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BREVET D'INVENTION.
@ Perfectionnements apportés aux transmissions à rapport pro- gressivement variable, notamment à celles pour véhicules au- tomobils ".
L'invention est relative aux transmissions à rapport progressivement variable; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est dans leur cas que son application paraît de- voir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces dispositifs, ceux que comportent les véhicules automobi les
Elle a pour but, surtout, de rendre ces dispositifs tels que, tout en ayant un encombrement réduit et tout en pou- vant être réalisés d'une manière simple et économique, ils puissent assurer l'entraînement, pour toutea lea conditions, essentiellement variables, suivant lesquelles les mécanismes moteur et opérateur peuvent fonctionner.
Elle consiste, principalement, à établir les organes transformateurs du rapport des vitesses, que comportent les transmissions du genre en question, sur une pièce sollicitée
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d'une part par le couple moteur et d'autre part par le couple résistant et prenant appui sur un organe fixe par l'intermé- diaire d'un mécanisme d'entraînement à sens unique, tel qu'u- ne roue libre, de façon à pouvoir tourner par rapport audit organe fixe quand lesdits couples s'équilibrent en constituant ainsi une liaison directe entre les arbres principaux (moteur et entraîné) de la transmission.
Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps, mais peuvent être utilisées indépen damnent , notamment: en une deuxième disposition, consistant à constituer les organes transformateurs du rapport des vitesses, que compor- tent les transmissions du genre en question, par une roue cen- trale, solidaire en mouvement d'un des arbres principaux et constamment en prise avec des roues satellites dont chacune est rendue solidaire de l'autre arbre principal, par l'inter- médiaire d'un mécanisme d'entraînement à sens unique (roue.
@ libre) animé d'un mouvementés amplitude variable, dont la va- leur est déterminée par un dispositif dynamométrique établi entre l'arbre moteur et l'arbre entraîné; et en une troisième disposition, consistant à adjoindre, aux transmissions du genre en question, un embrayage automa tique qui, sous l'action d'au moins un facteur fonctionnel du mécanisme moteur, par exemple la vitesse de l'arbre moteur, agit sur le dispositif dynamométrique susdit pour déclencher et provoquer son fonctionnement en rapport avec les valeurs momentanées du couple moteur et du couple résistant.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'ap- plication ainsi que certains, modes de réalisation desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produita industriels nouveaux, les transmissions du genre en question comportant application deadites disposi- tions, les éléments et outils spéciaux propres à leur établis**
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sement, ainsi que les installations, fixes ou mobiles, notam- ment les véhicules automobiles, comportant de semblables transmissions.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig. 1 et 2, de ces dessina, montrent, respect!** vement en élévation (parties en coupe) et en coupe transver- sale selon II-II fige l, une transmission établie conformément à un premier mode de réalisation de l'invention.
Des fig. 3,4 et 5 montrent, respectivement en coupe axiale, en coupe transversale selon IV-IV fig: 3 et en coupe transversale selon V-V fig. 3 (ces deux dernières figures étant à plus petite échelle), une transmission établie conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La fige 6 montre, semblablement à la fig. 4, une va- riante de la disposition selon les fig. 3 à 5, cette variante étant également représentée sur la partie inférieure (à gauche) de ladite fige 3.
Les fige 7 et 8 montrent, respectivement en coupe axiale et en coupe transversale selon VIII-VIII fig. 7, une transmission établie conformément à un troisième mode de réa- lisation de l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties,auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant de réaliser une transmission à rapport progressivement variable, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
Entre l'arbre moteur 1 et l'arbre à entraîner 2, qui reposent respectivement dans les paliers fixes 11 et 21, on établit un mécanisme propre à modifier le rapport des vites- ses desdits arbres. On constitue ledit mécanisme de toute'ma-
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nière appropriée, par exemple par un train planétaire avec élément mobile -- en l'occurence le carter 3 --, qui sert de support aux éléments réducteurs de la vitesse de l'arbre 1 à l'arbre 3 ou vice-versa, ledit organe étant susceptible d*être immobilisé (dans les mécanismes connus par un frein ou analogue) quand le mécanisme fonctionne comme transformateur du rapport des vitesses et de tourner/de l'axe commun des ar- brea 1 et 2.
quand l'entraînement a lieu en prise directe, donc comme ai le transformateur n'existait pas. Pour permet- tre un tel fonctionnement, il est essentiel qu'on donne audit élément mobile 5un point d'appui que l'on réalise, conformé** ment à l'invention, en établissant, entre ledit élément mobi- le 3 et le bâti fixe 4, un dispositif d'entraînement à sens unique, tel qu'une roue libre 5, qui a donc la double fonc- tion de constituer le point d'appui.dans le'cas où la trans mission fonctionne à vitesse réduite et de permettre l'entrai- nement en prise directe/.par la suppression de toute solidarité entre le carter 3 et le bâti fixe 4.
