entrainement à deuxième vitesse parce que l'embrayage à rouleaux se trouve dans la position d'entraînement et que leressort 54 n'a
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pas la force suffisante pour pousser la noix 53 à gauche et faire tourner la cage 32 de façon à dégager les rouleaux lorsque l'en- trainement a lieu au moyen de l'embrayage de la deuxième vitesse.
Dans le cas où le couple résistant de l'arbre de comman- de 16 et de l'arbre entraîné 11 augmente encore, et lorsqu'il est désira:,le d'engager la première vitesse, l'entrainement en deuxiè- me vitesse cesse d'avoir lieu par le fait que l'on ferme momenta- nément le papillon.
Les rouleaux de l'embrayage à roue libre sont alors dégagés sous l'influence du ressort 54 qui surmonte alors la résistance de la force centrifuge des poids 27 et fait tourner la cage 32d La rotation de la cage est produite par le fait que la partie filetée 52 coopère avec les filets externes de la noix 53, la translation de la noix étant empêchéepar les colliers 49, de sorte que ladite cage sera mise en rotation par le i'ait du mouvement axial de la noix 53 vers la gauche qui se produit sous l'effet du ressort 54. Lorsque l'on ouvre le papillon, l'organe 62 sora déplacé à gauche par le fait que les filets 81 coopèrent avec les filets 82 de façon à venir dans la position représen- tée sur la figure Il.
L'embrayage à roue libre du dispositif de la deuxième vitesse 13 sera rendu inopérant sous l'action des ergots 84 qui sont fixés sur l'organe 62 et qui se projettent à travers les rainures 85 prévues dans le deuxième moyeu 41, de sorte que les ergots 84 peuvent venir au contact de la noix 53 de façon à la pousser à gauone. La noix 53 est pourvue de filets externes 52 qui coopèrent avec des filets analogues prévus dans la cage 32 et il résulte de ce fait que par suite du mouvement axial de la noix 53, la cage 32 sera amenée à tourner de la fa- çon indiquée en se ré érant à, la figure 5, de sorte que les rou- leaux 30 seront amenés dans les rainures 40 de façon à ce qu'ils deviennent inopérants.
Le désaccouplement de l'embrayage à roue libre do la vitesse interméuiaire produit par le dispositifde la première vitesse ont considéré comme éant de très grande importance, étant donné le fait que dans les transmissions qui ont été construites jusqu'à présent, les deux embrayages à roue libre qui ont été montés dans les trains d'engrenages pouvaient
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être engagés simultanément de sorte que la transmission pouvait être sérieusement endommagée.
Dans le cas où le couple résistant de l'arbre entrainé diminue, l'action a lieu dans le sens inverse, de sorte que l'en- traînement sera pris en charge à un moment donné par le dispositif de deuxième vitesse 13, et dans le cas ou le couple résistant ve- nait à diminuer encore, l'action centrifuge des poids 27 et 28 vaincra la poussée axiale de l'organe 61, de sorte que l'embrayage de la grande vitesse sera engagé de façon à ce que les arbres soient directement reliés l'un à l'autre.
L'opération de changement de la petite vitesse à la vi- tesse intermédiaire a lieu comme suit; En se référant à la figure Il dans laquelle les organes sont représentés comme étant en po- sition de la petite vitesse, la diminution du couple résistant produira une diminution de poussée des organes 61 et 62, de sorte qu'ils seront déplacés à droite au moyen des poids 28 qui peuvent se déplacer librement dans les rainures 90 prévues dans la noix 53.
Les poids 27 ont une tendance à déplacer la noix 53 vers la droite de la position représentée sur la figure Il, mais ce mou- vement se trouve provisoirement empêché par un dispositif d'ar- rêt qui sera décrit plus complètement ci-dessous, tant que la vitesse de l'arbre entrainé ne dépasse pas celle du pignon d'en- trainement. Dès que la vitesse dû pignon d'entrainement dépasse celle de l'arbre entrainé, les poids 27 déplacent la noix 53 dans la position représentée sur la figure 12, de sorte que la cage 32 est mise en rotation de façon à tourner à droite comme représenté sur la figure 5, de façon à engager les rouleaux 30 de la deuxième vitesse.
L'entrainement peut alors avoir lieu par l'intermédiaire du pignon de deuxième vitesse et par le fait qu'il s'engage avec les filets de la noix 61, ladite noix est poussée à gauche de façon à amener les poids 27 et 28 dans la . position représentée'sur la figure 126 La transmission a lieu alors en deuxième vitesse, dite vitesse intermédiaire, le pignon de première vitesse étant en position de désembrayage et restant
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dans cette position lorsque le couple résistant continue à dimi- nuer. ans la position de deuxième vitesse, la noix 53 est pous- sée à gauche au moyen des ressorts! 54;
ladite noix ne peut ce- pendant pas déplacer les rouleaux 30 lorsque l'entraînement a lieu par l'intermédiaire desdits rouleaux et ne peut pas être déplacée par le ressort tant que la charge appliquée à l'arbre entrainé est faible. Lorsque la transmission est au reposs comme représenté sur la figure 10, la charge exercée sur l'embrayage à roue libre de la deuxième vitesse a été supprimée, et la noix
53 a été déplacée à gaucne au moyen du ressort 54 dans la po- sition représentée, la deuxième vitesse étant dégagée positivement chaque fois que la transmission est arrêtée, et 'on remarquera que si l'arbre entrainé est mis en rotation à petite vitesse lorsque le moteur est mis en marche,
l'embrayage 12 sera engagé ' uniquement par le fait de la légère pression exercée par les poids 28 cnargés des ressorts, de sorte que pour toute valeur du couple résistant supérieure à un minimum déterminé, le véhi- cule sur lequel se trouve utilisée la transmission en question sera mis en marche en première vitesse. Le changement de la deu- xième vitesse en grande vitesse, dite troisième vitesse, se produit lorsque le couple résistant de l'arbre entrainé diminue jusqu'à ce que la force centrifuge des poids 27 et 28 soit suf- fisante pour vaincre la résistance de la poussée produite par la noix 61, à quel moment ils vont être chassés vers l'extérieur de façon à venir dans la position représentée sur la figure 1 et engager l'embrayage à disque 12.
En grande vitesse, dite troisième vitesse, les engrenages de la première vitesse et de la vitesse intermédiaire pourront tourner grâce aux embrayages à roue libre représentés sur les figures 5 et 7.
