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:BREVET D'INVENTION au nom de la Soc. dite: FREEBORN POWER CONVERTERS LIMITED " Perfectionnements aux dispositifs de transmissionvitesse variable ".
Priorité de trois demandes de brevet au*oins de : Freebom Power Converters Limited, James Edward Freeborn, William Russell
La présente invention est relative aux mécanismes de trans- mission à vitesse variable. Elle a principalement pour objet un dispositif au moyen duquel le passage d'un rapport de transmis- sion à un autre s'effectue automatiquement lorsque les conditions sont telles que ce changement de vitesse doit se produire. Un mé- canisme perfectionné conformément à l'invention s'applique parti- culièrement aux véhicules routiers actionnés par moteur, mais il peut s'appliquer dans d'autres cas.
La transmission qui est utilisée dans le mécanisme qui fait l'objet de l'invention est du type épicycloïdal dans lequel une pièce est libre à tout moment de tourner dans un sens, mais est
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empêchée de tourner dans l'autre sens par un mécanisme à ro- chet. La solidarisation des deux pièces de cette transmission a pour effet de faire tourner les deux pièces en question com- me si elles n'en constituaient qu'une sans qu'il se produise un changement de vitesse quelconque entre les pièces motrices et les pièces entraînées. Cette solidarisation ou embrayage des deux pièces sera appelée dans ce qui va suivre "mise hors d'action de la transmission" puisqu'elle supprime le rôle de cette transmission pour la réduction de la vitesse ou l'augmen- tation du couple de rotation.
Conformément à la principale caractéristique de l'inven- tion, on prévoit au moins un train d'engrenages épicycloïdal et un dispositif permettant de mettre ce train d'engrenages hors d'action automatiquement grâce à l'action conjointe d'élé- ments sensibles à la vitesse et sensibles au couple.
De préférence, le train épicycloïdal précité ou chaque train épicycloïdal est un train d'engrenages réducteur de vites- se et est mis hors d'action par suite de l'augmentation de la vitesse ou de la diminution du couple. Un tel train d'engrenages épicycloïdal constituera un dispositif à. prise directe et un dispositif réducteur de vitesse. Deux ou plusieurs dispoSitifs réducteurs de vitesse peuvent être prévus par adjonction d'un olusieurs trains d'engrenages supplémentaires,les divers trains d'engrenages étant disposée en série les uns par rapport aux autres et chacun étant muni d'un dispositif de mise hors d'action, comme on l'a dit précédemment.
Le terme "transmission épicycloïdale" doit être entendu comme comprenant non seulement un type d'engrenage comportant un anneau denté intérieurement auquel le mécanisme à rochet est fixé et qui engrène avec des pignons planétaires,mais aussi le type sans anneau denté intérieurement et qui comporte deux roues
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taires également de diamètres différents, le mécanisme à ro- chet étant appliqué au porte-roues-planétaires.
Dans ce second type de transmission, les roues planétaires n'effectuent pas un mouvement planétaire lorsque le dispositif de transmission est en action dans le but de donner une vitesse réduite,mais quoiqu'il en soit, ce dispositif de transmission fonctionne de la même façon que le dispositif mentionné en premier lieu, dispositif dans lequel les axes des pignons planétaires tournent autour de l'axe de la roue solaire.
L'élément sensible à la vitesse et qui appartient au dis- positif de mise hors d'action ou à chaque dispositif de mise hors d'action tend à éliminer le train d'engrenages lorsque la vitesse augmente tandis que l'élément sensible au couple oppose son action en proportion de la valeur du couple. Ainsi, le changement de vitesse se produit automatiquement d'après les va- riations de la vitesse et du couple. Dans certains cas,la vites- se sera insuffisante, ou le couple trop grand, pour mettre hors d'action le train d'engrenages qui fonctionnera par conséquent pour diminuer la vitesse et pour augmenter le couple appliqué à l'arbre entraîné.
Si la vitesse doit augmenter ou si le couple doit être réduit, un moment arrivera où le train d'engrenages sera mis hors d'action, c'est-à-dire où les trois pièces de ce- lui-ci seront bloquées les unes par rapport aux autres; à. ce moment, la vitesse de l'arbre entraîné sera la même que la vi- tesse de l'arbre moteur. Dans un dispositif de transmission à plusieurs vitesses comportant plus d'un train d'engrenages épicy- cloïdal, celui des trains d'engrenages qui tourne à la vitesse la plus élevée et qui, par conséquent, transmet le couple le plus faible sera mis hors d'action le premier lorsque la vitesse aug- mente ou lorsque le couple diminue.
Si une nouvelle augmentation de la vitesse ou une nouvelle réduction du couple se produit., le
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entrera en jeu et ainsi de suite si la série de trains d'engre- nages comporte plus de deux trains.
Le dispositif de mise hors d'action est, de préfére..ce, constitué par un embrayage à friction qui, normalement, n'est pas-en prise, mais qui peut solidariser deux organes du train épicycloïdal lorsqu'il est en prise. Cet embrayage est placé sous le contrôle d'une masse centrifuge telle qu'un bras ou des bras centrifuges qui, lorsqu'ils se déplacent radialement vers l'ex- térieur sous l'action de la force centrifuge, déterminent la mi- se en prise de l'embrayage. Un dispositif a, temps perdu est associé soit à l'organe de commande, soit à l'organe commandé du train épicycloïdal, ce dispositif étant relié à la masse centri- fuge de telle façon que le couple s'oppose à l'actian de la force centrifuge. Ainsi, la vitesse et le couple agissent en opposition pour commander l'embrayage.