Le dispositif ainsi constitué fonctionne comme suit.
On suppose que les arbres 1 et 2 tournent tous deux dans le sens des flèches indiquées sur la fig. 1. La roue libre 5 ou analogue s'oppose à la rotation en sens inverse du carter 3.
Lorsque l'arbre moteur 1 tourne à une vitesse quelconque et l'arbre 2 à une viteesse n fois plus petite, le couple résis- tant a donc une valeur n fois plus grande que le couple mo teur et agit en sens inverse de la rotation. Par conséquent la résultante de ces couples exerce sur le carter 3 un effort qui le sollicite en sens inverse de la rotation des arbres 1 et 2. Toutefois le carter reste immobile du fait qu'i. prend appui sur le bâti fixe 4 par l'intermédiaire de la roue libre 5 ou analogue. Le changement de vitesse fonctionne alors com- me un démultiplicateur ordinaire.
Par contre, si les arbres 1 et 2 tournent à la même vitesse, les couples moteur et résis- tant s'équilibrent et, par suite de la liaison existant entre
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les organes internes du changement de vitesse, le carter 3 est entraîné en rotation et les arbres 1 et 2 deviennent so- lidaires en mouvement (prise directe). Lfensemble du mécanisme ne tourne avec lesdits arbres sans qu'ilves produise une trans- formation de leurs vitesses respectives. Bien entendu, dès que la vitesse de l'arbre conduit 2 devient inférieure à celle de l'arbre moteur, le carter 3 s'immobilise à nouveau comme ex- pliqué plus haut pendant qu'à l'intérieur dudit carter a lieu la transmission à vitesse démultipliée à rapport variable.
Dans le cas d*une transmission à effet multiplica- teur, les efforts, dont question ci-dessus, sont inversés et il suffit d'avoir recours à un dispositif d'entraînement à sens unique ou roue libre, agissant en sens inverse.
Sur les fig. 3 (partie supérieure à gauche), 4 et 5 on a montré, à titre d'exemple, une transmission à rapport progressivement variable qui convient particulièrement pour être utilisé de pair avec la disposition indiquée sur les fig.
1 et 2, ladite transmission étant, dailleurs, établie con- formément à l'invention
L'arbre principal du moteur actionne, par l'inter médiaire d;un dispositif d'embrayage approprié quelconque (non montré sur la figé 3) et à commande automatique ou non, l'ar- bre 1 portant un volant 6 dans lequel on ménage une rainure diamétrale 7. Dans cette rainure on engage une nervure ou glissière de forme correspondante 8 par un plateau 9. Ce pla- teau peut tourner librement autour de l'axe commun des arbres
1 et 2. En outre, grâce à un orifice central allongé 10 qu'il comporte, ledit plateau peut coulisser diamétralement par rapport au volant 6, tout en restant solidaire de ce dernier la liaison par la rainure 7 et la nervure 8.
Une rainure circulaire 11, ménagée dans la face extérieure du plateau, vient occuper, par ce coulisaement diamétral, une position plus ou moins excentrée par rapport audit axe commun. Au mou- vement relatif, consistant en un coulissement diamétral du
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plateau. 9 par rapport au volant 6, s'oppose un dispositif dyna- mométrique constitué, par exemple et de préférence, par des moyens élastiques, tels que des rondelles Belleville 12 enga- gées librement sur une tige de guidage 15 et prenant appui, d'une part, sur une saillie ou butée fixe 14, solidaire du vo- lant 6 et, d'autre part, sur une saillie ou butée mobile 15, prévue sur le plateau 9 et par exemple sur la nervure 8.
L'en- semble desdits moyens élastiques est disposé parallèlement au grand axe de l'orifice allongé 10 et la compression maximum de ces moyens élastiques, sous l'action combinée du couple mo- teur, transmis par l'arbre 1, et du couple résistant, transmis au plateau 9 par le changement de vitesse proprement dit, est limitée par la butée fixe 14, étant entendu que lesdits moyens élastiques ont une tension choisie en rapport avec les efforts à transmettre.
