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BREVET D'INVENTION. apportés aux systèmes de changement de vi- teste du type continu, notamment pour véhicules".
L'invention est relative aux systèmes de changement de vitesse dits"continus", du genre de ceux à embiellages inter- posés entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur, avec disposi- tifs d'entraînement unilatéral ou roues libres, lesdits systè- mes étant par exemple analogues ceux décrits dans le brevet Belgique n 412. 795 déposé aux mêmes noms le 14 décembre 1935 ; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est en leur cas que son application paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces systèmes.-', ceux pour véhicules automobiles.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces systèmes tels qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux divers deside- rata de la pratique,notamment qu'ils permettent d'entraîner à volonté dans un sens ou dans l'autre et de réaliser un freinage progressif par le moteur.
.Elle consiste, principalement, à oombiner, de façon
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telle aux systèmes du genre en question, un dispositif de diffé- rentiel simple ou multiple,que, selon la valeur instantanée du rapport des vitesses du système considéré, on puisse obtenir, sur un arbre de sortie lié audit différentiel, une vitesse positive, nulle ou négative.
Elle comprend, mise à part cette disposition princi- pale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préfé- rence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.notamment, une deuxième disposition--relative plus spécialement aux systèmes du genre en question pour véhicules automobiles, avec un dispositif pour permettre de réentraîner le moteur par le vé- hicule, en vue de réaliser un freinage--consistant à prévoir des moyens propres à permettre, en vue du réentratnement, de faire intervenir de façon telle, le système de changement de vi- tesse, que le rapport de réentratnement puisse être rendu varia- ble en fonction du rapport des vitesses dudit système;
les sus- dits moyens comprenant notamment un différentiel, suivant la disposition énoncée plus haut, et pouvant éventuellement être capables de fournir la marche arrière.
Bile vise plus particulièrement certains modes d'ap- plioation (notamment celui pour lequel on l'applique aux systè- mes du genre en question pour véhicules), ainsi que oertains modes de réalisation,desdites dispositions; et elle vise,plut particulièrement encore et ce à titre de produits industriels; nouveaux, les systèmes du genre en question comportant applica- tion de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, notamment les véhicules, pouvant comprendre de semblables systèmes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexée, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
Les fig.1 et 2, de ces dessins, montrent respeetive-
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en élévation, portion en coupe eten plan-@ @ II-II fig.1, l'ensemble d'un dispositif de changement de vitesse et d'un treuil, le tout étant établi conformément à l'invention.
Les fig.3 à 5 montrent, semblablement à la fig. 1, un ensemble du même genre établi conformément à trois autres modes de réalisation de l'invention.
La fig.6 montre, en coupe axiale, l'ensemble d'un arbre moteur pour véhicule, d'un changement de vitesse à em- biellage (représenté seulement par sa roue libre) et d'un dispo- sitif de réentraînement du moteur par le véhicule, ledit ensem- ble étant établi conformément à l'invention.
Les fig.7 et 8, enfin, montrent des différentiels susceptibles d'être également utilisés en combinaison avec les changements de vitesse tels que représentés fig. 1 à 6.
Selon l'invention et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d' accorder la préférence, se proposant par exemple de commander un dispositif récepteur quelconque, à l'aide d'un moteur, avec interposition d'un système de changement de vitesse continu, no- tamment du type de celui décrit dans le susdit brevet Belgique n 412.795, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
Pour fixer les idées, on a représenté, sur les fig.
1 et 2, un arbre moteuri, un arbre récepteur 2, et, entre ces deux arbres, le susdit système de changement de vitesse continu, lequel comprend, par exemple, une bielle motrice 3, entraînée par l'arbre moteur 1, une bielle réceptrice 4 et une manivelle réceptrice 5,,oette dernière susceptible d'entraîner, à l'aide d'un dispositif d'en% traînement unilatéral, l'arbre récepteur 2, tratnement unilatéral, llarbre récepteur et, enfin, entre ces deux embiellages, un système de liaison comprenant par exemple un renvoi 6 sur lequel sont arti- culées en 7 et en 8 les susdites bielles, ledit renvoi étant lui-même articulé sur un pivot 9 porté par un levier 10 déplaça- ble autour d'un axe 11.
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Le tout est convenablement calculé, de façon à permettre d'obtenir, pour l'un des deux sens de déplacements de la manivelle 5, unentratnement homooinétique de l'arbre 2 par l'arbre 1, sur une zone angulaire convenable, dont l'amplitude, donc le rapport des vitesses,peut être modifié en faisant varier la position du pivot 9.
La roue libre représentée à titre d'exemple comprend deux couronnes 12, 13, engrenant l'une avec l'autre et suscepti- ble d'être solidarises, pour l'un des deux sens de roulement, par une cale 14. La eouronne 13 est supposée solidaire de l'arbre 2, tandis que l'autre couronne 12 est sollicitée au roulement par un excentrique 15 commandé par la manivelle 5, selon les dispo- sitions décrites dans le brevet Belgique n 412.403.
Bien entendu, plusieurs dispositifs de ce genre sont de préférence combinés les uns aux autres et convenablement dé- calée angulairement par rapport à l'arbre 1, de façon que l'en- traînement soit continu.
