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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES EPICYCLOIDAUX NOTAMMENT POUR TRANSMISSIONS, TELS LES CHAN- GEMENTS DE VITESSE PROGRESSIFS.'
L-'invention est relative aux systèmes épicycloidaux, et elle concerne en particulier les transmissions qui comportent pa- reils systèmes et, parmi celles-ci, plus spécialement, les change- ments de vitesse, notamment ceux pour véhicules automobiles.
Elle a pour but surtout de rendre tels les systèmes épi- ayaloidaux que l'on puisse, un de leurs éléments étant commandé, d'une façon déterminée, assurer un mouvement déterminé à un autre élément du système.
Elle a pour but également de rendre la vitesse du mouve- ment obtenu, contrôlable et réglable à volonté, en procurant ainsi une gamme continue de vitesses.
A cet effet elle consiste,dans un système épicycloidal dont un élément est entrainé, à asservir un autre élément du sys- tème à exécuter un mouvement de vitesse déterminée, en sorte d'obte-
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nir un mouvement résultant également de vitesse déterminée d'un ou de plusieurs autre éléments encore du système.
Elle consiste également à prévoir la variation et le réglage de la vitesse du mouvement de l'élément asservi, avec la conséquence de variations simultanées, réglées, des vitesses de mouvement du ou des dits autres éléments.
En outre elle consiste à réaliser le susdit asservisse- ment à l'aide d'une commande dérivée de celle de l'élément entrai- né, cette commande d'asservissement comprenant un mécanisme irré- versible.
Elle comprend, outre les dispositions caractéristiques ci-dessus,certaines autres dispositions qui s'utilisent de préféren- ce conjointement ainsi que les mécanismes et les organes mécaniques propres à en permettre la réalisation, en particulier les ensem- bles comprenant, en même temps qu'un système épicycloidal et une commande de rotation pour l'un des éléments de ce système, une liai- son à vitesse variable et contrôlable, entre la dite commande et un autre élément du système épicycloide, cette liaison comprenant un mécanisme irréversible.
Elle comprend en outre les transmissions et, plus spécia- lement,les dispositifs de changement de vitesses constitués par ou comprenant les dits mécanismes, organes, ou ensembles.
Et afin que l'invention puisse être bien comprise, elle sera décrite ci-après plus en détail conjointement à certains modes préférés d'exécution, dans son application à la réalisation d'un dispositif de changement de vitesse progressif, notamment pour véhicule automobile, représentés, mais bien entendu à titre d'exemple seulement, et d'une façon plus ou moins schématique, dans les dessins annexés, dans lesquels : coupe en plan, suivant I-I de la fig.2
Fig. 1 est une @ certaines parties omises, d'un dispositif de transmission à vitesse varia- ble et progressive suivant l'invention;
Fig. 2 est une vue en élévation en bout de ce dispositif;
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Fig. 3 montre un détail du dispositif de contrôle;
Fig. 4 est une vue perspective d'une autre disposition.
En se référant aux figs. 1 et 2, A désigne dans son en- semble un système épicycloide qui a été représenté comme compre- nant deux planétaires 1 et 2, et un croisillon 3, portant des sa- tellites 4, mais qui pourrait être d'un type différent et compren- dre un nombre d'éléments supérieur à trois, l'invention n'étant pas limitée à un type quelconque particulier de système épicycloidal.
Le croisillon 3 est relié à un arbre d'entraînement 5, j figurant un arbre moteur, cette commande motrice pouvant bien en- tendu être différente. 6 désigne l'arbre commandée pour réaliser un mouvement à vitesse déterminée de cet arbre, suivant l'invention on prévoit un arbre 7 qui est entrainé et commandé en rotation à une vitesse déterminée à partir de l'ar- bre moteur 5 et qui commande la rotation du pignon planétaire 2 par l'intermédiaire d'un pignon 8. cette façon l'arbre commandé 6 sera à son tour amené à tourner à une vitesse déterminée, qui est en relation avec les vitesses des arbres 5 et 7.
pour que la vitesse de l'arbre 6 puisse être modifiée à volonté, la commande d'entraînement de l'arbre 7 comprendra un mécanisme propre à établir tout rapport de vitesse désiré entre- les arbres 5 et 7 et, suivant un mode de réalisation convenable,on prévoit un mécanisme tel qu'un mécanisme à balancier comme repré- senté dans la fig. 2. suivant cette disposition, sur l'arbre moteur 5 est calé un pignon 9 en prise avec une roue dentée 10 qui commande par une bielle 11 un levier oscillant 12 articulé en un point fixe 13.