L'invention vise également des perfectionnements au mécanis- me à rochet utilisé dans le dispositif de transmission épicy- cloïdal, dans le but de diminuer ou d'éliminer complètement le bruit au cours des changements et dans le but également d'absorber des chocs dues à l'entrée en jeu de ce mécanisme.
Un certain nombre de modes de réalisation de l'invention ont été représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe verticale d'un mode de réalisa- tion du dispositif de transmission établi conformément à l'in- vention et muni de trois dispositifs réducteurs et d'un disposi- tif de prise directe;
La figure 2 est une coupe faite suivant II de la figure 1 ;
La figure 5 est une coupe suivant III de la figura 1 ;
Les figures 4,5 et 6 sont des schémas explicatifs;
La figure 7 est une coupe verticale d'un mode de réalisa- tion de l'invention comportant un dispositif réducteur et un
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La figure 8 est une vue en bout avec coupe suivant VIII de la figure 7 avec arrachement partiel ;
La figure 9 est une coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel est prévu un dispositif réducteur 2/de vitesse, n dispositif de prise directe et un dispositif de marche arrière;
La figure 10 est une coupe suivant X de la figure 9 avec arrachement partiel;
La figure 11 est une coupe d'un mode de réalisation de l'invention différant du mode de réalisation représenté sur la figure 9 par le fait qu'il comporte trois dispositifs réduc- teurs de vitesse en plus du dispositif de prise directe e t du dispositif de marche arrière ;
La figure 12 est une coupe suivant XII de la figure 11 avec arrachement partiel,le carter de la transmission étant en- levé ;
Les figures 13 et 13a considérées ensemble représentent une coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention compor- tant deux dispositifs réducteurs de vitesse et un dispositif de prise directe;
La figure 14 est une coupe suivant XIV de la figure 13 avec arrachement partiel;
La figure 15 est une coupe suivant XV de la figure 13a avec arrachement partiel.
Si l'on e reporte maintenant aux figures 1 à 6 qui repré- sentent une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, cette transmission comprenant trois dispositifs réducteurs,un disposi- tif de prise directe et un dispositif de marche arrière, on voit que l'arbre moteur est représenté en 20 et que l'arbre entraîné qui est relié à l'essieu arrière par l'intermédiaire de l'arbre à cardan habituel est représentéen 22. Cet arbre 22 comporte @ @ @ l'intérieur de la boîte de vitesses;
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sur cet épaulement est claveté un élément d'embrayage 26 à clabots, cet élément pouvant être actionné par une fourche 28 qui est reliée à un levier de commande convenable non représen- té sur le dessin.
Cet élément d'embrayage %6 a 'été représenté dans sa position de non embrayage; lorsqu'il est déplacé vers la droite, les dents 30 viennent en prise avec les dents d'em- brayage 32 disposées sur un manchon 34 oui est porté par l'arbre intermédiaire 36, .ce dernier étant commandé par le dispositif de transmission qui va être décrit maintenant. Les dents 30 et 32 restent en prise pour toutes les vitesses de marche avant y compris la prise directe.
L'arbre moteur 20 porte un volant 38 associé à un disque 40 qui est libre de tourner sur l'arbre 36. Trois bras centri- fuges 42 peuvent pivoter sur le disque 40 au voisinage de sa périphérie, chaque bras étant muni d'un doigt 44 s'étendant vers l'extérieur. Chacun de ces doigts vient buter contre la partie latérale d'un bloc 46 porté par un autre disque 48 analo- gue au disque 40. Lorsque le disque 40 tourne dans le sens de la flèche indiquée sur la figure 2, les doigts 44 appuient contre les blocs 46, ce qui a pour effet d'entraîner le disque 48. Le bras 42 tend ainsiêtre projeté vers l'intérieur malgré l'action de la force centrifuge qui tend, au contraire, à la projeter vers l'extérieur.
Lorsque le dit bras se déplace vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge, le doigt 44 se déplace vers l'avant dans le sens de rotation, ce qui a pour effet de déplacer le disque 48 vers l'avant par rapport au disque 40.Les disques 40 et 48 sont reliés par six biellettespivotantes 50 qui passent dans des orifices 52 pratiqués dans les disques et qui sont pourvues de têtes sphériques 54, les dites têtes venant se placer dans des cuvettes de même forme pratiquées dans les parties latérales extérieures des disques. horsque les diffé-
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la figure 2, c'est-à-dire lorsque les bras oentrifuges 42 occupent leur extrême position vers l'intérieur, les biel- lettes 50 sont perpendiculairesaux disques, oomrne on l'a représenté sur les figures 4 et 5.
Lorsque les bras oentri- fuges 42 ont été déplies vers l'extérieur jurqu'aux posi- tions représentées sur la figure 6, ce quirfait avancer le disque 48 par rapport au disque 40, les biellettes 50 viennent prendre une position oblique, comme on l'a représenté olai- rement sur la figure 6, ce qui a pour effet de rapprooher le disque 48 du disque 40.
Le disque 48 présente des saillies oourbes 56 qui vien- nent en contât avec des saillies courbes 58 du disque 40.