Ce qui précède n'étant donné que pour rappeler le genre des changements de vitesse dont s'agit, on remarque que, dans un tel ensemble, l'arbre récepteur tel que 2 ne paut être entraîné que dans un seulsens et qu'en outre rien ne s'oppoae à ce que ledit arbre ne soit entraîné à une vitesse supérieure à celle qui résulte, à un instant déterminé, du rapport de vites- ses choisi.
Cette dernière hypothèse se réalise lorsque le oouple résistant vient à s'inverser, pour une raison quelconque.
Si par exemple il s'agit d'utiliser un changement de vitesses du type susvisé, en combinaison avec un dispositif du genre des treuils (cage d'ascenseur, monte-charge,etc..) on ne peut assurer que la montée ou l'arrêt: en effet, même à supposer qu'on veuille utiliser pour la descente un train inverseur, la mise en jeu de ce dernier aurait pour effet d'inverser le couple résistant, donc de mettre l'arbre récepteur en roue libre.
Le même oas se présente dans l'application à un véhi- cule. En descente ou sous lancée, celui-ci se met en roue libre.
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On avait prévu, dans le premier des susdits brevets Belgique, un système de réentraînement pour assurer un certain freinage, mais ce freinage, comme on le montrera plus loin, n'était pas réa- lisé dans les conditions optima et, notamment, ne pouvait pas être rendu progressif.
La présente invention a pour but d'étendre le champ d'application des changements de vitesse en question, en permettant, notamment, l'inversbn de marche et le freinage progressif.
A oet effet, on combine, à un tel système de changement de vitesse, un différentiel simple ou multiple, et cela dans des conditions telles qu'il soit possible, selon la valeur instantanée prise par le rapport des vitesses dudit système, d'obtenir, sur un arbre de sortie ou autre élément lié au différentiel, une vi- tesse positive, nulle ou négative .
Il est bien entendu aisé, à l'homme de l'art, de pro- céder de multiples manières pour réaliser ces conditions.
Considérant, par exemple (fig.1), un différentiel de type courant, avec deux planétaires 16, 17 et des satellites 18 portés par un bottier 19, il suffit de relier convenablement les deux susdits planétaires et le bottier 19, d'une part, aux arbres 1,2 et à un arbre de sortie tel que 20, d'autre part, pour conduire au but visé,
Sur la fig. 1, le planétaire 16, solidaire d'un arbre 21, est relié à l'arbre 1 par des engrenages réversibles 22,23;
le planétaire 17, solidaire d'un@arbre 24, est relié semblablement à l'arbre 3 par des engrenages 26,26,etc..; enfin, le boîtier 19 est relié, par des engrenages 27,28, à l'arbre de'sortie 20, lequel on a supposé fonctionner à la manière d'un treuil vis-à-vis d'une char- ge 29.
Si l'on suppose maintenant,que l'arbre moteur l,tour- nant par exemple à 1000 tours/minute, peut, d'après la disposition du changement de vitesse et de sa roue libre, entraîner l'arbre récepteur 2 à toutes les vitesses comprises entre 0 et 400 tours, et dans le même sens, il est aisé de voir qu'en calculant convena- @@lement les divers susdits engrenages, il est possible de eommu-
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niquer à l'arbre de sortie 20 deux gammes de vitesses respeotivement dans un sens et dans l'antre, cela bien que l'arbre récepteur 2 eonthue à être entraîne dans le même sens et avec le même couple résistant sur cet arbre 2 (à supposer que le couple résistant sur l'arbre 20 garde le même sens, ce qui est le cas dans l'application à un treuil).
Il suffit pour cela que, lorsque l'arbre récepteur 2 fait 200 tours/minute, les deux arbres 21 et 24 soient par exemple entraînes respeotivement à la vitesse de 200 tours/minute et dans des sens opposés: dans ces conditions le bottier 19 demeure immobile .'est la position d'arrêt de l'arbre de sortie 20.
Lorsque, par contre, la vitesse de l'arbre 2 variera entre 200 et 400 tours, on obtiendra une première gamme de vitesses (de 0 à 100 tours) de l'arbre 20 tournant dans le même sens que l'arbre 24; une deuxième gamme te vitesses, également de 0 à 100 tours et en sens inverse, sera obtenue pour les vitesses de l'arbre 2 comprises entre 0 et 200 tours. système
Le treuil (ou tout autre/récepteur) peut donc travailler dans les deux sens.
Il est bien entendu qu'une multiplicité d'autres solu- tions pourraient être adoptées,
C'est ainsi que, sur la fig. 3, on a représenté un mode de réalisation selon lequel c'est le bottier du différentiel qui est relié à l'arbre 2, le résultat étant le même.
,Au surplus, le différentiel peut être agencé de toute autre manière, comme le montrent, encore à titre d'exemple, les fig. 7 et 8 .
On voit donc que l'invention permet de cemédier aux inconvénients auxquels pouvait prêter la présence d'une roue libre dans les systèmes de changement de vitesse du type en question, puis, qu'il devient possible, dans toutes les applications (monte@charges, ascenseurs, appareils de freinage, été.),de oommander un arbre de sortie tel que 20, dans les deux sens et à toutes les vitesses com- prises entre zéro et un maximum ohoisi.