Lorsque le changement de la petite vitesse en deuxième vitesse, dite vitesse intermédiaire, a lieu, il arrive quelque- foisque le pignon intermédiaires'engage de façon trop brusque et que l'arbre entrainé tourne alors à une vitesse élevée, de sorte que l'engagement de la vitesse produit une secousse dans
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le mouvement du véhicule.
La présente invention donne des moyens grâce auxquels l'engagement de la seconde vitesse se trouve em- pêche tant que la vitesse de l'arbre entrainé n'a pas atteint sensiblement la vitesse qui sera communiquée par le dispositif de la deuxième vitesse. Afin d'empêcher l'engagement du disposi- tif de la deuxième vitesse, la noix 53 est pourvue de dents hélicoïdales 86 dont l'épaisseur est plus faible sur une partie de 'leur longueur, comme représenté sur la figure 3, l'endroit à la dent de l'union de la partie mince de la dent/normale formant un épau- lement 87 qui s'engage avec les dents 52 de la cage 32, de sorte que la noix 53 est empêchée de se déplacer à droite, de façon à amener la cage 32 dans la position d'entrainement.
La position occupée par la cage et par la noix lorsque le dispositif de la première vitesse est mis hors d'action se trouve représentée sur la figure 13, et cette position se trouve maintenue jusqu'à ce que la vitesse de l'arbre entrainé diminue par le fait que l'on ferme le papillon, une rotation de la noix ayant alors lieu par rapport à la cage, de sorte que l'épaulement 87 se dégagera des dents 52 et que la noix sera déplacée à droite comme représenté sur la figure 14, le mouvement de la noix 53 ayant lieu par le fait que les poids 27 viennent au contact de la portée 91 prévue sur ladite noix. Il est à noter que le mouvement des poids 28 ne peut pas déplacer l'organe 53 par le fait des rainures 90 prévues dans la portée 91, les becs des poids. 25 pouvant toujours s'engager librement dans lesdites rainures.
Lors de l'emploi de ladite transmission et lorsque l'on descend une cote, l'entrainement peut être directement transmis par l'arbre de commande 16 à l'arbre d'entrainement 10 au moyen de l'embrayage à prise directe. pans les transmissions ordinaires, non automatiques, le moteur peut être utilisé comme frein lors- que l'on descend des .pentes rapides, mais dans la transmission suivant la présente invention, les embrayages à roue libre em- pécheront l'emploi du moteur comme frein lorsque l'on se trouve dans une des petites vitesses;
des moyens ont été prévus par
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conséquent pour relier l'arbre de commande 16 à l'arbre d'entrai- nement 10 au moyen d'un mécanisme dentrainement positif de sorte que le moteur peut fonctionner oomme frein lors de la conduite en une des petites vitesses. Pans le cas où l'on désire engager un entraînement positif à une petite vitesse, l'organe mobile 17 est déplacé à droite comme représenté sur la figure 1, dans la position dans laquelle les dents 92 viennent en prise avec les dents 93 prévues sur le pignon 94 qui est monté de façon à pouvoir tournor sur l'arbre de commande 16 par l'intermédiaire des pa- liers 96, dans laquelle position l'arbre de commande est directe- ment relié à l'arbre d'entraînement 10 par les pignons 94, 97, 77 et 76.
Il est bien entendu que, par le fait que l'organe d'accou- plement 17 est déplacé à droite, les dents 19 sont dégagées de l'organe 22 de façon à ceque l'arbre de commande 16 soit dégagé de l'arbre entraîné 11.
Par le fait que le pignon 94 est monté sur l'arbre de commando 16, do façon à pouvoir tourner sur ledit arbre à une vitesse différente de celle dudit arbre, il résulte que dans certaines conditions, les dents 92 viendraient difficilement en prise avec les dents 93. Etant donné qu'il est primordial que l'engagement de l'entraînement positif puisse avoir lieu facile- ment à n'importe quelle vitesse, un dispositif syhchronisateur cetprévu qui comporta un organe de coincement 101 ayant une surface à friction 102 disposée de façon à coopérer avec une surlese analogue prévue sur le pignon 94; l'organe-101 est cla- voté sur l'arbre de commande 16. Le déplacement de l'organe 17 est accompli par un déulacoment axial d'une tige mobile 103 à laquelle est relié l'étrier 104.
Par le fait du déplacement initial de la tige 103 vers la droite, la surface formant came
106 prévue sur ladite tige s'engage avec un rouleau la'? de façon à faire pivoter vers l'organe la l'organe 108 i'ormant étrier, la monté à pivot sur la boite de/transmission en 111; ledit organe
101 est poussé de ce fait en engagement par friction avec le pignon 94, les mâchoires 109 étant montées à pivot sur l'étrier
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108 au moyen des ergots 110 et étant pourvues de rainures qui s'engagent avec la jante 112 de l'organe de friction 101.
L'or- gane de friction 101 est pourvu de parties évidées 114, tandis que certaines dents 92 sont enlevées sur l'organe mobile 17, de manière analogue à celle représentée en 116 sur la figure 21, de sorte que lorsque l'organe 17 à été synchronisé avec le pignon 94, les dents 92 passent à travers les ouvertures 114, l'enga- gement de l'organe 17 n'étant pas empêché par les parties 118 qui se projettent vers l'intérieur de l'organe de friction, grâ- ce aux parties coupées 116, étant entendu que les organes 17 et
101 sont tous les deux clavetés sur l'arbre 16 et que la posi- tion des parties qui se projettent de l'un des organes coïncide avec la position des parties évidées prévues dans l'autre orga- ne.
La marche-arrière du véhicule est obtenue en poussant le pignon-arrière 121 à droite comme représenté sur la figure 1, de façon à ce qu'il vienne en prise avec un pignon de rapport
122, montré schématiquement sur la figure 19, ledit pignon de rapport étant en prise constante avec les dents 124 prévues sur l'organe d'accouplement 17.
On remarquera que le fonctionnement de l'embrayage de la grande vitesse décrit ci-dessus est en partie commandé par la vitesse de l'arbre entrainé, et dans certaines conditions, il est désirable de modifier le régime de l'embrayage en rapport avec l'ouverture du papillon, de sorte que lorsque le papillon se trouve fermé, la force d'entrainement exeruée par l'embrayage augmente et que les organes de transmission ont une tendance à rester en prise à grande vitesse lorsque le papillon est ferméo
Ceci a un intérêt particulier lors de la conduite du véhicule en ville, étant donné qu'il est évident que le conducteur pré- fère toujours rester en prise à grande vitesse.
Il n'est pas nécessaire de procéder à un changement de vitesse lorsque le pa- pillon est fermé, par le fait que si l'on désire augmenter le couple moteur, on peut l'obtenir en ouvrant le papillon.