Quatre anneaux plats 60 sont logés entre les deux disques 40 et 48, leur périphérie portant des encoches dans lesquelles viennent se placer les saillie, 56. Ces anneaux 60 sont ainsi libres de se déplaoer dans la direotion axiale, mais ils sont oontraints de tourner avec le disque 48. Entre les bagues successives 60 sont Infères un certain nombre de disques 62 susceptibles de tourner librement; oes disques sont dis- posés en oinq jeux de trois. Chaque jeu de trois est monté sur un roulement à billes 64 porté par une tige 66. Les cinq tige 66 sont fixées à un support 68 et sont disposées au voisinage de la périphérie de ce support et espacées unifor- mément' le long de oette périphérie. Le support 68 est olave- té sur l'arbre 36.
On voit maintenant que, lorsque les disques 40 et 48 prennent la position représentée sur la figure 6, tirés l'un vers l'autre par les biellettes 50, les disques rotatifs 62 seront serrés entre les 'bagues 60 et seront, par oonséquent, empêohés de tourner. Le support 68 et, par oonséquent, l'arbre 36 se trouveront ainsi embrayés aveo l'arbre moteur 20. L'embrayage constitué par les disques 40 et 48, les ba- gues 60 et les disques 62 est, par conséquent
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d'embrayage à prise direote automatique. Si le oouple de réaction entre les disques 40 et 48 est tel que les bras centrifuges 42 soient maintenus dans la position représentée sur la figure 2 malgré l'action de la force centrifuge , l'embrayage sera débrayé.
Si, au oontraire, les conditions de vitesse et de oou- ple sont telles que les bras centrifuges puissent se déplacer vers l'extérieur, le disque 48 avancera par rapport au disque 40 et l'embrayage sera réalisé. On voit, par conséquent,que l'embrayage est commandé par l'aotion combinée de dispositifs sensibles au oouple et sensibles à la vitesse, ces dispositifs agissant en opposition l'un par rapport à l'autre. L'embrayage qui vient d'être décrit sera désigné dans ce qui va suivre,d'une façon générale, par la lettre A. Il y a trois autres disposi- tifs d'embrayage B, C, D disposés oôte à oôte avec l'embrayage A et de construction identique à la construction de ce dernier embrayage.
Les éléments correspondants des embrayages B, C, D seront désignés par les mêmes nombres de référenoe que dans le cas de l'embrayage A, ces nombres étant toutefois suivis du suffixe B, C ou D suivant le cas. Il n'est pas nécessaire de donner une nouvelle desoription de ces embrayages eux-mêmes puisqu'ils sont construits de la même façon que l'embrayage A ; il suffit d'indiquer que les disques 48B, 48C, 48D sont tous reliés ensemble par paires au moyen de biellettes 50B, 50C, 50D.
Le support 68B constituant l'élément entraîné de l'embraya- ge B est olaveté sur un manchon 70 qui est libre de tourner sur l'arbre 36. Le support 68C est claveté sur un manchon 72 qui entoure le manchon 70 et qui est libre de tourner sur ce manohon; enfin, le support 68D est claveté sur un manohon exté- rieur 74 qui entoure le manohon 72 et qui est libre de tourner par rapport à celui-ci.
Le manchon 74 porte une roue solaire 76 oonstituant l'élé- ment moteur d'un train d'engrenages épicycloïdal D1. Le manchon
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72 porte une roue solaire 78 qui constitue l'élément moteur d'un train d'engrenages épioyoloidal Cl et également une roue solaire 80 de plus grandes dimensions que les roues simi- laires 76, 78, cette roue 80 oonstituant l'élément entraîné du train d'engrenages D1. De même le manohon 70 porte une roue salaire 82 analogue aux roues 76, 78, cette roue 82 oons- tituant l'élément moteur du troisième train d'engrenages épi- oyoloidal B1;ledit manchon 70 porte également une roue solai- re 84 de plus grandes dimensions, cette roue oonstituant l'élé- ment entraîné du train d'engrenages C1.
Les trois trains d'engrenages sont analogues à tous points de vue; l'élément intermédiaire de chaque train est constitué par quatre paires de pignons planétaires 86,88 de différentiel.
Les pignons 86,88 de chaque paire sont portés par un axe 80 90 et les quatre axes sont montés dans des roulements à bil- les 92 portés eux-mêmes par un support de planétaires 94; ce dernier est libre de tourner vers l'avant, c'est-à-dire dans' la direction de la flèohe représentée sur la figure 2, mais il ne peutpas tourner en¯sens inverse du fait de l'existence d'un méoanisme à rochet qui sera décrit ci-après.
Dans chaque train d'engrenages, le pignon 86 qui engrène aven la roue solaire motrice (76,78 ou 82) a un plus grand diamètre que le pignon 88. Chaque train d'engrenages agit dono comme un réducteur de vitesse lorsqu'il est en action, o'est-à- dire lorsque les réactions sont telles que le support de pla- nétaires 94 tend à tourner vers l'arrière, mais en est empêché par le mécanisme à roohet. Si on empêche de tourner les élé- ments du train d'engrenages les uns par rapport aux autres, c'est-à-dire si les roues solaires motrioe et entraînée sont bloquées l'une par rapport à l'autre, le train d'engrenages tourne vers l'avant comme s'il constitutait un tout.