Il est à-remarquer en outre que l'invention permet de réaliser un freinage progressif par le moteur:en effet, supposant
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encore qu'il s'agisse d'une charge à faire monter ou descendre , il est évident que les conditions le fonctionnement restent vala- bles même lorsque aucune force motrice .Il '..est appliquée au moteur; il suffit par conséquent d'agir de façon appropriée sur le rapport du changement de vitesse à embiellages(ou autre) c'est-à-dire sur le levier tel que 10, pour provoquer le freinage, lequel peut d'ailleurs aller jusqu'à l'arrêt total lorsque le rapport entre la vitesse de l'arbre 1 et celle de l'arbre 2 est tel que l'arbre 20 doive ête immobilisé.
Il peut arriver, dans certaines applications, que l'ar- bre de sortie ou dispositif récepteur 20 doive pouvoir être com- mandé desmodromiquement dans les deux sens, c'est-à-dire que le couple résistant sur l'arbre 20 soit susceptible de ehaxtger de sens.Dans ce cas, on pourra alors choisir une disposition telle que celle représentée sur la fig.4, pour laquelle les liaisons avec les arbres 1,2 s'effectuent par des dispositifs irreversi- bles, par exemple par des vis et roues hélicoïdales,80 à 33.
Dans ce cas, l'arbre 24 du planétaire 17 serait évidemment incapa- ble de transmettre un mouvement quelconque à l'arbre 2, quel que soit le .sens des réactions appliquées à l'arbre 20.,
Selon le mode de réalisation de la fig. 4, les manoeuvres de l'arhre 20 ne sont possibles qu'autant que l'arbre moteur 1 reçoit une force motrice.
'
On peut cependant obtenir que'le couple résistant appliqué à l'arbre .20 permette des mouvements de ce même arbre, même en l'absence de force motrice sur l'arbre 1, à la condition .que la transmission entre l'arbre 2 et le planétaire 17 soit irréversible, comme représenté fig.4, mais que la liaison entre le planétaire 16 et l'arbre 1 soit au contraire reversible, c'est- à-dire faite par exemple comme- représenté fige 1.
La fig.5 montre une variante de la disposition de la fig.4.
On va maintenant, dans ce qui va suivre, décrire une application des dispositions génerales sus-spécifiées, à un système de changement de vitesse pour véhicules automobiles.
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Dans le brevet belge rappelé ei-dessus ,n 412.795, on a proposé, pour permettre un certain frein'age par le moteur, de prévoir un dispositif de réentratnement qui, ainsi que rappe- lé sur la fig.6 des dessins ci-annexés, consis@ait par exemple en une chaîne 34 interposée entre l'arbre récepteur et l'arbre mo- teur, aTeo une roue libre 35, par exemple du même genre que celle (12 à 15) décrite plus haut.
Un dispositif de réentratnement'limité à ces organes 34,35, ne peut fonctionner que si le rapport de réduetion s entre arbre moteur et arbre récepteur, donné par ledit dispositif de ré- entraînement, est inférieur au plus petit rapport de réduction r du système de changement de vitesse continu.
Pour fixer les idées, si on suppose que le rapport de réduction du système de changement de vitesse (vitesse arbre moteur/vitesse arbre récepteur) varie de 2,5 à l'infini(la vitesse maximum de l'arbre récepteur étant donc de 400 tours quand le moteur tourne à 1000tours),le rapport de réduction a du dispositif de réentratnement sera par exemple de 2,4,de sorte que, st l'arbre récepteur tourne à 400 tours au moment où l'on cesse de développer l'énergie motrice dans le moteur, celui-ci se trouvera entraîné par'la voiture à une vitesse :
v = 400 x 2,4 = 960 tours
L'effet de freinage par le moteur dans un semblable véhicule est à peu près la moitié de celui dont on dispose dans une voiture classique en prise directe puisque, dans la plupart des véhicules, le rapport de réduction du pont arrière est envi- ron égal à quatre.
Selon la présente invention, on vient combiner de façon telle, le système de changement de vitesse, d'une part, au dispositif de réentraînement, d'autre part, que ledit système puisse intervenir, avec un rapport variable, en vue de modifier à volonté le rapport de réduction s du réentraînement, voire de le faire croître jusqu'à l'infini, pour obtenir l'arrêt, et même, éventuellement, de.l'inverser, pour obtenir la marche arrière.
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A cet effet, on aura recours, de préférence, pour réa- liser les conditions précédentes, à un différentiel susceptible, tout au moins lorsque désiré, de travailler dans des conditions analogues à celles"définies plus haut, ledit différentiel étant agencé,par exemple, de la manière suivante.
