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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
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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.
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