Les pignons planétaires de plus faible diamètre 88B du train d'engrenages B1 engrènent avec une roue solaire entraînée
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extrême 94 qui est montre sur le manohon 34 portant les dents d'embrayage avant 32. Les pignons 88B engrènent également avec un anneau 98 denté intérieurement monté de telle façon qu'il tourne librement sur le manchon 34 ; ledit anneau 98 porte des dents d'embrayage 100 qui peuvent venir en prise avec les dents d'embrayage 30 du manchon 26, lorsque ce manchon est déplaoé vers la gauche à partir de la position neutre représentée sur la fig. 1.
On va supposer maintenant que les dents dembrayage 30,32 pour la marche avant sont en prise, que la vitesse de l'arbre moteur est faille et que le oouple de résistance appliqué à 11 arbre entraîné 20 est grand. Les disques 40,48... se trou- veront dans les positions relatives représentées sur les fig.
4 et 5 et, par oonséquent, tous les embrayages A, B, C, D seront débrayés. Les supports 68A, 68B, 68C et 68D ne se trouveront donc pas entraînés. Lorsque la vitesse augmente les bras centrifuges 42 tendent à se déplacer vers l'extérieur, ce mouvement étant toutefois contrecarré par le couple qui prend naissanoe entre les différentes paires de disques 40,48..
Ce oouple est plus élevé entre les disques 40 et 48 de l'em- brayage A et il est moindre entre les disques correspondants de l'embrayage D. En conséquence, l'embrayage D sera mis en prise le premier. Ainsi le support 68D sera entraîné, le mouve- ment étant transmis au train d'engrenages D1. Puisque les supports 68A, 68B et 68C sont libres de tourner, la réaction entre la roue solaire 76 et l'arbre entraîné 22 tendra à fai- re tourner les trois supports de planétaires et le mécanisme à roohet absorbera cette réaction. Les trois trains d'engrenages agiront par oonséquent en série et l'arbre entraîné 22 tournera à sa vitesse la plus faible, le rapport de transmission étant ta égal au produit des supports individuels des trois trains.
On comprend maintenant que, si la vitesse du moteur augmen- te, il arrivera un moment où les bras centrifuges 42 de l'@@
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brayage C pourront être déplacés vers l'extérieur,le oouple étant supposé resté constante L'embrayage C sera, par oonsé- quent, mis en prise et le support 68C sera entraîné. L'au- brayage D reste évidemment en prise et il en résulte que la roue solaire motrice 76 se trouve bloquéepar rapport à la roue solaire entraînée 80. Ainsi le train d'engrenages Dl est mis hors d'action puisqu'il est contraint de tourner vers l'avant comme s'il constituait un tout, le oliquet du mé- oanisme à roohet associé à ce train d'engrenages sautant sur les dents du mécanisme à rochet.
Toute la commande se fera a- lors au moyen de la roue solaire motrice 78 du train d'engre- nages C1. Dans ce cas, seuls les trains d'engrenages C1 et B1 seront en jeu ; vitesse de l'arbre entraîné 24 sera, par oonséquent, plus élevée. Si la vitesse augmente encore, le cou- ple restant constant, l'embrayage B sera mis en prise. Dans ces oonditions, les roues solaires 78, 84 seront également blo- quées l'une par rapport à l'autre et le train d'engrenages C1 tournera vers l'avant oonme s'il tonnait un tout, toute la commande étant faite par la roueolaire 82 et le train d'en- grenages B1 seul étant en action. Il est évident que, si une nouvelle augmentation de vitesse se produit, l'embrayage A sera mis en prise, ce qui mettra en action le train d'engrena- ges B1.
A ce moment, toute la transmission épioyoloïdale sera mise hors d'aotion et un entraînement par prise direote
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sera obtenu par l'inthermiJk1iài'#'e de l'embrayage A. 0nVdéorit le fonctionnement de la transmission en supposant une vitesse croissante et un couple oonstant. Il est clair que la même sui- te d'opérations se produira si la vitesse reste constante et si le couple diminue. Il est également évident que les opéra- tions se succéderont dans l'ordre inverse si la vitesse dimi- nue et si le oouple est constant ou bien si le oouple augmente et si la vitesse est constante. Dans ces deux derniers cas, le rapport de transmission diminuera progressivement. Ainsi,
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le rapport de transmission s'ajuste automatiquement et de lui- même aux conditions de marche.
La même suite d'opérations se produira lorsque la trans- mission se fera en sens inverse, l'énergie étant, dans ce cas, transmise à partir du train d'engrenages final B1 par l'inter- médiaire de l'anneau denté intérieurement 98 et des dents d'embrayage 30-100. La seule différenoe résidera dans le fait que toutes les vitesses sont moins élevées.
Le mécanisme à roohet qui empêohe la rotation du support de planétaires 94 vers l'arrière ou en sens inverse est repré- senté sur la figure 3. Le dit support 94 présente, à sa péri- phérie,desencoches 102 qui constituent des dents de roue à rochet. Avec ces dents peut venir en prise un cliquet 104 sus- ceptible de pivoter sur l'extrémité d'un bras 106 lui-même articulé en un point fixe 108 du carter. Un ressort à lame 110 appuie contre le bras 106, ce qui a pour effet de maintenir le aliquet 104 en prise avec la périphérie munie de crans du sup- port 94.