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Sur la figure 23 ent montré un dispositif destiné à modifier l'action dec poids 27 et 28 confòrmément à la position du papillon, ledit dispositif étant constitue par un manchon 131 ayant une aurfaco conique interne 132 qui s'engage avec les poids et limite leur mouvement vers l'extérieure Le manchon 131 est déplacé par un étrier 133 fixé à une tige 134 susceptible de cou- lisser en direction axiale par rapport à l'embrayage au moyen d'un levier 136 rixe à une tige de piston 137. Le levier 136 est normalement maintenu au moyen du ressort 138 dans une position telle que le manchon 131 est dégagé des poids centrifugea tout en pouvant pousser lesdits poids à droite, comme représenté sur la figure 24, lorsque le papillon 139 a été ouvort par la pédale de l'accélérateur 141.
Le mouvement initial de la pédale d'accélé- rateur n'influence pas le-fonctionnement du manchon 131 tant que l'ergot 142 de la tringle143 ne ;:'engage pas contre l'extrémité de la rainure 144 prévue dans une tige 147 qui commande une sou- pape à dépression désignée dans son ensemble par 146, Lorsque le pivot 142 a atteint le bout extérieur de la rainure 144, tout déplacement ultérieur de la pédale d'accélérateur tire sur la tige 147 à laquelle se trouve attachée une membrane flexible 148 et la tige vers l'extérieur de façon à ce qu'elle se dégage de son siège annulaire 149, de sorte que la dépression qui règne dans la tubulure d'admission 151 peut se propager dans le com- partiment annulaire 154 par les tuyaux 152 et 153;
la dépression se propage ensuite au-delà du siège annulaire 149 et communique avec le cylindre 156 au moyen du. tuyau 157. Etant donné le fait que la dépression qui règne dans la tubulure d'admission 151 est parfois trop basse pour actionner le piston 159, il est préféra- ble de monter une pompe à dépression 161 destinée à augmenter la dépression qui règne à l'admission de sorte que le piston 159 peut fonctionner, quelle que soit la dépression à l'admission.
La pompe 161 peut être de tout type voulu, la pompe représentée sur le dessin étant du type bien connu à membrane, actionnée par une came 162 fixée sur l'arbre 163 qui est commandée par
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toute source appropriée d'énergie, par exemplepar le moteur (non représenté).
Lorsque le cylindre 156 est reliéà la dépression, le piston 159 est tiré à gaucne comme représenté sur la figure 24, et pousse le manchon 131 à droite, comme représenté sur la figure 23, de sorte que les poids 27 et 28 sont poussés vers l'intérieur au moyen de la surface conique 132, la pression exercée sur les disques d'embrayage étant de ce fait sensiblement diminuée de façon à ce qu'un changement de vitesse puisse avoir lieu, qui se produirait normalement lorsque le couple aurait atteint une va- leur beaucoup plus grande. La face extérieure du piston 159 est reliée à l'atmosphère au moyen d'un passage 259 et d'ouvertures 260 et 261 qui forment un passage sinueux afin d'éliminer toute poussière du cylindre 156.
Le piston retourne dans la position représentée sur le dessin, sous l'action du ressort 138 lorsque l'air sous pression atmosphérique pénètre dans le cylindre 156 par la soupape 146. Il est prérérable de s'arranger pour que le cylindre 156 soit réglable au moyen d'un arbre lileté 169 qui est de préférence relié à pivot en 171 à un bras 164 fixé à la boite de la transmission 166 au moyen de la vis 167. Le cylindre 156 peut avantageusement pivoter de façon à éviter une flexion de l'arbre 137 dans la boîte à bourrage 172, le tuyau 157 étant de préférence flexible de façon à ce qu'un mouvement relatif puisse avoir lieu entre le cylindre 156 et la soupape à dépres- sion 146/ /tant donné que dans les transmissions automatiques, la majeure partie des changements de vitesses a lieu sans qu'une manoeuvre soit effectuée par le conducteur,
il est désirable de supprimer tous les leviers de la cabine du conducteur. Par con- séquent, la présente'invention donne des moyens actionnés à dé- pression, qui permettent de passer de la position automatique d'entrainement à la position d'entrainement positif, ainsi que pour mettre en action la marche-arrièreo. Les changements de vi- tesses ont lieu de préférence de façon sélective au moyen d'un
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organe de commanae central qui peut être-disposé dans un endroit approprié, de façon à ne pas gêner le conducteur, notamment, dans un endroit autre que la plaque de bord du vénicule.
Un dispositif approprié pour réaliser les manoeuvres ci- dessus est représenté sur les figures 15, 16, 17 et 19, dans lesquelles l'arbre 103 est relié à un levier 181, dont une extré- mité s'engage dans la rainure 182 et dont l'autre extrémité est reliée à pivot en 183 à une tige 184 ayant un piston 186 fixé à ladite tige, le dit piston étant monté de façon à pouvoir cou- lisser dans le cylindre à dépression 187. Le cylindre à dépres- sion 187 est pourvu de troisorifices 188, 189 et 191, pouvant être relié sélectivement à la chambre à- dépression 192 qui se trouve toujours reliée à la tubulure d'admission 151 au moyen du tuyau 193, comme représenté de façon schématique sur la figure 25.
Dans la position représentée sur la ligure 15, la trans- mission est au repos, mais si on veut engager la vitesse qui assure l'entraînement automatique en avant, la câble Bowden 194 est tiré vers la gaucne, comme représenté sur la rigure 15, de sorte que la tige creuse 196 est également tirée à gauche jus- qu'à ce que le collier 197 s'engage contre l'extrémité du mana chon 198, ledit manchon étant de ce fait également tiré à gau- che jusqu'à ce que la rainure annulaire 199 coïncide avec l'ori- fice 201 et l'orifice 188, la dépression pouvant de ce fait se propager par l'orifice 201 à travers la rainure annulaire 199 et l'orifice 188 dans le compartiment qui se trouve du cote droit du piston 186,
de sorte que le levier 181 pivote à droite dans la position représentée en pointillé, qui correspond à la position d'engagement de la vitesse qui assure l'entraînement automatique en avant, ladite position étant représentée sur la figure 1. Dans cette position, la pression atmosphérique est appliquée à la face gaucue du piston par l'ouverture 206, les ori@ices 210 et 214, la rainure 213 et l'orifice 191.