Dans la rainure circulaire 11 du plateau 9 sont en- gagés les manetons excentrés 17 des vilebrequins 18, supportés librement par les parois du carter 3. Chaque vilebrequin en- traîne, par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement à sens unique tel qu'une roue libre 19,-un pignon satellite 20 engrenant constamment avec un pignon contrai 21 calé sur l'ar- bre conduit 2. Sur les dessins on a montré, à titre d'exemple, quatre vilebrequins, toutefois il est à noter que ce nombre d'organes n'est nullement limitatif et qu'il y a avantage à adopter un nombre aussi grand que possible pour ces organes.
Comme dans le cas des fig. 1 et 2 on établit entre le carter 3 et le bâti fixe 4 une liaison par roue libre 5 ou analogue dansle but spécifié plus haut..
Lorsque l'arbre 1 tourne, la rainure excentrée 11 transmet aux vilebrequins des mouvements oscillants, dont l'amplitude est d'autant plus grande que l'excentricité de ladite rainure est elle-même plus élevée. On a vu plus haut que cette excentricité dépend essentiellement de la valeur du couple résultant dont les composantes sont constituées
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par le couple moteur et le couple résistant, ledit couple ré- sixµtant se manifestant par une compression plus ou moins gran- de des moyens élastiques 12 et par un coulisaement radial plus ou moins important du plateau 9.
Comme la liaison entre les vilebrequins 18 et les satellites correspondants 20 est obtenue par l'intermédiaire d*une roue libre ou analogue, seul le dé- placement angulaire, dans un sens, du mouvement oscillant des- dits vilebrequins, donne aux pignons 20 une impulsion provo. quant l'entraînement voulu de l'arbre 2 alors que le déplace- ment angulaire dans l'autre sens reste sans effet. Il résulte de ce mode d'entrafnement que la vitesse de rotation des sa- tellites 20, et par suitè de l'arbre 2, sera d'autant plus grande que l'amplitude du déplacement angulaire des vilebre- quins est plus élevée.
Comme cette amplitude dépend elle-même de l'excentricité du plateau 9 et que cette excentricité a une valeur maximum quand le couple résistant est faible et une va- leur minimum quand le couple résistant est élevé (avec coma pression maximum des moyens élastiques 12), il s'enauit que lorsque l'effort exercé par les vilebrequins sur la rainure
11 est élevé, le plateau 9 comprime les moyens élastiques 12, l'excentricité de la rainure 11 diminue,et on obtient automa- tiquement une réduction de la vitesse de l'arbre entraîné 2.
Bien .entendu on doit calculer le rapport des engrenages. en fonction de l'amplitude du déplacement angulaire maximum des vilebrequins, de manière à pouvmir obtenir, à ce momant, un entraînement en priwe directe, auquel cas le fonctionnement devient celui expliqué au sujet des fig. 1 et 2.
Si on applique une telle disposition à une transmis- sion pour véhicules automobiles, après avoir serré l'embrayage pour obtenir le démarrage, le couple résistant, transmis par l'arbre 2, est bien supérieur au couple moteur, exercé par l'arbre 1. Il en résulte que les moyens élastiques 12 sont comprimés, que l'excentricité du plateau 9 diminue et que l'arbre entraîné 2 tourne à une vitesse inf érieure à celle de
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l'arbre 1. Au fur et à mesure que le couple résistant diminue, l'excentricité du plateau mobile 9 augmente progressivement jusqu'à amener les deux arbres 1 et 2 à la même vitesse.
A ce moment les couples moteur et résistant sont égaux et, comme expliqué plus haut, le carter mobile 3 est entraîné à la vi- tesse de ces arbres et dans leur sens de rotation, ce qui pro- duit l'entraînement en prise directe. Quand le couple résis- tant augmente, le fonctionnement inverse se produit.
Pour l'exemple décrit plus haut, le couple moteur est transmis au plateau mobile 9 par l'intermédiaire du volant
6 et de la liaison par glissière 7-8. On peut toutefois sim- plifier cette disposition en faisant agir directement l'arbre entraîneur 1 sur le plateau mobile 8, sans intervention du vo- lant 6.