On comprend que, lorsque la réaction motrioe tend à faire tourner le support de planétaires dans le sens de la flè-
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ohe, o'est-à-dire en sens inverse le bras 106 est poussé vers la droite, ce qui a pour efet de courber le ressort 110. Toute- fois, lorsque ce fait se produit, le bord incurvé de droite du bras 106 roule sur le ressort recourbé 110 et vient, par oonsé- quent, en contact avec celui-ci en un point qui se- rapproche progressivement du point de fixation 112 du ressort en ques- tion. La résistance à la rotation du support de planétaires en sens inverse augmentera , par conséquent, rapidement. Ce méca- nisme à rochet permet donc d'absorber tout choc pouvant être provoqué par la mise en prise d'une dent et du oliquet.
Le support de planétaires 94D diffère des deux autres sup- ports de planétaires par le fait que les encoches sont à dou-
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ble extr.3m1té et se t!l7O.uvent, par oonséquent,na.ulies de faces 114 regardant vers l'avant. Ces faces de dents coopèrent avec
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un second cliquet 116 qui est normalement maintenu hors de prise, mais qui peut être déplacé pour venir en contact avec les faces 114 des dents grâce à une connexion non représentée établie entre le dit cliquet et la fourche 28 qui est action- née lorsque le manchon 26 est déplacé vers la gauche pour ame- ner les dents 30 en prise avec les dents 100 de la marche arriè- re.
Ce cliquet supplémentaire 116 actionné de cette manière est néoessaire puisque, lorsqu'on utilise la marche arrière , la réaction sur le support de planétaires 94D se fait vers l'a- vant, o'est-à-dire en sens inverse des aiguilles d'une montre si l'on considère les figures 2 et 3.
Les figures 7 et 8 montrent une boite de vitesses qui n'est pas spécialement adaptée pour être utilisée dans les véhicules automobiles mais qui peut être appliquée dans le cas où il est nécessaire d'avoir une prise directe et un dispositif réducteur de vitesse. Cette variante comporte également l'utilisation d'un embrayage actionné à la main.
Sur l'arbre moteur 117 est claveté un manchon 118 muni d'une large bride 120 portant elle-même une saillie oylindri- que 122. Un jeu de six anneaux plats 124 analogues aux anneaux 60 de la figure 1 sont montés à l'intérieur de la saillie 122, ces anneaux étant contraints de tourner en même temps que la dite saillie, mais étant libres de se déplacer dans la direction de l'axe. Les dits anneaux sont placés entre une plaque annulaire 126 fixée sur le bord de la saillie 122 et une plaque mobile 128 permettant de faire pression. Cette dernière plaque peut être actionnée par l'intermédiaire de boutons 130 et de leviers 132 pivotant sur des pattes 134 disposées à la périphérie de la bride 120. Les extrémités des leviers 132 sont actionnées par un manchon coulissant 136 lui- même actionné par un levier à fourche 138 manoeuvré à la main.
Il est évident que, si l'on fait pivoter ce levier à fourohe 138 vers l'embrayage, la plaque de pression 128 sera déplacée
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vers la droite, ce qui aura pour efet de serrer les anneaux 124 les uns contre les autres.
Entre les anneaux 124 sont placés cinq disques 140 pouvant tourner librement et montés sur des axes 142 fixés à un support 144. Lorsque les anneaux 124 sont pressés les uns contre les autres, pomme on l'a décrit ci-dessus, les disques 140 ne peu- vent pas tourner autour de leurs axes 142 et, par conséquent, le support 144 se trouve embrayé par rapport à l'arbre moteur.
Le support 144 est relié à un disque 146 dont le bord com- porte quatre encoches 148 dans lesquelles peuvent venir s'enga- ger des doigts 150 dirigés vers l'intérieur et faisant partie de quatre bras centrifuges 152. Ces bras sont articulés sur une bride 154 olavetée sur un manohon 156 monté lui-même de façon à pouvoir tourner sur l'arbre 117 ledit manohon portant une roue solaire 158. Cette dernière engrène avec un pignon 160 de plus grand diamètre et faisant partie d'une paire de pignons planétaires de différentiel, paire dont l'autre pignon 162 engrène avec une roue solaire 164 portée par un manchon 166 qui est l'organe entraîné de la boîte de vitesses. Le prolonge- ment de ce manohon au-delà du carter peut porter une roue den- tée 168 ou tout autre dispositif de transmission de mouvement tel qu'une poulie pour oourroie.
Il existe plusieurs paires de pignons planétaires 160-162 disposées uniformément autour d'un support de planétaires 170 qui est monts de façon qu'il puisse tourner librement sur les manchons 156 et 166. Au support de planétaires est fixée une roue à rochet 172 dont les dents sont en prise avec un oliquet 174 articulé à une tige mobile 176 poussée par un ressort.
Le manohon 156 porte, en plus de la bride 154, une seconde bride 178. Entre les deux brides est placé unjeu de plaques de friction 180 munies d'encoches destinées à recevoir des bou- lons 182 qui les obligent à tourner avec les deux brides et, par oonséquent, avec la roue solaire d'entraînement 158. Entre
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oes plaques de friotion sont disposées d'autres plaques de friotion 184 qui comportent des encoches destinées à recevoir des tiges 186 portées par le support de planétaire 170. Sur la bride 154 sont artioulés des leviers coudés 188 qui passent au-dessus des bras centrifuges 152. Lorsque ces derniers se déplacent vers l'extérieur, les leviers coudés 188 pivotent pour venir occuper une position indiquée en pointillé sur la fig. 7.