Dans le cas ou l'on désirerait engager la vitesse
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qui assure l'entraînement positif en avant, le manchon 198 est poussé à droite par un mouvement correspondant de la tige 196 et du collier 202, ae façon à ce que ledit mancnon vienne dans une position dans laquelle la rainure 209 coïncide avec les ori- fices 313. 'et 191. Le côté gauche du piston est alors exposé à la dépression et le piston est déplacé à gauche de sorte que le le- droit vier 181 pivote à gauche. Le côté du piston se trouve relié, pen- dant le déplacement, à l'atmospnère au moyen des orifices 207 et 208, la rainure 212 et l'orifice 188.
La position de rppos est obtenue en déplaçant le mancnon 198 dans la position représentée sur la figure 15, l'orifice 189 étant relié à l'orifice 203 au moyen de la rainure 204. Le piston 186 sera alors amené dans la position centrale, dans laquelle l'oririce 189 est couvert par le piston et l'air sous pression atmosphérique a été admis sur le coté opposé dudit piston soit par l'orifice 207 soit par l'orifice 210; l'orifice qui sert pour l'admission de l'air dépend de la direction dans laquelle ledit manciion se déplace afin d'atteindre la position intermédiaire.
Il est à noter que la tige creuse 196 de même que le manchon 198 sont disposés de façon substantiellement symétrique en ce qui concerne la position de leurs orifices par rapport à leurs lignes centrales, et que la mise en fonctionnement des sou- papes est substantiellement la même dans chacune des positions extrêmes. Les rainures 212 et 213 communiquent avec les orifices 208 et 214, lesdits orifices étant reliés aux orifices de cylin- dres 188 ou 191, de façon à ce que cette communication soit assu- rée lorsque le manchon 198 se déplace pour une distance relati- vement grande dans n'importe quelle direction par rapport à sa position centrale représentée sur la figure 15. @ette construc- tion est rendue nécessaire par suite du jeu dans la liaison qui subsiste entre leManchon 198 et sa tige de commande 196.
L'engagement*du.pignon de la marche-arrière est obtenu par le déplacement de la tige 221 qui est reliée au levier 222 monté à pivot en 223 sur la boite de transmission et qui porte à son extrémité inférieure une fourche mobile 224 qui s'engage dans
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une rainure 225 prévue dans le pignon arrière 121. La tige de commande 221 s'engage avec l'extrémité en forme de bille du levier 227 monté à pivot sur la boite de la,transmission en 228 et dont l'extrémité opposée est reliée par une articulation 229 à la tige de piston 231. Un piston 232 est relié à la tige 231 et peut sui- vant le cas se déplacer à droite ou à gauche, sous l'effet de la dépression qui peut être sélectivement appliquée aux côtés oppo- sés du piston au moyen des orifices 233 et 234 prévus dans le cylindre 236.
Le pignon arrière est montré corme étant dégagé, dans laquelle position le piston 232 a été déplacé à gaucne au moyen du dispositif de comnande représenté sur la figure 17, de sorte que la dépression se propage du tuyau 238 dans la chambre 239 et sur le coté gauche du piston 232 par l'intermédiaire des orifices 241 et 242 prévus dans la soupape formant coulis- seau 243, l'air atmosphérique étant admis sur le côté droit dudit piston par l'orifice 233 et la rainure 244.
mana le cas où l'on désirerait engager la marche-arrière, la soupape 243 est déplacée à droite jusqu'à ce que la position de l'orifice 246 coïncide avec la position des orifices 247 et 233, la dépression ayant accès dans cette position dans le com- partiment qui se trouve à droite du piston 232, l'air sous pres- sion atmosphérique ayant accès dans le compartiment qui se trou- ve à gauche duditpiston au moyen de la partie mince 248 qui se trouve alors alignée avec l'orifice 234. Dans la position de marche-arrière, le levier 227 occupera une position angulaire correspondant à celle montrée en pointillé sur la figure 15, la tige 221 étant déplacée à gauche de façon à ce que le pignon de la marché arrière s'ongage aves lepignon de rapport 122.
Bien que certaines réalisations préférées de l'inven- tion aient été représentées et décrites, il est bien entenau que lésai'ces réalisations ne sont données qù'à titre d'exemple, l'invention n'étant pas limitée aux réalisations représentées.
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IMPROVEMENTS IN TRANSMISSIONS
The present invention relates to transmission mechanisms and in particular to automatic gearshift transmissions.
The invention has been shown to be embodied in a transmission for motor vehicles of the type which is usually used to transmit energy from the engine to the rear wheels with varying gear ratios.
Various types of automatic transmissions have been built heretofore, and a transmission has been advocated in which the high speed drive is obtained by directly connecting the drive shaft and the driven shaft by means of '' a clutch which is connected or disconnected according to
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to variations in the resistive torque. The low speed control usually comprises a gear train provided with a freewheel clutch which connects the drive shaft to the shaft driven by means of the clutch so that when the The clutch is disengaged, the drive is effected by the low speed gears.
Transmissions of this kind are satisfactory to a certain extent, but in the case where a second gear is provided, difficulties are encountered in fitting a freewheel clutch in each of the gear trains. It frequently happens that one or the other of the freewheel clutches is not suitably disconnected and one of the objects of the present invention is to provide a transmission which has at least three speeds and in which means are provided which produce the disengagement of the overrunning clutch mounted in the gear train of the intermediate speed.
Another object of the invention is to provide an automatic gear change transmission in which at least three gears can be selectively engaged in accordance with variations in the load and speed of the driven shaft.
Another object of the invention is to provide an automatic transmission mechanism having a high gear ratio and several lower gear ratios comprising freewheel clutches, the operation of the freewheel at least in one of these clutches being put into action by means of a device controlled by the load applied to the low speed control.
Another object of the invention is to provide an automatic transmission mechanism which comprises several different gear ratios or speed changes, at least one of said speed changes taking place when the drive shaft and the gear change. 'arore driven rotate at equal speed.
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Another out of the invention is to provide a transmission with automatic speed change which comprises a friction clutch for controlling the high speed, the operation of said friction clutch being controlled by the load exerted on it. each of the two gear trains capable of connecting the drive shaft to the driven shaft at low drive ratios.
Another object of the invention is to provide a multi-speed transmission device for a motor vehicle in which the speed of the speed change varies according to the position of an engine control device, which in the embodiment shown in the drawings is constituted by the device for controlling the engine throttle valve.
Another object of the invention is to provide a gear change transmission provided with a device capable of automatically varying the transmission ratio when driving forward and which comprises a vacuum device. controlled by the driver to selectively engage reverse gear, positive forward drive, or multi-speed automatic forward drive.