On lui fait d'abord comprendre, suivant le mode de réalisation représenté, deux planétaires 16 et 17 qui seront par exemple solidaires respectivement d'un arbre récepteur intermédiai- re 2 et d'un arbre de sortie 20 pouvant être établi en prolonge- ment du,premier et étant relié, dans l'application envisagée, aux roues du véhicule; on fait ooagir, avec ces planétaires, deux groupes de satel- lites le 1 18 tourillonnant dans un croisillon ou boîtier 19 so- lidaire par exemple d'un manchon 36 monté librement sur l'arbre 30, les satellites 181 étan t en prise avec les planétaires 16 et 17, tandis que les autres 18 sont en prise avec d'autres ou- ronnes ou roues planétaires 37, 38, dont l'une 37 peut tourner dans un carter fixe 39, et l'autre 38 est solidaire d'un manchon 40 coaxial au manchon 36;
on monte la roue libre 35, du dispositif de réentraînement, sur le manchon 40 solidaire de la couronne planétaire 38; et, enfin, on prévoit des moyens pour permettre, soit de bloquer le différentiel, de sorte que l'arbre 20
EMI9.1
soit rendu solidaire, en rotation. cle l'arbre 2, soit au contraire de mettre en action ledit différentiel.
Pour réaliser lesdits moyens, on peut bien entendu s'y prendre de nombreuses manières, par exemple avoir recours à
EMI9.2
des oxabau4Lages, des )èÙ de freins, des embrayages mué- caniques hydrauliques ou autres, pu d'une façon générale à tous dispositifs utilisés dans la pratique des systèmes à différentiel.
Sur les dessins, on a supposé que le croisillon 19 du différentiel pouvait être solidarisé avec le planétaire 16, par un déplacement communiqué, dans un certain sens, au manchon 36,
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déplacement ayant pour effet de mettre en prise, avec le planétai- re 16, une denture 191 comportée par le croisillon.
Pour cette position A, le différentiel, est bloqué, et les deux arbres 20 et 2 sont solidaires ; enoutre, pour cette même position A,nn système de crabaudage 42 intervient pour en- traîner par l'arbre 20 le dispositif de réentratnement 35,34, ledit système ayant pour effet de solidariser les manchons 36 et 40 .
Le différentiel entre en action par un déplacement en sens contraire communiqué au manchon 36, qui vient occuper une position B pour laquelle le croisillon est libéré en 19 , ainsi que le manchon 40 en 42; en outre, un système de crabaudage 4I intervient pour immobiliser,pour ladite position ¯}la couronne planétaire 37.
Une fourchette 43 est par exemple prévu pour obte- nir à volonté les deux déplacements, vers A ou vers B .
L'ensemble.fonctionne comme suit.
Pour la marche normale du véhicule, la fourchette 43 est amenée en position A: tout se passe comme si le différentiel n'existait pas et comme si la roue 35 du dispositif de réentrat- nement était montée directement sur l'arbre de sortie 20 solidari- sé avec l'arbre récepteur 2 recevant son mouvement du système de changement de vitesse (représenté seulement par sa roue libre,sur la fig.6).
Supposant par exemple le moteur tournant à 1000 tours et le changement de vitesse au rapport r = 2,5, le véhicule se- rait entraîné à une vitesse correspondant à la vitesse de 400 tours des arbres 2 et 20 .
Si, sans rien changer à ce qui précède, on cessait de donner de l'énergie au moteur et que le véhicule continuât à rouler sous lancée, il entraînerait l'arbre moteur 1 à une vitesse: v = 400 x 2,4 = 960 tours/minute.
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On va maintenant supposer qu'on veuille exercer une action de freinage plus énergique: pour'ce faire, on amène la fourchette en position B, de sorte que le réentraînement puisse se faire par l'intermédiaire du différentiel, avec un nouveau rapport de réduction a qui puisse être rendu variable en cor- respondance avec le rapport r adopté pour le changement de vi- tasse à embiellages. ¯¯
Bien entendu, on s'arrange pour que, lors du passage à la position B, le système de changement de vitesse se trouve amené automatiquement à un rapport r qui ne modifie pas sensible- ment le rapport de réentra²nement, afin d'éviter une réaction brutale; c'est ensuite qu'on agit sur la valeur de r pour faire croître, à volonté, la valeur de s, donc le freinage.
Pour fixer les idées, on va donner un exemple numéri- que correspondant au mode de réalisation représenté.
Selon ce mode de réalisation:, on a choisi pour les valeurs respectives des diamètres des divers satellites les suivantes: satellites 181 et 182 :1 ; planétaires 17 et 38 : 2 ; planétaires 16 et 37 : 4 ;
Dans ces conditions, on voit que: 1 )le planétaire intérieur 17 étant arrêté, pour un tour du planétaire extérieur 16 le croisillon ou boîtier 19
2 fait 0 de tour.
2 ) le planétaire extérieur 16 étant arrêté, pour un tour du planétaire intérieur le croisillon fait 3 de tour.
Il est alors aisé, en se basant sur ces données, de calculer le rapport s pour une valeur déterminée de r.
On constate tout d'abord que, si le rapport de réduc- tion r est pris égal à l'infini, c'est-à-dire si l'arbre est immobilisé, le planétaire 38 est entraîné à la même vitesse que l'arbre 20 : donc le réentraînement se fait au rapport 2,4, comme ci-dessus (c'est-à-dire 960 tours au moteur, si l'arbre
20 est supposé demeurer a. 400 tours).