Ce mouvement les amène à exercer une pression sur la plaque de friction adjaeente 180, ce qui oblige toutes les plaques de friction à se serrer les unes contre les autres.
On voit maintemant que, lorsque l'arbre de commande tour- ne dans le sens de la ,'lèche représentée sur la fig. 8 et lors- que l'embrayage 124-140 est en prise, l'énergie sera transmi- se à la roue solaire 158 par l'intermédiaire des faoes latéra- les des enooohes 148, des doigts 150, des bras oentrifuges 152, de la bride 154 et du manchon 156. Le couple de réaction tendra par oonséquent, à maintenir les bras centrifuges 152 dans leur position vers l'intérieur.
La force centrifuge exercée sur ces bras s'opposera, toutefois, au oouple de réac- tion et si les conditions sont telles que ces bras puissent se déplacer vers l'extérieur d'une façon suffisante pour que l'embrayage 180 - 184 soit en prise, le support de planétaires 170 sera bloqué par rapport au manchon 156 et, par oonséquent, par rapport à la roue solaire de commande 158. La roue à ro- ohet 172 tournera, par conséquent, vers l'avant et le oliquet 174 sautera sur les dents en question; dans ces oonditions, le manohon 166 tournera à la même vitesse que l'arbre moteur 117.
Si, à ce moment, le couple augmente ou si la vitesse di- minue d'une façon suffisante pourque l'embrayage 180 - 184 cesse d'être en prise, le support de planétaires 170 tendera à tourner vers l'arrière mais il en sera empêché par le cli- quet 174 ; dans ces conditions, l'engrenage épicycloïdal 158 - 160-162-164 entrera en aotion et le manohon 166 sera entraîné
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à une vitesse plus faible que oelle de l'arbre moteur 117.
Les figures 9 et 10 montrent une boîte de vitesses, munie d'un dispositif de priser directe, d'un dispositif réducteur de vitesse et d'un dispositif de marche arrière; elle comporte Salement un embrayage à action centrifuge qui remplaoe 1'en- brayage actionné à la main représentésur les figures 7 et 8.
L'arbre de commande 190 porte une large bride 192 sur laquelle sont articulés des bras centrifuges 194 ; sur ces derniers por- tent les extrémités de leviers coudés 196 pivotant en 198 entre des pattes 200 qui s'étendent à partir du bord de la bride 192. Les branches les plus courtes 202 de ces leviers coudés portent sur une plaque annulaire 204. Entre la bride 192 et la plaque 204 est disposée une série de six anneaux plats ou bagues 206 dont les bords extérieurs portent des en- coches destinées à reoevoir des pattes 200 de telle façon que les dits anneaux soient obligés de tourner avec la bride 192.
Entre ces anneaux 206 sont articulés un certain nombre de jeux de cinq disques rotatifs 208 analogues aux disques 62 de la figure 1, et monter de façon qu'ils puissent tourner librement sur des axes 210 portés par un support 212. On voit que, lorsque l'arbre 190 ne tourne pas, l'embrayage constitué par les bagues 206 et par les disques rotatifs 208 n'est pas en pri- se ; mais, lorsque la vitesse de l'arbre moteur augmente, les bras centrifuges 194 sont désiplacés progressivement vers l'ex- térieur, ce qui oblige les branches 202 des leviers coudés 196 à agir sur la plaque 204 ; il en résulte que les anneaux 206 et les disques 208 sont pressés les uns contre les autres, ce en question qui empêche les disques 208/ de tourner.
Ainsi, le support 212 tourne à la même vitesse que l'arbre de commande 190 lorsque la vitesse de cet arbre atteint une certaine valeur.
Ce support 212 est olaveté sur un arbre 214 qui a même a@e que l'arbre moteur 190 et qui porte un anneau 216 denté inté- rieurement. Avec cet anneau engrène une série de quatre pignons
Planétaires 218 montés de façon au'ils puissent tourner au-
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tour d'axes 220 portés par un support de planétaires 222, ce dernier étant plaveté sur un mapohon 224 qui est monté de façon qu'il puisse tourner Iioreiiient sur un arbre entraîné
226 ayant même axe que les\arbres 190 et 214.
Le manchon 224 comporte une bride 228 à son extrémité la plus éloignée du support d planétaires 222 ; cette bride est munie d'encoches
230 dans lesquelles s'engagent les branches oourtes 232 de bras oentrifuges 234 ; branohes qui s'étendent vers l'inté- rieur. Ces bras 234 pivotent en 236 sur un disque 238 monté de façon qu'il puisse tourner liorement sur le manchon 224, ce disque étant muni de pattes 240.
Entre ces pattes peuvent pivoter des leviers coudés 242 qui permettent de transmettre le mouvement des bras centrifuges 234 vers l'extérieur à une plaque de pression 244 ; entre cette plaque et le disque 240 sont placées trois plaques d'embrayage; les deux plaques exté- rieures 245 sont munies d'encoches à leurs bords extérieurs, encoches qui sont destinées à reoevoir les pattes 240 ; laplaque intérieure d'embrayage 247 est clavetée comme on l'a montré en 246 sur un manchon 248 ; ce dernier porte une roue solaire 250 qui engrène avec les pignons planétaires 218 ; il porte également une roue à roohet 252.