Another object of the invention is to provide an automatic gearshift transmission provided with a central control device actuated by a fluid, intended to engage the automatic drive forward, the positive drive forward. , and the reverse gear, leait unique control device being able to ensure the onoix the start-up or the put at rest of each of said drive regimes. another object of the invention consists in providing an automatic gear change transmission comprising a non-automatic control for the positive forward drive, said control being able to be easily put into operation. the, whatever the difference 'of, speeds which remain between the drive shaft and' the driven shaft.
The other objects and objects of the present invention apply.
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will appear to any person skilled in the art of the following description with reference to certain embodiments shown in the accompanying drawings and in which!
Figure 1 is a sectional elevation of the improved transmission with the members shown in direct engagement;
Figure 2 is a section taken on line 2-2 of Figure 1 and shows the arrangement of various sleeves which control the actuation of the clutch of the large? gear and uncoupling of the overrunning clutch from the intermediate gear;
Figure 3 is an elevation of the movable nut which is used to disengage the overrunning clutch from intermediate speed}
Figure 4 is a section through the nut shown in Figure 3;
FIG. 5 is a section taken along line 5-5 of FIG. 1 and represents the gear of the second gear, called intermediate gear, and the freewheel clutch associated with said gear;
Fig. 6 is a view, partially in section, of the intermediate gear overrunning clutch which shows the construction of the cage which provides clearance for the rollers;
FIG. 7 is a section taken along line 7-7 of FIG. 1 and represents the gear of the first speed called low speed and the freewheel attached to said gear;
FIG. 9 is a view of the hub of the gear of the second speed and shows the openings through which the lugs controlled by the gear of the first speed can project, said lugs being intended to actuate the movable nut;
Figure 9 is a section through the hub shown in Figure s;
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FIG. 10 is a view on a larger scale of part of the transmission shown in FIG. 1, the parts of said transmission being shown in the rest position;
FIG. 11 is a view similar to FIG. 10 and represents the position of the components when the transmission is operating at first speed, called low speed;
FIG. 12 is a view similar to FIGS. 10 and 11 and represents the position of the members when the transmission operates in second speed called intermediate speed; view Figure 13 is / a larger scale of a part of the movable nut and a part of the cage intended for the operation of the freewheel clutch of the intermediate gear, the members being shown as being locked in a position in which the axial displacement of the nut is prevented, said position corresponding to that obtained just before passing from the first gear to the second gear;
FIG. 14 is a view analogous to FIG. 13 and shows the position of the nut and of the cage after the engagement of the second gear has taken place;
FIG. 15 is a plan view of the vacuum device which controls the operation of reverse, positive drive, first gear and stop;
FIG. 16 is an end view of the vacuum control cylinders and the ducts adjoining said cylinders shown in FIG. 15;
Figure 17 is a section taken on line 17-17 of Figure 16;
Figure 18 is a section taken on line 18-18 of Figure 16;
Figure 19 is a partially schematic view taken along line 19-19 of Figure 0-5 and shows the mechanism of levers for engaging the gears;
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Figure 20 is a section taken along line 20-20 of Figure 1;
Figure 21 is a section taken on the line 21-21 of Figure 1 and shows a part of the movable toothed member intended to implement at the ciioix either the automatic forward drive or the positive drive. forward;
Figure 22 is a section taken on line 22-22 of Figure 20;
Figure 23 is a sectional elevation of a slightly different embodiment of the invention and shows a vacuum actuated device for varying the action of the high speed clutch in accordance with the position of the throttle. ;
Fig. 24 is a plan view showing the arrangement of vacuum actuated members for varying the high speed clutch action in accordance with the throttle position;
Fig. 25 is an elevation showing the members which connect the high speed clutch control device shown in Fig. 23 to the accelerator pedal of the internal combustion engine.
Referring to the drawings, in particular to figure 1, we see that the energy of the motor, that is to say the rotation of the drive shaft 10 is transmitted to the driven shaft 11 by several mechanisms. gearbox, which include the high speed gear 12, the second gear 13, called intermediate gear, and the first gear or low gear 14, the driven shaft 11 being normally connected to the drive shaft 16 by means of a gold ;; sliding coupling wing 17 which is keyed at 18 on the drive shaft and is provided with teeth 19 which are engaged with of which- similar provided on the drive member 22 mounted on the driven shaft 11.
The high speed 12 clutch features a series
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driving discs and a series of driven discs, respectively designated 23 and 24; the discs 24 are keyed to the clutch housing 26 slidably, while the discs 23 are keyed to the drive shaft 10 also slidably.
The coupling of the discs 23 and 24 takes place by means of the centrifugal weights 27 and 28, it being understood that the weights 27 and 28 are arranged at equal angular distances with respect to the housing of the clutch, the weights 27 being mounted alternately with the weights 28, springs 29 being provided on the weights 28, so as to urge them out to engage the discs 23 and 24 so that a slight contact friction is established between said discs The other weights 27 do not preferably include springs and when the transmission is at rest said weights will occupy the position shown in FIG. 10, so that the damping member 31 is in contact with cage 32.
The weights 27 and 28 preferably act through the elastic pressure plate 33 which is normally pushed to the right, as shown in figure 1, by means of springs 34 which can be compressed until the plate 33 engages with plate 38, the subsequent outward movement of weights 27 and 28 being stopped by their contact with washer 40 which is fixed to a sleeve 61 keyed to the shaft. 11.
The movement of the mancnon 61 to the right is limited as shown in Figure 1 by the fact of the engagement of the plate
40 with the threaded end 57 of the hub 41 which is prevented from moving thanks to the cylindrical members 60 which surround the sleeve 62, and which are housed in s annular housings provided in the hubs 41 and 63, the last hub abutting against the organ
22 which is held in place on the shaft 11 by means of the shoulder 42 and the bearing 45.
The second gear mechanism 13 comprises a pinion 39 and a hub 41 between which is mounted a series of rollers 30 which can be wedged between the pinion 39 and the
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hub 41 when pinion 39 functions as a drive member, hub 41 being able, however, to be disengaged from said pinion in order to rotate at a greater speed in the case where the speed of the hub is greater than that of the = pinion, The rollers 30 are normally urged into their driving position by means of springs 43 disposed on the opposite ends of the guide pin 44, said lugs and said springs being mounted in a cage 32 which can positively drive the rollers. 30 on the left, commo shown in figure 5,
by the fact that the rollers 30 are held in the grooves 46 without said rollers coming into contact with the pinion 39, so that a driving connection is not established between the pinion and the hub.