38
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Par conséquent, si l'on a soin d'amener le changement de vitesse au rapport infini immédiatement avant le crabotage en 41, il ne se produit aucun à-coup.
Bien entendu, tous moyens peuvent être prévus pour opérer la commande automatique du levier de vitesse 10, en vue de l'amener à cette position neutre de rapport infini, lesdits moyens étant actionnés par exemple par le fait de cesser d'appuyer sur la pédale d'accélérateur.
Cela étant, partant de cette position de fonctionne- ment initiale, voici dans quelle mesure il est possible, avec les données numériques sus-spécifiées, d'augmenter le rapport s, en agissant sur le levier 10 pour faire décroître le rapport r.
Si, par exemple, on ramène le rapport r à la valeur 10, le calcul montre que le rapport s devient égal à 4.615, d'où, à supposer toujours que l'arbre 20 soit à la vitesse de 400 tourne vitesse de réentraînement de l'arbre moteur -400 x s-1846 tours, ce qui correspond. déjà à un freinage énergique.
Si l'on prend r = 5, on trouve : vitesse de réentraînement de l'arbre moteur * 24.000 tours
En observant ces chiffres, on constate que aug- mente très vite et devient infini pour r - 4@8 : on obtient alors l'arrêt de la voiture.
Si, enfin, on continue à diminuer r, toujours en déplaçant le levier 10, dans le sens convenable, on obtient la marche arrière du véhicule.
Le dispositif conforme à l'invention permet donc, par la seule manoeuvre de la fourchette 43 amenée en position B, et du levier de vitesses, d'obtenir, à volonté, soit le freinage, aussi progressif que désire, soit la marché arrière.
Il est à remarquer qu'il n'y a pas de réentraînement possible en marche arrière, ce qui n'aura pas d'importance dans la plupart-des eas.
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Si l'o voulait rendre la commande entièrement des- modromique, il suffirait : - de. faire attaquer le planétaire 16, par l'arbre 2, à l'aide d'uns vis irréversible, et de supprimer la roue libre en 35, la liaison entre le planétaire 38 et l'arbre moteur 1 étant desmodromique.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopte, on obtient un ensemble dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister et qui parmet de répondre, à l'aide des systèmes de changements de vitesses du genre en ,question, à toutes les conditions de fonctionnement pouvant se présenter dans la pratique.
Il était déjà connu de combiner des différentiels à, des systèmes de changements de vitesses du type continu, compor- tant des courroies passant sur des poulies extensibles; mais cette application 'était toute différente, puisque l'entraîne- ment, dans ces derniers dispositifs qui ne comportent pas de roue libre, était toujours desmodromique, de sorte qu'il était toujours possible d'entraîner dans les deux sens.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs dé- jà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties, ayant plus spécialement envisagés; elle en embrasse au contraire toutes les variantes, notamment, celles pour lesquelles l'un quelconque des arbres 1,2,20, au lieu d'être moteur, serait récepteur ou inversement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PATENT. brought to continuous-type speed change systems, in particular for vehicles ".
The invention relates to so-called "continuous" speed change systems, of the type with linkages interposed between the drive shaft and the receiver shaft, with unilateral drive devices or freewheels, said systems. - My being for example analogous to those described in Belgian Patent No. 412. 795 filed under the same names on December 14, 1935; and it concerns more especially (because it is in their case that its application seems to offer the most interest), but not exclusively, among these systems., those for motor vehicles.
Its main purpose is to make these systems such that they respond better than hitherto to the various deside- rata of practice, in particular that they make it possible to train at will in one direction or the other. other and to achieve progressive braking by the motor.
.It consists, mainly, in combining, in a
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such for systems of the kind in question, a device of single or multiple differential, that, according to the instantaneous value of the speed ratio of the system considered, one can obtain, on an output shaft linked to said differential, a positive speed, zero or negative.
It comprises, apart from this main provision, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below. In particular, a second provision - relating more specifically to the systems of the type in question for motor vehicles, with a device to allow the engine to be re-trained by the vehicle, with a view to effecting braking - consisting in providing suitable means to allow, for re-training, to intervene in such a way , the speed change system, that the re-entry ratio can be made variable as a function of the speed ratio of said system;
the aforesaid means comprising in particular a differential, according to the arrangement stated above, and possibly being capable of providing reverse gear.
Bile is aimed more particularly at certain modes of application (in particular that for which it is applied to systems of the type in question for vehicles), as well as certain embodiments of said provisions; and it is more particularly aimed at industrial products; new, the systems of the type in question comprising the application of these same provisions, the special elements specific to their establishment, as well as the assemblies, in particular the vehicles, which may include similar systems.
And it can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication.
Figs. 1 and 2, of these drawings, show respeetive-
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in elevation, portion in section and in plan- @ @ II-II fig.1, the assembly of a gear change device and a winch, the whole being established in accordance with the invention.
Figs. 3 to 5 show, similarly to fig. 1, a set of the same type established in accordance with three other embodiments of the invention.
Fig. 6 shows, in axial section, the assembly of a motor shaft for a vehicle, a gear change with linkage (represented only by its freewheel) and a device for re-driving the motor. by the vehicle, said assembly being established in accordance with the invention.