Sur le levier 12. se déplace, dans une fente ou autre gui- de 12a, un coulisseau 14 portant un tourillon 15 auquel est articu- lée une bielle 16 portant à son extrémité l'ensemble de deux cré- maillères 17 et 18.
Chacune de ces crémaillères est en prise avec un pignon
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porté par l'arbre 7, libre pour un sens de rotation, l'un des pi- gnons pouvant tourner en sens opposé de l'autre pignon. Ces pi- gnons sont désignés respectivement par 19 et 20, et en raison de ce mécanisme le déplacement alternatif de la bielle 16 est trans- formé en une rotation de sens unique de l'arbre 7.
De plus, en déplaçant le coulisseau 14 avec son touril- lon 15 le long du levier 12, on pourra communiquer à l'arbre 7 toutes les vitesses de rotation désirées et par suite obtenir éga- lement à l'arbre 6 toutes les vitesses désirées.
Le déplacement du coulisseau 14 peut être assuré de tou- te manière appropriée, soit par une action manuelle, soit automati- quement, en particulier en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre 6 lorsque le dispositif est utilisé comme changement de vi- tesse en particulier sur les véhicules automobiles.
Lorsque cette commande automatique est prévue, elle est assurée par un mécanisme régulateur à action centrifuge, d'un type quelconque approprié, entraîné à partir de l'arbre 6 et de préfé- rence combinée avec une commande manuelle, comme il est schématisé dans la fige 3.,
Dans l'exemple de cette figure un prolongement du touril- lon 15 d.u coulisseau 14 est engagé dans un coulisseau 30 lui-même engagé dans une coulisse 21 et pouvant se déplacer dans cette der- nière à l'encontre d'un ressort de rappel 31. La coulisse 21 est reliée.par le système articulé des bielles 22 à l'équipage mobile
23 d'un régulateur centrifuge 24, commandé en rotation à partir de l'arbre 6 par un couple de pignons coniques 25.
D'autre part, au coulisseau 30 est fixé un doigt 26 relié, de préférence par une commande souple 27, à un tambour 28 ac- tionné par une manette 29,
L'agencement est tel que le tourillon 15 peut être amené sur dans toutes positions désirées de levier 12, soit par la commande manuelle 26, 27; 28,29, soit par l'action du régulateur, ainsi qu'il ressort de l'agencement décrit.
Comme dans les systèmes de transmission, en particulier
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dans les dispositifs de changement de vitesses et spécialement dans les véhicules automobiles, l'arbre , commandé peut réagir et par exem ple devenir moteur dans certaines conditions, avec cette conséquen- ce que, l'élément 4 continuant d'être entrainé, l'élément 2 peut alors inverser son sens de rotation et de ce fait réggir, par l'in- termédiaire de ses liaisons, sur l'arbre moteur, suivant l'invention on prévoit, dans la commande de mouvement de l'élément 2 à partir de l'arbre moteur 5, un mécanisme irréversible.
on peut utiliser à cet effet tout mécanisme irréversible connu, et par exemple, de préférence, un mécanisme comportant l'en- semble d'une vis sans fin et d'une roue hélicoïdale, la vis sans fin étant solidaire de l'arbre moteur ou d'un organe y relié et la roue hélicoïdale étant solidaire d'un organe subséquent dans la transmission du mouvement à l'élément d'entraînement du système épicycloidal.
outefois, pour éviter les démultiplications de vitesse et les complications mécaniques qui en résulteraient,le mécanisme irré- versible est de préférence agencé comme suit ou d'une manière analo- gue.' sur l'arbre 7, on forme ou on dispose un élément de vis sans fin 32 et d'autre part, par un pignon 33, identique au pignon
8, et en prise avec l'élément 2 du système épicycloidal avec inter- position d'un pignon inverseur 2a, on commande un arbre 34 portant un élément de vis sans fin 35, identique à l'élément 32. ces deux éléments de vis sans fin 32 et 35 sont simultanément en prise avec une roue hélicoidale commune 36, dont l'axe 37 est convenablement tourillonné dans des paliers fixes du bâti du dispositif.
De cette façon, l'élément 2 du système épicycloidal sera asservi à se déplacer sous la commande de l'arbre 7 sans que, en raison de l'influence de cet élément, le dit arbre ne puisse, par ses liaisons, réagir sur l'organe moteur.
Avantageusement, le pignon 8 pourra être rendu libre pour un sens de rotation.
Bans la disposition de la fig. 4, l'agencement est de
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principe analogue à celui déjà décrit, mais les crémaillères rec- tilignes 17 et 18 ont été remplacées par une crémaillère courbe unique, associée à un renvoi de mouvement.