The cage 32 is held in place so that it cannot move in the longitudinal direction by means of a locking collar 49 and a grooved cylindrical member 60 which abuts against the housing 26; the cage is provided with internal threads 52 which engage with similar threads provided on a nut 53 which is normally pushed to the left by means of the spring 54. The nut 53 is also provided with internal threads
56 which cooperate with external threads 57 formed in a span which projects from the hub 41 and which in turn is provided with internal threads 58 which cooperate with external threads 59 formed on a sleeve 61 keyed on the 'arore trained 11.
The sleeve
61 abuts against a similar threaded sleeve 62 which engages with the threads provided in the hub 63 of the device of the first speed, called low speed 14.
The pinion 67 of the first speed device which meshes with the pinion 70 is connected to the hub 63 by means of a freewheel clutch, as shown in FIG. 7, said clutch comprising rollers 71 which are held in place. by means of the spacers 65 and which are normally pushed to the right, as seen in FIG. 7, by means of the brackets 72 and the springs 73, arranged on the opposite sides of a guide pin 74 which slides in a support 76 fixed to the
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hub 63.
The freewheel wall fitting provided in the gear of the first gear works in the same way as the well known devices of this kind, so that the drive can, under certain conditions, take place by means of the gear of the first gear. speed 67, so that the hub 63 can rotate at a greater speed than its pinion when the speed of the driven shaft is greater than the speed of said pinion
The mechanism described above works as follows:
When the motor shaft 10 turns and the weights 27 and 28 have been driven out a sufficient distance to engage the clutch discs 23 and 24, the drive will be transmitted by the clutch directly to the shaft 11 and to the control shaft 16 by means of the coupling member 17 which is in the forward automatic drive position, as shown in figure 1.
In the event that the resistant coupling of the control shaft 16 and the driven shaft 11 increases above a determined value, the high-speed clutch will slip slightly and by virtue of the threads 58 and 59 the sleeve 61 is pushed to the left, as shown in figure 1, so as to come into the position shown in figure 12, the weights 27 and 28 being driven inwards so that an uncoupling of the clutch occurs and the drive takes place by means of the second gear 13, the drive takes place from the shaft 10 through the pinions 76, 77 and 78 to the pinion 39 which is fixed to the driven shaft 11 by means of the threaded members 58 and 59, and the sleeve 61 keyed on the driven shaft 11.
Under these conditions, the second speed device 13 can drive the control shaft 16 at a higher speed than the first or low speed device 14 by the fact of the freewheel clutch mounted in the latter device.
The nut 53 was pushed to the right by the weights during high speed training and remains in this position during second speed training because the roller clutch is in the drive position and that spring 54 has
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not enough force to push the nut 53 to the left and rotate the cage 32 so as to disengage the rollers when the drive takes place by means of the second gear clutch.
In the event that the resistive torque of the control shaft 16 and of the driven shaft 11 increases further, and when it is desired:, to engage the first gear, the drive in second gear ceases to take place by the fact that the butterfly is momentarily closed.
The rollers of the overrunning clutch are then released under the influence of the spring 54 which then overcomes the resistance of the centrifugal force of the weights 27 and rotates the cage 32d The rotation of the cage is produced by the fact that the part thread 52 cooperates with the external threads of the nut 53, the translation of the nut being prevented by the collars 49, so that said cage will be rotated by the axial movement of the nut 53 to the left which occurs under the effect of the spring 54. When the butterfly is opened, the member 62 is moved to the left by the fact that the threads 81 cooperate with the threads 82 so as to come into the position shown in FIG. .
The freewheel clutch of the second gear device 13 will be rendered inoperative under the action of the lugs 84 which are fixed to the member 62 and which project through the grooves 85 provided in the second hub 41, so that the lugs 84 can come into contact with the nut 53 so as to push it to the gauone. The nut 53 is provided with external threads 52 which cooperate with similar threads provided in the cage 32 and it follows from this that as a result of the axial movement of the nut 53 the cage 32 will be caused to rotate in the manner indicated. referring to Fig. 5, so that the rollers 30 will be brought into the grooves 40 so that they become inoperative.
The uncoupling of the intermediate speed overrunning clutch produced by the first gear device was considered to be of very great importance, given the fact that in the transmissions which have been built up to now, both clutches at freewheel which were fitted in the gear trains could
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be engaged simultaneously so that the transmission could be seriously damaged.
In the event that the resistive torque of the driven shaft decreases, the action takes place in the opposite direction, so that the drive will be taken over at a given moment by the second speed device 13, and in should the resisting torque decrease further, the centrifugal action of the weights 27 and 28 will overcome the axial thrust of the member 61, so that the high speed clutch will be engaged so that the trees are directly connected to each other.
The operation of changing from low speed to intermediate speed takes place as follows; Referring to Figure II in which the members are shown as being in the low speed position, the decrease in resistive torque will produce a decrease in thrust of the members 61 and 62, so that they will be moved to the right at by means of weights 28 which can move freely in the grooves 90 provided in the nut 53.
The weights 27 have a tendency to move the nut 53 to the right of the position shown in Fig. II, but this movement is temporarily prevented by a stopper which will be described more fully below, so long as that the speed of the driven shaft does not exceed that of the drive pinion. As soon as the speed of the drive pinion exceeds that of the driven shaft, the weights 27 move the nut 53 into the position shown in Figure 12, so that the cage 32 is rotated so as to rotate to the right as shown in Figure 5, so as to engage the rollers 30 of the second speed.
The drive can then take place via the second speed pinion and by the fact that it engages with the threads of the nut 61, said nut is pushed to the left so as to bring the weights 27 and 28 into the . position shown in figure 126 The transmission then takes place in second gear, called intermediate gear, the first gear pinion being in the disengaged position and remaining
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in this position when the resistive torque continues to decrease. In the second gear position, the nut 53 is pushed to the left by means of the springs! 54;
said nut, however, cannot move the rollers 30 when driving takes place through said rollers and cannot be moved by the spring as long as the load applied to the driven shaft is low. When the transmission is at rest as shown in Figure 10, the load on the second gear overrunning clutch has been removed, and the nut
53 has been moved to the left by means of the spring 54 in the position shown, the second gear being positively disengaged whenever the transmission is stopped, and it will be appreciated that if the driven shaft is rotated at low speed when the engine is started,
the clutch 12 will be engaged only by the fact of the slight pressure exerted by the weights 28 of the springs, so that for any value of the resistive torque greater than a determined minimum, the vehicle on which the transmission is used in question will be started in first gear. The change from the second speed to high speed, called the third speed, occurs when the resistive torque of the driven shaft decreases until the centrifugal force of weights 27 and 28 is sufficient to overcome the resistance of the thrust produced by the nut 61, at which time they will be driven outwards so as to come into the position shown in Figure 1 and engage the disc clutch 12.