Finally, figs. 7 and 8 show differentials which can also be used in combination with gear changes as shown in fig. 1 to 6.
According to the invention and more especially according to those of its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, proposing for example to order a. any receiving device, using a motor, with the interposition of a continuous speed change system, in particular of the type described in the aforementioned Belgian patent no. 412,795, the procedure is as follows or analogous way.
To fix the ideas, there is shown in FIGS.
1 and 2, a motor shaft, a receiving shaft 2, and, between these two shafts, the aforesaid continuous speed change system, which comprises, for example, a driving rod 3, driven by the driving shaft 1, a connecting rod receiver 4 and a receiver crank 5,, this latter capable of driving, using a unilateral drive device, the receiver shaft 2, unilateral drive, the receiver shaft and, finally, between these two linkages , a connection system comprising for example a reference 6 on which are articulated in 7 and 8 the aforesaid connecting rods, said reference itself being articulated on a pivot 9 carried by a lever 10 movable about an axis 11.
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The whole is suitably calculated, so as to make it possible to obtain, for one of the two directions of movement of the crank 5, a homooinetic entrainment of the shaft 2 by the shaft 1, over a suitable angular zone, of which the amplitude, therefore the speed ratio, can be modified by varying the position of pivot 9.
The freewheel shown by way of example comprises two crowns 12, 13, meshing with each other and capable of being secured, for one of the two directions of rolling, by a wedge 14. The crown 13 is assumed to be integral with the shaft 2, while the other ring gear 12 is urged to roll by an eccentric 15 controlled by the crank 5, according to the arrangements described in Belgian Patent No. 412,403.
Of course, several devices of this kind are preferably combined with one another and suitably offset angularly with respect to the shaft 1, so that the drive is continuous.
The above being given only to recall the type of speed changes in question, we note that, in such an assembly, the receiving shaft such as 2 can only be driven in one direction and that, moreover, nothing prevents said shaft from being driven at a speed greater than that which results, at a given instant, from the chosen gear ratio.
This last assumption is realized when the resisting oouple comes to be reversed, for some reason.
If, for example, it is a question of using a gear change of the aforementioned type, in combination with a device of the type of winches (elevator shaft, freight elevator, etc.), only the ascent or the lift can be ensured. 'stopping: in fact, even assuming that one wants to use an inverter gear for the descent, the bringing into play of the latter would have the effect of reversing the resistive torque, therefore of putting the receiving shaft in freewheeling mode.
The same oas occurs in the application to a vehicle. In descent or under roll, it coasts.
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In the first of the aforementioned Belgian patents, provision was made for a re-training system to ensure a certain amount of braking, but this braking, as will be shown later, was not carried out under optimum conditions and, in particular, could not. not be made progressive.
The object of the present invention is to extend the field of application of the speed changes in question, by allowing, in particular, the reversal of speed and progressive braking.
To this effect, a single or multiple differential is combined with such a speed change system, and this under conditions such that it is possible, depending on the instantaneous value taken by the speed ratio of said system, to obtain , on an output shaft or other element linked to the differential, a positive, zero or negative speed.
It is of course easy for those skilled in the art to proceed in multiple ways to achieve these conditions.
Considering, for example (fig. 1), a current type differential, with two planetary 16, 17 and satellites 18 carried by a housing 19, it suffices to properly connect the two aforementioned planetary and the housing 19, on the one hand , to the shafts 1,2 and to an output shaft such as 20, on the other hand, to achieve the intended goal,
In fig. 1, the sun gear 16, integral with a shaft 21, is connected to the shaft 1 by reversible gears 22,23;
the sun gear 17, integral with a @ shaft 24, is similarly connected to the shaft 3 by gears 26, 26, etc .; finally, the housing 19 is connected, by gears 27, 28, to the output shaft 20, which has been assumed to operate in the manner of a winch with respect to a load 29.
If we now assume that the motor shaft 1, rotating for example at 1000 rpm, can, depending on the arrangement of the gear change and its freewheel, drive the drive shaft 2 at all speeds between 0 and 400 revolutions, and in the same direction, it is easy to see that by properly calculating the various aforesaid gears, it is possible to eommu-
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ning to the output shaft 20 two ranges of speeds respectively in one direction and in the other, this although the receiving shaft 2 does not have to be driven in the same direction and with the same resistance torque on this shaft 2 (at suppose that the resistive torque on the shaft 20 keeps the same direction, which is the case in the application to a winch).
It suffices for this that, when the receiving shaft 2 makes 200 revolutions / minute, the two shafts 21 and 24 are for example driven respectively at the speed of 200 revolutions / minute and in opposite directions: under these conditions the casing 19 remains stationary. is the stop position of the output shaft 20.
When, on the other hand, the speed of the shaft 2 varies between 200 and 400 revolutions, a first range of speeds (from 0 to 100 revolutions) of the shaft 20 rotating in the same direction as the shaft 24 will be obtained; a second range of speeds, also from 0 to 100 revolutions and in the opposite direction, will be obtained for the speeds of the shaft 2 of between 0 and 200 revolutions. system
The winch (or any other / receiver) can therefore work in both directions.