Si l'on suppose maintenant que l'embrayage 245, 247 n'est pas en prise, on voit que, si l'anneau 216 denté inté- rieurement tourne dans le sens de la flèche représentée sur la figure 10, le support de planétaires 222 tend à tourner dans le même sens. La réaction sur la roue solaire 250 sera en sens inverse, mais la dite roue sera empêchée de tourner dans ce sens du fait de l'existence d'un oliquet 254, Le support de planétaires tournera ainsi en sens inverse des aiguillesd'une montre à une vitesse plus faible que la vitesse de l'anneau 216.
Le manohon 224, la bride 228 et le disque 238 seront donc en- traînés à vitesse réduite . Les pattes 240 sont reliées, au moyen d'une oonneotion 256 à dents d'embrayage, à une pièce 258
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tournant librement sur l'arbre 226 et olavetée aur une pièce d'embrayage d'embrayage 260. Normalement cette pièce /260 est en prise avec des dents d'embrayage 262 disposées sur un manchon oou- lissant 264 qui peut être actionné par une fourche 266 ; mais sur le dessin ces dents 262 et la pièce d'embrayage 260 sont montrées dans leur position de non embrayage.
Le manohon 264 est olaveté sur l'arbre entraîné 226 ; en résulte que cet arbre qui est l'arbre de sortie de la boîte de Vitesses est entraîné à une vitesse réduite par 1intermédiaire de l'engre- nage épicycloïdal 216,218, 250.
Si maintenant la vitesse augmente, le couple restant le même, les bras centrifuges 234 se déplaoent vers l'extérieur et ce mouvement est transmis par les leviers 242 à la plaque 244, ce qui a pour effet de mettre en prise l'embrayage 245, 247. Il en résultera que la roue solaire 250 sera bloquée par rapport au disque 238 et par rapport au support de plané- taires 222. L'engrenage épicycloïdal tournera donc en sens inverse des aiguilles d'une mcntre oonme s'il formait un tout, le oliquet 254 sautant sur la roue à roohet 252. De cette façon, l'arbre entraîné 226 tournera à la même vitesse que l'arbre moteur 190, étant supposé que l'embrayage centrifuge 206,208 est en prise.
Corme dans les modes de réalisation précédemment déorits, une augmentation du oouple tendra à provoquer le débrayage et une augmentation de vitesse tendra !au oontraire à le réaliser. Ainsi la mise en jeu du train épicycloïdal se produira si le oouple tombe au-dessous d'une certaine valeur pour une vitesse constante ou si la vitesse dépasse une certaine valeur le couple étant constant. Lorsque l'une ou l'autre de ces conditions est renversée , le train épioyoloidal entre de nouveau en action automatiquement.
La pièce d'embrayage 260 est munie de dents 268 engrenant avec des pignons 270 qui tournent sur les axes 272, ces der- niers étant montés sur une oloison 274 faisant partie du oar-
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ter 276. Ces pignons 270 engrènent également avec un anneau denté intérieurement 278, cet anneau étant monté de façon qu'il puisse tourner dans des roulements à billes 280 et étant muni de dents d'embrayage 282. Si l'on manoeuvre la fourche 266, les dents d'embrayage 262 peuvent être mises en prise avec les dents d'embrayage 282 à la suite de quoi l'arbre'entraîné 226 tournera dans le sens des aiguilles d'une montre. De cette façon, un dispositif de marche arriè- re peut être réalisé.
Le oliquet 254 (fig. 10) est articulé en 286 sur une tige 288 poussée par un ressort. De cette façon, le choc résultant de la mise en prise du cliquet et des dents avec lesquelles il ooopéré , est amortit par le ressort comme dans leYdu mode de réalisation de la fig. 8. Des plaques latérales 284 montées sur le oliquet 254 embrassant la roue à roohet 252 (le frottement étant très léger grâce à la présence d'une pellioule d'huile lubrifiante) tendent à maintenir le oliquet éoarté des dents de la roue à roohet lorsque celle-ci se déplaoe par rapport au oliquet et tendent également à mettre en prise de nouveau le dit oliquet avec les dents lorsque la roue à rochet commence à tourner dans le sens inverse.
Le mode de réalisation représenté sur les fig. 11 et 12 diffère de oelui qui a été représenté sur les fige 9 et 10 simplement par le fait qu'il existe trois trains épicycloïdaux analogues aux train 216, 218, 250 et qu'il existe également trois embrayages actionnés automatiquement, embrayages qui sont analogues à l'embrayage 245, 247. Les mêmes nombres de référence ont été utilisés sur la fig. Il et sur la fig. 9, mais sur la fig. 11 les organes oorrespondants des deuxième et troisième trains épicycloïdaux et embrayages portent des nombres de référence suivis des lettres a et b respeotive- ment.
Pour suivre le fonctionnement de mécanisme, il suffit
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de remarquer que l'élément 238, au lieu d'être directement relié à l'élément 258 comme dans le cas de la fig. 9, est relié à l'anneau denté intérieurement 216 la du second train épicycloïdal de même l'élément 238a du second méoanisme d'embrayage est re- lié à l'anneau denté intérieurement 216b du troisième train épicycloïdal. La liaison entre l'élément 238b du troisième train et l'élément 258 qui porte l'organe d'embrayage 260 est exactement analogue à oelle qui a été déorite à propos de la fige 9.