La bielle 16 conduite par le levier oscillant 12, est articulée sur le tourillon 38 d'un levier 39 relié à une roue 40 à denture intérieure qui a été représentée complète, mais qui pourrait être réduite à un secteur, la dite roue étant supportée par un axe 41 convenablement monté dans le bâti du dispositif.
La denture 42 de la roue 40 est en prise avec l'un des pignons libres 19 ou 20' et d'autre part un pignon 43 porté par l'arbre 41 est en prise avec l'autre pignon'20 ou 19.
Le mouvement alternatif de la bielle 16 se transforme en un mouvement oscillant alternatif du levier 39 et des organes associés, et par suite en une rotation de sens unique, à vitesse déterminée,de l'arbre 7,
Par ailleurs, le pignon 8 au lieu de commander directe- ment l'élément 2 du système épicycloidal, comme dans l'exemple des figs. 1 et 2, est en prise avec le pignon 33, lequel à son tour est en prise avec le pignon 44 solidaire de l'élément 2.
Dans un système épicycloidal tels ceux considérés, si un élément tel que 4 est entrainé à une vitesse déterminée, procu- rant, pour une vitesse déterminée propre de l'élément 2, une vites- se nulle de l'élément 1, toutes les vitesses de l'élément 2 qui sont inférieures à la vitesse en question procureront un mouvement de l'élément 1 dans un sens de rotation et d'autre part toutes les vitesses de rotation de l'élément 2 qui sont supérieures à la vites- se en question procureront des mouvements de l'élément 1 mais dans un sens de rotation inverse du précédent.
En faisant usge de cette propriété il est possible de réaliser facilement une commande de marche arrière, et le disposi- tif de l'invention se prête particulièrement bien à l'obtention de cette commande.
A cet effet, la position du tourillon 15 sur le levier
12 qui procure une vitesse nulle de l'élément 1, est prévue en un
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point intermédiaire de la longueur de ce levier, avec la conséquen- ce que toutes les positions du tourillon 15, à partir de ce point intermédiaire en direction de l'axe d'oscillation du levier 12,pro- cureront des entrainements dans un sens de l'arbre 6 et normale- ment des vitesses de marche en avant, tandis que toutes les 'posi- tions du tourillon 15 vers l'extrémité du levier 12 à laquelle est reliée la bielle 11 procureront des entrainements de sens opposés de l'arbre 6, et par suite une gamme de vitesses de marche arrière.
Enfin le dispositif de l'invention au lieu d'être monté directement entre un arbre de commande et un arbre commandé, tels que 5 et 6 pourra, sans modification,être monté entre des arbres d'entrainement et entrainé qui sont reliés aux arbres de commande et commandé 5 et 6 en interposant des réducteurs de vitesse de rap- port convenable, ce qui permet d'assurer à ces différents organes des mouvements dont les vitesses sont aussi réduites qu'on le dé- sire bien que l'arbre de commande 5 ou les arbres de commande 5 et commandé 6 soient des arbres animés de vitesses élevées.
Comme il va de soi, et comme on l'a déjà laissé entendre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au système épicycloidal pris comme exemple, ni aux agencements mécaniques y associés qui ont été représentés, mais englobe également les varian- tes, les modifications et les équivalents.,
REVENDICATIONS ------------------
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J.- perfectionnements aux systèmes épiayeloiàaux, qui consis- tent, un élément de pareil système étant entrainé, à asservir un autre élément du système à exécuter un mouvement de vitesse déter- minée, en sorte d'obtenir un mouvement résultant également de vi- tesse déterminée d'un ou de plusieurs autres éléments encore du système.
2a- perfectionnements suivant la revendication 1, caractéri- sés en ce que l'élément asservi est commandé à des vitesses varia- bles et réglables, à volonté, à l'aide d'une commande à vitesse ÚU m; variable dérivée de celle de l'élément entraîné du système.
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IMPROVEMENTS TO EPICYCLOIDAL SYSTEMS, ESPECIALLY FOR TRANSMISSIONS, SUCH AS PROGRESSIVE SPEED CHANGES. '
The invention relates to epicyclic systems, and it relates in particular to transmissions which include such systems and, among these, more especially, gear changes, in particular those for motor vehicles.
Its main aim is to make epayaloidal systems such that one can, one of their elements being controlled, in a determined way, ensure a determined movement to another element of the system.
It also aims to make the speed of the movement obtained controllable and adjustable at will, thus providing a continuous range of speeds.