It is understood that a multiplicity of other solutions could be adopted,
Thus, in FIG. 3, there is shown an embodiment according to which it is the housing of the differential which is connected to the shaft 2, the result being the same.
In addition, the differential can be arranged in any other way, as shown, again by way of example, FIGS. 7 and 8.
It can therefore be seen that the invention makes it possible to remedy the drawbacks to which the presence of a freewheel could give rise in gear change systems of the type in question, then, that it becomes possible, in all applications (lifting @ loads , lifts, braking devices, summer.), to order an output shaft such as 20, in both directions and at all speeds between zero and a maximum chosen.
It should also be noted that the invention makes it possible to achieve progressive braking by the motor: in fact, assuming
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even if it is a load to be raised or lowered, it is evident that the operating conditions remain valid even when no motive force .It '.. is applied to the motor; it is therefore sufficient to act appropriately on the linkage gear change ratio (or other) that is to say on the lever such as 10, to cause braking, which can also go up to at a complete standstill when the ratio between the speed of the shaft 1 and that of the shaft 2 is such that the shaft 20 must be immobilized.
It may happen, in certain applications, that the output shaft or receiving device 20 must be able to be desmodromically controlled in both directions, that is to say that the resistive torque on the shaft 20 is susceptible to In this case, we can then choose an arrangement such as that shown in fig. 4, for which the connections with the shafts 1, 2 are effected by irreversible devices, for example by screws and helical wheels, 80 to 33.
In this case, the shaft 24 of the sun gear 17 would obviously be incapable of transmitting any movement to the shaft 2, whatever the direction of the reactions applied to the shaft 20.,
According to the embodiment of FIG. 4, the maneuvers of the arhre 20 are only possible as long as the motor shaft 1 receives a driving force.
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However, it is possible to obtain that the resistive torque applied to the shaft .20 allows movements of the same shaft, even in the absence of driving force on the shaft 1, on the condition that the transmission between the shaft 2 and the sun gear 17 is irreversible, as shown in fig. 4, but that the connection between the sun gear 16 and the shaft 1 is, on the contrary, reversible, that is to say made for example as shown in fig. 1.
Fig.5 shows a variant of the arrangement of fig.4.
In what follows, we will now describe an application of the above-specified general provisions to a gear change system for motor vehicles.
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In the Belgian patent recalled ei above, n 412,795, it was proposed, in order to allow a certain braking by the motor, to provide a reentrying device which, as recalled in fig. 6 of the accompanying drawings , consis @ is for example of a chain 34 interposed between the receiving shaft and the motor shaft, at the same time a freewheel 35, for example of the same type as that (12 to 15) described above.
A re-training device, limited to these members 34, 35, can only function if the reduction ratio s between motor shaft and receiver shaft, given by said re-drive device, is less than the smallest reduction ratio r of the system. continuous speed change.
To fix ideas, if we assume that the reduction ratio of the speed change system (motor shaft speed / receiver shaft speed) varies from 2.5 to infinity (the maximum speed of the receiver shaft is therefore 400 revolutions when the engine is running at 1000rpm), the reduction ratio a of the retracting device will be for example 2.4, so that, st the receiver shaft rotates at 400 revolutions when the power is stopped motive energy in the engine, it will be driven by the car at a speed:
v = 400 x 2.4 = 960 turns
The braking effect by the engine in such a vehicle is about half that of a conventional direct-drive car since, in most vehicles, the rear axle reduction ratio is about equal. at four.
According to the present invention, it comes to combine in such a way, the speed change system, on the one hand, with the re-drive device, on the other hand, that said system can intervene, with a variable ratio, in order to modify will the reduction ratio s of re-training, or even to increase it to infinity, to obtain stopping, and even, possibly, to reverse it, to obtain reverse gear.
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For this purpose, recourse will preferably be had to, in order to achieve the preceding conditions, with a differential capable, at least when desired, of working under conditions similar to those "defined above, said differential being arranged, for example. , as follows.
It is first made to understand, according to the embodiment shown, two planets 16 and 17 which will for example be integral with an intermediate receiver shaft 2 and an output shaft 20 which can be established as an extension, respectively. du, first and being connected, in the envisaged application, to the wheels of the vehicle; with these planets, two groups of satellites are made to act with 1 18 journalling in a cross member or case 19 which is solid for example with a sleeve 36 mounted freely on the shaft 30, the satellites 181 being in engagement with the planetary 16 and 17, while the other 18 are engaged with other or- gears or planetary wheels 37, 38, one of which 37 can rotate in a fixed housing 39, and the other 38 is integral with a sleeve 40 coaxial with the sleeve 36;
the freewheel 35, of the re-drive device, is mounted on the sleeve 40 integral with the planetary ring gear 38; and, finally, means are provided to allow either to block the differential, so that the shaft 20
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is made integral, in rotation. key shaft 2, or on the contrary to activate said differential.
To achieve said means, we can of course go about it in many ways, for example having recourse to
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oxabau4Lages,) èÙ of brakes, hydraulic or other mechanical clutches, generally to all devices used in the practice of differential systems.