Une telle disposition est montrée sur la partie in- férieure (à gauche) de la fig. 3 et sur la fige 6. Le volant ne sert plus, dans ce cas, à l'entraînement proprement dit et pour cette raison il est engagé .librement sur l'arbre 1. se fonction est seulement de constituer le point d'appui fixe 14 des moyens élastiques 12 du dynamomètre et de servir au guida- ge diamétral du plateau coulissant 9.
La liaison entre l'arbre 1 et le plateau est obtenue par l'intermédiaire d'un engrenage 22 prévu sur l'arbre 1 et qui est en prise avec une crémaillère 23, que comporte le bord de l'ouverture allongée 10, ménagée dans la partie centrale du plateau 9. Le sens de l'entraînement du plateau 9 est tel que l'effort moteur.tende à ramener ledit plateau. 9 et par suite la rainure 11 à la position concentrique aux arbres principaux 1 et 2 de la transmission (position de débrayage). Par cette disposition on augmente la réaction du couple résistant sur les moyens élastiques et ce principalement dans le cas où la transmission est en prise directe et que le couple résistant vient à croître.
Il est évident que pour un tel montage, le couple moteur, qui s'exerce sur la crémaillère 23, doit être
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équilibré par les moyens élastiques qui doivent, en plus, avoir la force nécessaire pour remplir leur fonction précédente.
Lorsque le couple résistant devient supérieur au couple moteur l'effort exercé par le moteur sur le plateau 9 augmente et ce- lui-ci est sollicité immédiatement et directement vers sa po sition centrale, ce qui diminue son excentricité et, par suite le rapport des vitesses de l'arbre moteur et de l'arbre en- traîné.
Sur les fig. 7'et 8 on a montré, à titre dexemple, un embrayage automatique, pouvant avantageusement être adjoint aux mécanismes décrits ci-dessus et plus spécialement à ceux selon les fig. 3 à 6. Ledit embrayage fonctionne automatique- ment sous la commande dun facteur fonctionnel variable du mé- canisme moteur, plus spécialement en fonction des variations de vitesse de l'arbre moteur étant entendu ., que. tout autre facteur fonctionnel approprié, tel que la charge du moteur etc.
pourrait également être utilisé avec-avantage
Dans le volant 6 on ménage une chambre circulaire
24 dans laquelle on établit des masses 25 susceptibles de se déplacer radialement dans ladite chambre sous 1 effet de la force centrifuge en étant entraînées et guidées par des rai- nures radiales 27 ménagées dans les parois de ladite chambre dans lesquelles pénètrent les extrémités de laxe 26 que com- porte chacune des masses. Cet axe est engagé dans une fente oblique 28 ménagée dans un plateau central 29 engagé librement sur le moyeu du volant de façon que ledit plateau puisse être déplacé angulairement autour dudit moyen avec une amplitude qui est fonction de l'écartement de.s masses. 25 de l'axe de
1'arbre 1 donc de la vitesse de ce dernier.
La plateau 29 comporte, tout au moins une partie de sa périphérie, des dents 281 engrenant avec un pignon 30 qui entraîne, par l'in- termédiaire d'une crémaillère 31, la butée 141qui, pour l'e- xemple précédent était fixe en étant solidaire du volant 6.
La pièce 32 qui comporte ladite butée 141 est sollicitée par
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un ressort de rappel 54 vera sa position concentrique ou de débrayage et le maintient dans cette position quand l'arbre moteur 1 est à l'arrêt. uand l'arbre moteur est immobile, les masses 25 de lembrayage sont rapprochées de l'age de l'arbre 1, le pla- teau central 29 est au point mort et la butée 141 est mainte- nue à sa position de débrayage par le ressort de rappel 34.
De même le plateau mobile 9 est à sa position de débrayage. uand on met-le moteur en mouvement, les masses 25 entraînent la butée 141 suivant un mouvement horizontal de droite à gau- che de la fig, 8, en fonction de la vitesse acquise par le moteur, ce qui comprime les moyens élaatiques 12 et permet leur fonctionnement comme dans le cas de la butée fixe 14 des exemples.précédents. En effet quand la vitesse d*embrayage est atteinte, la butée- 141 est au bout de sa course et devient fixe aussi longtemps que la vitesse de l'arbre moteur 1 est supérieure à celle pour laquelle le serrage de l'embrayage au- tomatique est maximum.
Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'applicatian non plus qu'à ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été' indiqués; elle en embrasse, au contraire,. toutes lea varian- tes.