To this end it consists, in an epicyclic system of which one element is driven, in slaving another element of the system to execute a movement of determined speed, in a manner of obtaining
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end a movement also resulting from a determined speed of one or more other elements of the system.
It also consists in providing for the variation and adjustment of the speed of movement of the controlled element, with the consequence of simultaneous, regulated variations in the speeds of movement of said other element or elements.
In addition, it consists in carrying out the aforesaid servo-control by means of a command derived from that of the driven element, this servo-control comprising an irreversible mechanism.
It comprises, in addition to the characteristic arrangements above, certain other arrangements which are preferably used jointly as well as the mechanisms and mechanical members suitable for enabling them to be produced, in particular the assemblies comprising, at the same time as 'an epicyclic system and a rotation control for one of the elements of this system, a link at variable and controllable speed, between said control and another element of the epicycloid system, this link comprising an irreversible mechanism.
It also comprises transmissions and, more specifically, gear changing devices constituted by or comprising said mechanisms, members or assemblies.
And so that the invention can be fully understood, it will be described below in more detail together with certain preferred embodiments, in its application to the production of a progressive gear change device, in particular for a motor vehicle, shown, but of course by way of example only, and in a more or less schematic manner, in the accompanying drawings, in which: sectional plan, according to II of FIG.
Fig. 1 is a certain omitted part of a variable and progressive speed transmission device according to the invention;
Fig. 2 is an end elevational view of this device;
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Fig. 3 shows a detail of the control device;
Fig. 4 is a perspective view of another arrangement.
Referring to figs. 1 and 2, A denotes in its entirety an epicycloid system which has been represented as comprising two planets 1 and 2, and a spider 3, carrying satellites 4, but which could be of a different type and include a number of elements greater than three, the invention not being limited to any particular type of epicyclic system.
The spider 3 is connected to a drive shaft 5, j representing a drive shaft, this drive control being able of course to be different. 6 designates the shaft controlled to achieve a movement at a determined speed of this shaft, according to the invention there is provided a shaft 7 which is driven and controlled in rotation at a speed determined from the motor shaft 5 and which controls the rotation of the planetary pinion 2 by means of a pinion 8. this way the controlled shaft 6 will in turn be caused to rotate at a determined speed, which is related to the speeds of the shafts 5 and 7.
so that the speed of the shaft 6 can be modified at will, the drive control of the shaft 7 will include a mechanism suitable for establishing any desired speed ratio between the shafts 5 and 7 and, according to one embodiment suitable, a mechanism such as a pendulum mechanism as shown in FIG. 2. According to this arrangement, on the motor shaft 5 is wedged a pinion 9 in engagement with a toothed wheel 10 which controls by a connecting rod 11 an oscillating lever 12 articulated at a fixed point 13.
On the lever 12. moves, in a slot or other guide 12a, a slide 14 carrying a journal 15 to which is articulated a connecting rod 16 carrying at its end the set of two racks 17 and 18.
Each of these racks is meshed with a pinion
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carried by the shaft 7, free for one direction of rotation, one of the pinions being able to turn in the opposite direction to the other pinion. These pins are designated by 19 and 20 respectively, and due to this mechanism the reciprocating movement of the connecting rod 16 is transformed into a one-way rotation of the shaft 7.
In addition, by moving the slide 14 with its journal 15 along the lever 12, it is possible to communicate to the shaft 7 all the desired rotational speeds and consequently to obtain also to the shaft 6 all the desired speeds. .
The movement of the slide 14 can be provided in any suitable manner, either by manual action or automatically, in particular depending on the speed of rotation of the shaft 6 when the device is used as a change of speed. tesse in particular on motor vehicles.
When this automatic control is provided, it is ensured by a regulating mechanism with centrifugal action, of any suitable type, driven from the shaft 6 and preferably combined with a manual control, as shown schematically in the figure. freeze 3.,
In the example of this figure an extension of the journal 15 of the slide 14 is engaged in a slide 30 which is itself engaged in a slide 21 and able to move in the latter against a return spring. 31. The slide 21 is connected by the articulated system of the connecting rods 22 to the moving assembly
23 of a centrifugal governor 24, controlled in rotation from the shaft 6 by a pair of bevel gears 25.
On the other hand, to the slide 30 is fixed a finger 26 connected, preferably by a flexible control 27, to a drum 28 actuated by a lever 29,
The arrangement is such that the journal 15 can be brought to any desired position of the lever 12, either by the manual control 26, 27; 28,29, or by the action of the regulator, as is apparent from the arrangement described.