At high speed, called the third speed, the gears of the first speed and of the intermediate speed will be able to rotate thanks to the freewheel clutches shown in FIGS. 5 and 7.
When the change from low gear to second gear, called intermediate gear, takes place, it sometimes happens that the intermediate gear engages too suddenly and the driven shaft then rotates at a high speed, so that the gear engagement produces a jerk in
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the movement of the vehicle.
The present invention provides means by which the engagement of the second speed is prevented as long as the speed of the driven shaft has not substantially reached the speed which will be communicated by the device of the second speed. In order to prevent the engagement of the second gear device, the nut 53 is provided with helical teeth 86, the thickness of which is smaller over part of their length, as shown in FIG. to the union tooth of the thin / normal part of the tooth forming a shoulder 87 which engages with the teeth 52 of the cage 32, so that the nut 53 is prevented from moving to the right, from so as to bring the cage 32 into the training position.
The position occupied by the cage and by the nut when the first gear device is disabled is shown in figure 13, and this position is maintained until the speed of the driven shaft decreases. by the fact that the butterfly is closed, a rotation of the nut then taking place with respect to the cage, so that the shoulder 87 will be released from the teeth 52 and that the nut will be moved to the right as shown in the figure 14, the movement of the nut 53 taking place by the fact that the weights 27 come into contact with the bearing 91 provided on said nut. It should be noted that the movement of the weights 28 cannot move the member 53 by virtue of the grooves 90 provided in the bearing surface 91, the jaws of the weights. 25 still being able to engage freely in said grooves.
When using said transmission and when going down a hill, the drive can be directly transmitted by the control shaft 16 to the drive shaft 10 by means of the direct-drive clutch. In ordinary, non-automatic transmissions, the motor may be used as a brake when descending rapid slopes, but in the transmission according to the present invention freewheel clutches will prevent the motor from being used as a brake. brake when in one of the low speeds;
resources have been provided by
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Therefore, to connect the drive shaft 16 to the drive shaft 10 by means of a positive drive mechanism so that the motor can operate as a brake when driving at one of the low speeds. In the case where it is desired to engage a positive drive at a low speed, the movable member 17 is moved to the right as shown in FIG. 1, in the position in which the teeth 92 come into engagement with the teeth 93 provided on. the pinion 94 which is rotatably mounted on the drive shaft 16 by means of the bearings 96, in which position the drive shaft is directly connected to the drive shaft 10 by the pinions 94, 97, 77 and 76.
It is understood that, by the fact that the coupling member 17 is moved to the right, the teeth 19 are released from the member 22 so that the control shaft 16 is disengaged from the shaft. trained 11.
By the fact that the pinion 94 is mounted on the commando shaft 16, so as to be able to rotate on said shaft at a speed different from that of said shaft, it follows that under certain conditions the teeth 92 would hardly engage with the teeth. teeth 93. Since it is essential that the engagement of the positive drive can take place easily at any speed, a synchronizing device is provided which included a wedging member 101 having a friction surface 102 disposed so as to cooperate with a similar surlese provided on the pinion 94; the member-101 is slotted onto the control shaft 16. The movement of the member 17 is accomplished by an axial deulacoment of a movable rod 103 to which the caliper 104 is connected.
By the fact of the initial displacement of the rod 103 to the right, the surface forming the cam
106 provided on said rod engages with a roller the '? so as to pivot towards the member the member 108 in the caliper, the pivotally mounted on the transmission / box 111; said organ
101 is thereby urged into frictional engagement with pinion 94, the jaws 109 being pivotally mounted on the caliper
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108 by means of lugs 110 and being provided with grooves which engage with the rim 112 of the friction member 101.
The friction member 101 is provided with recessed parts 114, while some teeth 92 are removed on the movable member 17, analogously to that shown at 116 in Figure 21, so that when the member 17 has been synchronized with the pinion 94, the teeth 92 pass through the openings 114, the engagement of the member 17 not being prevented by the parts 118 which project towards the interior of the friction member , thanks to the cut parts 116, it being understood that the organs 17 and
101 are both keyed on the shaft 16 and that the position of the parts which project from one of the members coincides with the position of the recessed parts provided in the other organ.
The reverse gear of the vehicle is obtained by pushing the rear gear 121 to the right as shown in Figure 1, so that it engages with a gear gear
122, shown schematically in FIG. 19, said gear pinion being in constant mesh with the teeth 124 provided on the coupling member 17.
It will be appreciated that the operation of the high speed clutch described above is in part controlled by the speed of the driven shaft, and under certain conditions it is desirable to vary the speed of the clutch in relation to the speed. 'throttle opening, so that when the throttle is closed, the driving force exerted by the clutch increases and the transmission members have a tendency to stay in gear at high speed when the throttle is closed.
This is of particular interest when driving the vehicle in town, since it is obvious that the driver always prefers to stay in gear at high speed.
It is not necessary to change speed when the throttle is closed, because if you want to increase the engine torque, it can be obtained by opening the throttle.
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In figure 23 is shown a device intended to modify the action of the weights 27 and 28 according to the position of the butterfly, said device being constituted by a sleeve 131 having an internal conical head 132 which engages with the weights and limits their outward movement The sleeve 131 is moved by a caliper 133 attached to a rod 134 capable of sliding in the axial direction with respect to the clutch by means of a lever 136 fixed to a piston rod 137. The lever 136 is normally held by means of the spring 138 in a position such that the sleeve 131 is released from the centrifugal weights while still being able to push said weights to the right, as shown in figure 24, when the butterfly 139 has been opened by the pedal of the spinner. 'accelerator 141.
The initial movement of the accelerator pedal does not influence the operation of the sleeve 131 as long as the lug 142 of the rod 143 does not;: 'engage against the end of the groove 144 provided in a rod 147 which controls a vacuum valve designated as a whole by 146. When the pivot 142 has reached the outer end of the groove 144, any subsequent movement of the accelerator pedal pulls on the rod 147 to which is attached a flexible diaphragm 148 and the rod outwards so that it disengages from its annular seat 149, so that the negative pressure in the intake manifold 151 can propagate into the annular compartment 154 through the pipes 152 and 153;
the vacuum then propagates beyond the annular seat 149 and communicates with the cylinder 156 by means of the. pipe 157. Given the fact that the vacuum which prevails in the intake manifold 151 is sometimes too low to actuate the piston 159, it is preferable to fit a vacuum pump 161 intended to increase the vacuum which prevails at the end. 'intake so that the piston 159 can operate regardless of the intake vacuum.