In the drawings, it has been assumed that the spider 19 of the differential could be secured to the sun gear 16, by a movement communicated, in a certain direction, to the sleeve 36,
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displacement having the effect of engaging, with the planetarium 16, a set of teeth 191 comprised by the cross member.
For this position A, the differential is locked, and the two shafts 20 and 2 are integral; in addition, for this same position A, a crabaudage system 42 intervenes to drag the reentering device 35, 34 through the shaft 20, the said system having the effect of securing the sleeves 36 and 40.
The differential comes into action by a movement in the opposite direction communicated to the sleeve 36, which comes to occupy a position B for which the spider is released at 19, as well as the sleeve 40 at 42; in addition, a crabaudage system 4I intervenes to immobilize, for said position ¯} the planetary ring gear 37.
A fork 43 is for example provided to obtain the two movements at will, towards A or towards B.
The set works as follows.
For normal operation of the vehicle, the fork 43 is brought to position A: everything takes place as if the differential did not exist and as if the wheel 35 of the retraction device was mounted directly on the output shaft 20 solidari - se with the receiving shaft 2 receiving its movement from the speed change system (represented only by its freewheel, in fig. 6).
Assuming for example the engine running at 1000 revolutions and the gear change at the ratio r = 2.5, the vehicle would be driven at a speed corresponding to the speed of 400 revolutions of shafts 2 and 20.
If, without changing anything from the above, we stopped supplying energy to the engine and the vehicle continued to run under momentum, it would drive the motor shaft 1 at a speed: v = 400 x 2.4 = 960 revolutions / minute.
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We will now assume that we want to exert a more energetic braking action: to do this, we bring the fork to position B, so that the re-training can be done through the differential, with a new reduction ratio. a which can be made variable in correspondence with the ratio r adopted for changing the crankshaft screw. ¯¯
Of course, arrangements are made so that, when switching to position B, the gear change system is automatically brought to a ratio r which does not significantly modify the reentry ratio, in order to avoid a reaction. brutal; it is then that we act on the value of r to increase, at will, the value of s, therefore the braking.
To fix ideas, we will give a digital example corresponding to the embodiment shown.
According to this embodiment: the following were chosen for the respective values of the diameters of the various satellites: satellites 181 and 182: 1; planetary 17 and 38: 2; planetary 16 and 37: 4;
Under these conditions, it can be seen that: 1) the inner sun gear 17 being stopped, for one revolution of the outer sun gear 16 the spider or box 19
2 turns 0.
2) the outer sun gear 16 being stopped, for one revolution of the inner sun gear the spider makes 3 turns.
It is then easy, based on these data, to calculate the ratio s for a determined value of r.
It can be seen first of all that, if the reduction ratio r is taken equal to infinity, that is to say if the shaft is immobilized, the sun gear 38 is driven at the same speed as the shaft 20: therefore the re-drive is done at the ratio 2.4, as above (i.e. 960 motor revolutions, if the shaft
20 is assumed to remain a. 400 turns).
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Therefore, if care is taken to bring the speed change to infinite ratio immediately before the clutch at 41, no jerk occurs.
Of course, any means can be provided to operate the automatic control of the gear lever 10, with a view to bringing it to this neutral position of infinite ratio, said means being actuated for example by the fact of stopping pressing the pedal. accelerator.
However, starting from this initial operating position, here is the extent to which it is possible, with the above-specified numerical data, to increase the ratio s, by acting on the lever 10 to decrease the ratio r.
If, for example, we bring the ratio r to the value 10, the calculation shows that the ratio s becomes equal to 4.615, from where, always assuming that the shaft 20 is at the speed of 400 turns re-drive speed of motor shaft -400 x s-1846 revolutions, which corresponds. already to vigorous braking.
If we take r = 5, we find: motor shaft re-drive speed * 24,000 revolutions
By observing these figures, we see that increases very quickly and becomes infinite for r - 4 @ 8: we then obtain the stop of the car.
If, finally, we continue to decrease r, still by moving the lever 10, in the appropriate direction, the vehicle reverses.
The device according to the invention therefore makes it possible, by the sole operation of the fork 43 brought into position B, and of the gear lever, to obtain, at will, either braking, as gradual as desired, or the reverse gear.
It should be noted that there is no retraining possible in reverse, which will not matter in most eas.
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If the o wanted to make the command entirely demodromic, it would suffice: - de. engage the sun gear 16, by the shaft 2, using a irreversible screw, and remove the freewheel at 35, the connection between the sun gear 38 and the motor shaft 1 being desmodromic.
As a result, whatever the embodiment adopted, we obtain an assembly whose operation emerges sufficiently from the above for it to be unnecessary to insist and which allows to respond, using the change systems of speeds of the kind in question, to all the operating conditions that may arise in practice.
It was already known to combine differentials with gear changing systems of the continuous type, comprising belts passing over extensible pulleys; but this application was quite different, since the drive, in these latter devices which do not include a freewheel, was always desmodromic, so that it was always possible to drive in both directions.
As goes without saying and as it follows moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to those of the modes of application, nor to those of the embodiments of its various parties, having more especially contemplated; on the contrary, it embraces all the variants thereof, in particular those for which any one of the shafts 1, 2, 20, instead of being a motor, would be a receiver or vice versa.
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