As in transmission systems, in particular
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in gear change devices and especially in motor vehicles, the controlled shaft can react and for example become a motor under certain conditions, with the consequence that, the element 4 continuing to be driven, the element 2 can then reverse its direction of rotation and thereby regulate, by means of its links, on the motor shaft, according to the invention provision is made, in the movement control of element 2 from of the motor shaft 5, an irreversible mechanism.
any known irreversible mechanism can be used for this purpose, and for example, preferably, a mechanism comprising the assembly of a worm and a helical wheel, the worm being integral with the motor shaft or a member connected thereto and the helical wheel being integral with a subsequent member in the transmission of movement to the drive element of the epicyclic system.
However, in order to avoid the gear reductions and the resulting mechanical complications, the irreversible mechanism is preferably arranged as follows or the like. on the shaft 7, one forms or one has an endless screw element 32 and on the other hand, by a pinion 33, identical to the pinion
8, and in engagement with the element 2 of the epicyclic system with the interposition of an inverter pinion 2a, a shaft 34 is driven carrying an endless screw element 35, identical to the element 32. these two screw elements endless 32 and 35 are simultaneously engaged with a common helical wheel 36, the axis 37 of which is suitably journaled in fixed bearings of the frame of the device.
In this way, the element 2 of the epicyclic system will be slaved to move under the control of the shaft 7 without, due to the influence of this element, the said shaft cannot, by its connections, react on it. motor organ.
Advantageously, the pinion 8 can be made free for a direction of rotation.
In the arrangement of fig. 4, the arrangement is
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principle similar to that already described, but the straight racks 17 and 18 have been replaced by a single curved rack, associated with a movement return.
The connecting rod 16 driven by the oscillating lever 12 is articulated on the journal 38 of a lever 39 connected to an internally toothed wheel 40 which has been shown complete, but which could be reduced to a sector, said wheel being supported by a pin 41 suitably mounted in the frame of the device.
The toothing 42 of the wheel 40 is engaged with one of the free pinions 19 or 20 'and on the other hand a pinion 43 carried by the shaft 41 is in engagement with the other pinion' 20 or 19.
The reciprocating movement of the connecting rod 16 is transformed into a reciprocating oscillating movement of the lever 39 and associated members, and consequently into a one-way rotation, at determined speed, of the shaft 7,
Furthermore, the pinion 8 instead of directly controlling the element 2 of the epicyclic system, as in the example of FIGS. 1 and 2, is engaged with the pinion 33, which in turn engages the pinion 44 integral with the element 2.
In an epicyclic system such as those considered, if an element such as 4 is driven at a determined speed, providing, for a specific specific speed of the element 2, a zero speed of the element 1, all the speeds of the element 2 which are less than the speed in question will provide a movement of the element 1 in one direction of rotation and on the other hand all the speeds of rotation of the element 2 which are greater than the speed in question will provide movements of element 1 but in a direction of rotation opposite to the previous one.
By making use of this property, it is possible to easily achieve a reverse gear control, and the device of the invention lends itself particularly well to obtaining this control.
For this purpose, the position of the journal 15 on the lever
12 which provides zero speed of the element 1, is provided in a
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intermediate point of the length of this lever, with the consequence that all the positions of the journal 15, starting from this intermediate point in the direction of the axis of oscillation of the lever 12, will provide drives in a direction of shaft 6 and normally forward gears, while all positions of journal 15 towards the end of lever 12 to which connecting rod 11 is connected will provide drives in opposite directions of the shaft 6, and consequently a range of reverse speeds.
Finally, the device of the invention instead of being mounted directly between a control shaft and a controlled shaft, such as 5 and 6, can, without modification, be mounted between drive and driven shafts which are connected to the drive shafts. controls and controlled 5 and 6 by interposing suitable gear speed reducers, which makes it possible to provide these different components with movements whose speeds are as low as desired, although the control shaft 5 or the control shafts 5 and 6 are driven shafts at high speeds.
As goes without saying, and as has already been suggested, it is understood that the invention is not limited to the epicycloidal system taken as an example, nor to the mechanical arrangements associated therewith which have been shown, but also encompasses variations, modifications and equivalents.,
CLAIMS ------------------
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J.- improvements to epiayelial systems, which consist, an element of such a system being trained, in slaving another element of the system to execute a movement at a determined speed, so as to obtain a movement also resulting from speed. determined weight of one or more other elements of the system.
2a- improvements according to claim 1, charac- terized in that the slaved element is controlled at variable and adjustable speeds at will, using a speed control ÚU m; variable derived from that of the driven element of the system.