The pump 161 can be of any desired type, the pump shown in the drawing being of the well known type with a diaphragm, actuated by a cam 162 fixed on the shaft 163 which is controlled by
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any suitable source of energy, for example by the motor (not shown).
When the cylinder 156 is connected to the vacuum, the piston 159 is pulled to the left as shown in Figure 24, and pushes the sleeve 131 to the right, as shown in Figure 23, so that the weights 27 and 28 are pushed to the right. 'inside by means of the tapered surface 132, the pressure exerted on the clutch discs being thereby substantially reduced so that a gear change can take place, which would normally occur when the torque has reached a range. - their much larger. The outer face of the piston 159 is connected to the atmosphere by means of a passage 259 and openings 260 and 261 which form a sinuous passage in order to remove any dust from the cylinder 156.
The piston returns to the position shown in the drawing, under the action of the spring 138 when air at atmospheric pressure enters the cylinder 156 through the valve 146. It is preferable to arrange for the cylinder 156 to be adjustable to the by means of a threaded shaft 169 which is preferably pivotally connected at 171 to an arm 164 fixed to the gearbox 166 by means of the screw 167. The cylinder 156 can advantageously pivot so as to avoid bending of the shaft 137 in stuffing box 172, pipe 157 preferably being flexible so that relative movement can take place between cylinder 156 and vacuum valve 146 / / both in automatic transmissions, most of the gear changes take place without a maneuver being made by the driver,
it is desirable to remove all levers from the driver's cabin. Consequently, the present invention provides pressure actuated means, which make it possible to pass from the automatic drive position to the positive drive position, as well as to activate reverse gear. Preferably, gear changes take place selectively by means of a
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central control member which can be-disposed in an appropriate location, so as not to interfere with the driver, in particular, in a location other than the edge plate of the venicle.
A suitable device for performing the above maneuvers is shown in Figures 15, 16, 17 and 19, in which the shaft 103 is connected to a lever 181, one end of which engages in the groove 182 and of which the other end is pivotally connected at 183 to a rod 184 having a piston 186 fixed to said rod, said piston being slidably mounted in vacuum cylinder 187. Vacuum cylinder 187 is slidably mounted. provided with three ports 188, 189 and 191, which can be selectively connected to the vacuum chamber 192 which is still connected to the intake manifold 151 by means of the pipe 193, as shown schematically in FIG. 25.
In the position shown in figure 15, the transmission is at rest, but if we want to engage the gear which ensures the automatic forward drive, the Bowden cable 194 is pulled to the left, as shown in figure 15, so that the hollow rod 196 is also pulled to the left until the collar 197 engages against the end of the sleeve 198, said sleeve being therefore also pulled to the left until that the annular groove 199 coincides with the orifice 201 and the orifice 188, the vacuum being thereby able to propagate through the orifice 201 through the annular groove 199 and the orifice 188 in the compartment which is located in the right side of piston 186,
so that the lever 181 pivots to the right in the position shown in dotted lines, which corresponds to the gear engagement position which ensures the automatic forward drive, said position being shown in Figure 1. In this position, the atmospheric pressure is applied to the left face of the piston through the opening 206, the ori @ ices 210 and 214, the groove 213 and the orifice 191.
In the event that one wishes to engage the speed
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which ensures the positive drive forward, the sleeve 198 is pushed to the right by a corresponding movement of the rod 196 and the collar 202, ae so that said handle comes into a position in which the groove 209 coincides with the ori- Figures 313. 'and 191. The left side of the piston is then exposed to vacuum and the piston is moved to the left so that the right lever 181 swings to the left. The piston side is connected, during displacement, to the atmosphere by means of the ports 207 and 208, the groove 212 and the port 188.
The position of rppos is obtained by moving the pin 198 in the position shown in FIG. 15, the orifice 189 being connected to the orifice 203 by means of the groove 204. The piston 186 will then be brought into the central position, in wherein the orifice 189 is covered by the piston and air at atmospheric pressure has been admitted on the opposite side of said piston either through the orifice 207 or through the orifice 210; the orifice which serves for the admission of air depends on the direction in which said manciion moves in order to reach the intermediate position.
It should be noted that the hollow rod 196 as well as the sleeve 198 are arranged in a substantially symmetrical manner with respect to the position of their orifices with respect to their center lines, and that the operation of the valves is substantially the same. even in each of the extreme positions. The grooves 212 and 213 communicate with the ports 208 and 214, said ports being connected to the cylinder ports 188 or 191, so that this communication is provided when the sleeve 198 moves for a relatively distance. large in any direction from its central position shown in Fig. 15. This construction is necessitated by the play in the connection which remains between the Sleeve 198 and its control rod 196.
The engagement * of the reverse gear is obtained by the displacement of the rod 221 which is connected to the lever 222 pivotally mounted at 223 on the gearbox and which carries at its lower end a movable fork 224 which s 'engages in
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a groove 225 provided in the rear sprocket 121. The control rod 221 engages with the ball-shaped end of the lever 227 pivotally mounted on the box of the transmission 228 and whose opposite end is connected by an articulation 229 to the piston rod 231. A piston 232 is connected to the rod 231 and can, as the case may be, move to the right or to the left, under the effect of the vacuum which can be selectively applied to the opposite sides. Sés of the piston by means of the orifices 233 and 234 provided in the cylinder 236.
The rear sprocket is shown as being disengaged, in which position the piston 232 has been moved to the left by means of the control device shown in figure 17, so that the vacuum propagates from the pipe 238 into the chamber 239 and to the side. left side of piston 232 through orifices 241 and 242 provided in slide valve 243, atmospheric air being admitted to the right side of said piston through orifice 233 and groove 244.
mana the case where one wishes to engage the reverse gear, the valve 243 is moved to the right until the position of the orifice 246 coincides with the position of the orifices 247 and 233, the vacuum having access in this position in the compartment which is to the right of the piston 232, the air under atmospheric pressure having access to the compartment which is located to the left of said piston by means of the thin part 248 which is then aligned with the orifice 234. In the reverse position, the lever 227 will occupy an angular position corresponding to that shown in dotted lines in figure 15, the rod 221 being moved to the left so that the pinion of the reverse gear engages with the report pinion 122.
Although certain preferred embodiments of the invention have been shown and described, it is understood that these embodiments are given only by way of example, the invention not being limited to the embodiments shown.