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Changement de vitesse automatique à pignons, notamment pour véhicules à moteur.
On connaît déjà des changements dé vitesse à pignons à commande automatique pour véhicules automobiles compor- tant entre le moteur et chaque rapport de démultiplication un embrayage indépendant commandé par la force centrifuge et dans lesquels chacun des rapports de démultiplication, sauf le rapport le plus élevé, comporte une roue libre qui permet, lors de la mise en prise des rapports suivants, le
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dépassement de ce rapport. Dans l'un des dispositifs proposés antérieurement, les masselottes centrifuges de tous les embrayages sont portées par le volant du moteur, de sorte qu'elles tournent toujours à la même vitesse que le moteur.
Il en résulte que chaque rapport de vitesse ne peut être utilisé qu'entre des limites assez rapprochées de vitesses de rotation du moteur, alors qu'on tend en général à entrainer le véhicule, dans chacun des rapports de vitesse, entre des limites aussi étendues que possible de vitesses de rotation du moteur.
Dans les autres changements de vitesse à pignons à commande automatique également connus et comportant plus de deux rapports, seules les masselottes centrifuges de l'embrayage commandant la première vitesse sont actionnées directement par le moteur. Des masselottes centrifuges des embrayages commandant les rapports suivants sont par contre toutes disposées sur l'arbre de sortie, de sorte que la com- mande du deuxième rapport et des rapports suivants est mise sous la dépendance directe de la vitesse du véhicule. Ce mode de construction présente donc également l'inconvénient de ne pas permettre l'entrainement du véhicule, dans chacun des rapports de vitesse, entre des limites aussi étendues que possible de vitesses de rotation.
Pour remédier à cet inconvénient , le changement de vitesse à pignons, à commande automatique et comportant plus de deux rapports de votesses objet de la présente invention, comporte sur l'embrayage commandant la première vitesse des masselottes centrifuges qui sont, comme dans les dispositifs antérieurs, entrainées directement par le moteur; mais l'en- trainement des masselottes centrifuges des embrayages comman- dant les rapports de vitesse suivants s'effectue en rétroaction depuis le changement de vitesse, par l'intermédiaire des pignons moteurs, au moment considéré et appartenant au rapport
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en prise à ce Moment, et à partir de l'arbre de sortie dans le cas de la prise directe.
Pour permettre ce mode de commande, les masselottes centrifuges de l'embrayage du premier rapport de vitesse sont portées par le volant du moteur, tandis que les masse- lottes centrifuges des échelons suivants sont portées par des moitiés d'embrayage, reliées aux roues motrices des différents rapports par des arbres creux emboités qui tour- nent fous sur l'arbre de sortie du changement de vitesse lorsque celui-fi comporte une prise directe ; l'extrémité de l'arbre de sortie orientée vers le moteur porte elle- même la moitié d'embrayage commandant la prise directe.
La disposition est avantagedsement telle que tous les embrayages sont disposés concentriquement les uns dans les . autres, sans dépasser le diamètre du volant du moteur.
Les rapports des vitesses et leurs roues libres sont préférablement agencés de telle sorte qu'aucun des pignons du changement de vitesse ne tourne à une vitesse supérieure à la vitesse momentanée correspondante du moteur.
Dans les changements de vitesses à trois rapports, la roue libre du premier rapport est, d'après l'invention, disposée dans le pignon entrainé correspondant monté sur l'arbre de renvoi, tandis que la roue libre du deuxième rap- port est disposée dans le pignon entraîné depuis l'arbre de renvoi et monté sur l'arbre de sortie du changement de vitesse.
Afin de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation, pria à titre d'ex- emple aucunement limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. I est une coupe d'un changement de vitesse à trois rapports ;
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La fig. 2 est une vue en élévation et en coupe par- tielles d'une enveloppe cylindrique appartenant à l'embrayage, servant de support pour les masselottes centriîuges et com- portant des masselottescentrifuges disposées à sa périphérie:
La fig. 3 est une vue en plan partielle de deux masse- lottes centrifuges voisines ;
La fig. 4 montre un ressort hélicoïdal en forme de tore qui empêche 1'écartèrent centrifuge prématuré des mas- selottes de l'embrayage, et
La fig. 5 montre schématiquement l'une des roues dentées de la transmission contenant la roue libre.
Comme le montrent les figures, le volant 1 d'un mo- teur, non figuré, comporte sur sa face orientée vers le chan- gement de vitesse, deux prolongements cylindriques concentri- ques 2 et 3. L'enveloppe cylindrique 3 porte à intervalles de 60 des paires de goujons 4 qui servent à entrainer et à guider les masselottes centrifuges 5 disposées à la périphé- rie de l'enveloppe cylindrique. Ces masselottes sont cons ci- tuées par des segments d'anneaux et comportent des garnitures de friction 6. Pour éviter le déplacement axial des segments d'anneaux, les goujons 4 ( voir fig. 3 ) pénètrent dans des rainures de guidage 7 de ces segments.
Les masselottes 5 comportent au milieu de leur périphérie une échncrure 8 dans laquelle est logé un ressort hélicoïdal 9 en forme de tore qui empêche les masselottes de s'écarter trop t8t de leur position sous l'action de la force centrifuge. Lors- que les masselottes 5 s'écartent de leur centre de rotation, elles viennent s'appliquer contre la paroi du tambour 10 lequel assure l'entraînement du premier rapport de vitesses, comme il sera dit plus loin.