On comprendra que ce méoanisme fonotionne d'une manière analogue au mécanisme qui a déjà été décrit à propos de la fig. 1. Si les conditions de marche sont telles que les trois embrayages 245, 247 ne soient pas en prise, les trois trains épicycloïdaux seront en action et l'arbre entrainé tournera à sa vitesse la plus faible . Une augmentation de vitesse ou une réduction du oouple provoquera le bloquage du premier train ou train de gauche, ce qui mettra ce train hors d'ao- tion. Une nouvelle augmentation de la vitesse ou une nouvelle réduction du oouple mettra hors d'action le second train 216a, 218a , 250a et ensuite la misa hors d'action du train 216b, 218b, 250b . Lorsque ceci a lieu, la prise directe est obtenue.
Des changements dans les oonditions de marche mais dans l'ordre inverse auront pour effet de mettre en action d'abord le train de droite puis le second train et finalement le premier train; à ce moment, l'arbre entraîné tournera de nouveau à sa vitesse la plus faible par rapport à la vitesse de l'arbre moteur.
La fig. 12 montre en bout et en élévation les organes de l'embrayage centrifuge 206,208 vu de la droite; cette figure peut être -considérée comme une représentation de l'embrayage similaire montré en coupe sur la fig. 9.
Les fig. 13, 13a, 14 et 15 sont des vues analogues aux fig. 7 et 8 et aux fig. 9 et 11, mais elles se rapportent à un autre mode de réalisation analogue au mode de réalisation repré-
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senté sur les dites figures, sauf que le mécanisme des fig. 13 à 15 ne oomportent qu'un train d'engrenage supplémentaire et un embrayage. Les organes oorrespondants portent les mêmes réfé- renoes que dans le cas des fig. 7 et 8, les organes du train d'engrenage et de l'embrayage supplémentaires ayant toutefois une référence suivie de la lettre a . La roue dentée 16@ est placée à l'intérieur du carter de la boite de vitesses et elle engrène avec une roue dentée 169 montée sur un arbre 171 qui est l'arbre entraîné finalement.
Le mécanisme à oliquet repré- senté sur la fig. 14 diffère de celui qui a été montré sur la fig. 8. Le cliquet 174 peut pivoter sur un levier 175 qui est lui-même articulé en un point fixe 177 et qui est poussé vers le bas par une tige 179 munie d'un ressort et agissant par l'intermédiaire d'un levier 181 à surface oourbe . Lorsque le choc supporté par le oliquet 174 fait osciller le levier 175 vers le haut, le bord supérieur de ce levier roule sur la sur- face inférieure inolinée du levier 181 et le point de oontaot des deux surfaces se déplaoe vers la gauche, ce qui augmente le rapport des bras de leviers entre le ressort 183 et le levier 175. De cette façon, la résistance élastique que forme le oli- quet augmente très rapidement.
Le cliquet est pourvu de plaques latérales 285 analogues aux plaques latérales 284 de la fig, 10, les dites plaques agissant de la même manière que dans le oas de cette dernière figure.
Le mode de fonotionnement des deux trains épioyololdaux de la fig, 13 se comprend faoilement d'après la desoription qui a déjà été donnée du méoanisme représenté sur la figure 1 et du mé- oanisme représenté sur la fig. 11; un de ces trains d'engrenage ou les deux seront mis hors d'aotion ou entreront en action sui- vant la nécessité et suivant la valeur du couple et de la vites- se.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 1, chaque embrayage B, C ou D doit transmettre tout le
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oouple à la roue solaire motrice du train d'engrenages approprié . Danun autre mode de réalisation de l'invention, les embrayages correspondants ( 184, 186, eto..ur les figures
1 7 et (3, 245,247, eto... sur les figures 9 et 11) supportent seulement une partie du oouple et peuvent,par conséquent, être de plus petites dimensions .
REVENDICATIONS.
1. Mécanisme de transmission à vitesse variable ,oom- prenant au moins un train d'engrenages épioyoloidal dont un des éléments ( 94 ou 170 ou 250) est libre de tourner vers l'avant mais est empêché de tourner en sens inverse, ce mé- canisme étant caractérisé par le fait que des moyens sont prévus pour mettre hors d'action le dit train d'engrenages sous l'action oonjointe d'éléments sensibles à la vitesse et sensibles au couple.
2. Mécanisme tel que oelui revendiqué sous 1) oaraoté- risé par le fait que le train d'engrenages épicycloïdal ou chaque train est un train réducteur de vitesse et par le fait que le dispositif de mise hors d'action est tel qu'il agisse lors d'une augmentation de la vitesse ou d'une diminution du oouple.
3. Mécanisme tel que oelui revendiqué sous 1) ou 2) et caractérisé par le fait que le dispositif de mise hors d'aotion est constitué par un embrayage à friotion ( 60, 62 ou 245,247 ou 180,184 ) permettant de bloquer l'un par rapport à l'autre deux des organes ( 76, 80 ou 158,170 ou 222,250 ) du train épioyoloïdal lorsque le dit embrayage à friotion est mis en prise.
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