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Le deuxième rapport de vitesse coopère avec le tambour II qui à son tour est accouplé au prolongement cylindrique 2 du volant. Mais dans cet embrayage, les goujons 12 et les masselottes centrifuges 13 sont situés sur le tambour II relié au deuxième rapport de vitesses et sont appliqués sur le prolongement cylindrique 2 du volant. Les masselottes centrifuges sont comme précédemment constituées par des segments d'anneaux et comportent sur leur face externe des garnitures de friction 14. La face externe des segments annu- laires comporte, au milieu de ceux-ci, une échancrure 15 qui reçoit un ressort hélicoïdal 16 en forme de tore.
L'arbre 17 duchangement de vitesse qui transmet le couple à l'essieu moteur porte à son extrémité orientée vers le volant et tournant dans celui-ci un tambour 18 dont il est rendu solidaire. L'enveloppe de ce tambour porte à nouveau des paires de goujons 19 et des masselottes centri- fuges 20, guidées par ceux-ci et constituées par des segments annulaires comportant des garnitures de friction 21. Ces segments annulaires comportent également une échancrure 22 qui reçoit un ressort hélicoïdal en forme de tore 23 . Les garnitures de friction des masselottes centrifuges sont appli- quées sur la paroi interne du prolongement cylindrique 3 somidaire du volant I.
Comme le montre par ailleurs la fig. I, le tambour IO est solidaire de la roue 24 du premier rapport qui entraîne l'arbre de renvoi, tandis que le tambour II est solidaire du pignon 25 du deuxième rapport entraînant l'arbre de renvoi.
Les deux tambours 10 et II, respectivement les pignons 24 et 25 qui en sont solidaires, tournent fous l'un dans l'autre et sur l'arbre 17 du changement de vitesse. Les roues 24 et 25 engrè- nent avec les roues 26 et 27, la roue 27 étant clavetée sur
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l'arbre de renvoi, tandi,s que la roue 26 est reliée par une roue libre à un support de galets29 solidaire de l'arbre de renvoi 28. Sur l'arbre de renvoi 28 est clavetée la roue 31 qui entraîne, par l'intermédiaire de la roue 32, l'arbre 17 du changement de vitesse. La roue 32 à sontour tourne folle sur le support de galets 33, solidaire de l'arbre 17, des galets de roue libre 34 étant interposés entre la couronne dentée 32 et le support de galets 33.
Le fonctionnement du changement de vitesse ainsi dé- crit est alors le suivant :
Lorsque le volant I est entraîné par le moteur, les masselottes 5 sont entraînées par les goujons 4 fixés sur le prolongement cylindrique 3. Le ressort 9 empêche les masselottes de se déplacer vers l'extérieur pour de faibles vitesses, par exemple lorsque le moteur tourne à vide. Ce n'est que lorsque cette vitesse est dépassée et commence à croître que les garnitures 6 viennent peu à peu s'appliquer sur le tambour 10 et entraînent également ce tambour. La première vitesse est ainsi mise en prise et le couple est transmis par le pignon 24, solidaire du tambour 10, au pignon 26, de celui-ci, par l'arbre de renvoi 28, au pignon 31 et de ce dernier au pignon 32 et à l'arbre 17. Comme le montre la fig.
5, les roues 26 et 33 tournent dans la direction de la flèche A par rapport à leur support de galets 29 et 33, les galets de roue libre 30 et 34 se coincent dans leurs supports de galets et provoquent la rotation de ceux-ci et, partant, des arbres 28 et 17 sur lesquels ils sont clavetés. Le véhicule commence donc à avancer lentement en première vitesse.
La roue 27 de l'arbre de renvoi 28 commence alors également à tourner et entraîne la roue 23 et le tambour II solidaire de celle-ci. Si, en première vitesse, le rapport entre la vitesse de rotation du moteur et l'arbre de renvoi est de 2 : 1,et si les deux roues 27 et 25 de la deuxième vitesse présentent un rapport de I :1, la vitesse de rotation du moteur
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peut, dans le premier rapport de vitesse, augmenter jusqu'au double de sa valeur avant que ne s'effectue la prise de la deuxième vitesse dont l'embrayage doit présenter la même force centrifuge ou la même force d'application pour une même vitesse de rptation que celui de la première vitesse.
Lorsque les garnitures de friction 14 sont appliquées sur la paroi du cylindre 2 et si le tambour II est entraîné par le volant, l'arbre de renvoi 28 tourne à la même vitesse que le moteur ou que le tambour II. Le support de roue libre 29, solidaire de l'arbre de renvoi 28, se dégage du coincement des galets de roue libre 3Ô en direction A, dès que sa propre vi- tesse de rotation dépasse celle du pignon 36, et avance donc par rapport à la couronne dentée 26.. De ce fait, la deuxième vitesse est mise en prise sans qu'il ait été nécessaire de débrayer la première.
On suppose par ailleurs que les deux roues 31-32 ont également un rapport de démultiplication de 2: 1. Lors du déplacement en deuxième vitesse, la vitesse de rotation de l'arbre entrainé 17 serait donc égale à la moitié de la vitesse de rotation du moteur. Si alors l'embrayage centrifuge de la troisième vitesse présente, pour une même vitesse(de rotation,, la même action que les:-embrayages de première et deuxième vitesses, l'embrayage de la troisième est également mis en prise par application des garnitures 21 sur la paroi interne du prolongement cylindrique 3 solidaire du volant, pour une même vitesse de rotation du moteur: Comme précédem- ment, le support de galets de roue libre 33 se dégage du c.oin- cement de ses galets 34 et avance par rapport à la couronne dentée 32 en direction A.
En prise directe, les trois em- brayages sont donc en prise, sans qu'il puisse y avoir d'in- teraction nuisible des différents rapports de vitesse.
Lorsque le véhicule ralentit, les accouplements se débrayent dans l'ordre inverse de leur embrayage lors de l'accélération du véhicule.