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Accouplement inverseur avec éléments à formes conjugée pour mécanismes de changement de marche.
Cette invention a pour objetun accouplement inverseur avec éléments à formes conjuguées pour s'épouser applicable aux mécanismes e changement de marche, la construction de cet accouplement étant conçue pour que l'inversion s'opère dans une position définie de l'organe de commande et pour que, . dans lesdeux sens de rotation, l'uniformité de marche aussi bien dans le même sens qu'en sens inverse ainsi que la conju- gaison des formes des éléments associés soient conservées.
Il est connu dans les mécanismes de commande à encliquetagr dans lesquels un mouvaient de va-et-vient doit être transformé en un mouvement uniforme d'utiliser des dentures assurant l'ac. couplement dans un sens. Mais il n'y a pas alors conjugaison parfaite des formes ou profils des éléments associés dans les deux sens de rota tion.
Il existe également des dispositifs comportant, en vue de passer d'une marche dans le même sens du côté des arbres menant et mené en une marche en sens invar se, un organe de commande monté sur 1' arbre' menant et pourvu, d'entraîneurs, cet organe étant mobile axialement entre deux organes command
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coaxiaux à marche inverse.
Dansles dispositifs de ce genre tels qu'ils trouvent le ur emploi par exemple dans le s mécanis.- mes de changement --le marche pour la commande des essieu;¯ des automotrices roulant sur rails, l'organe de commande mobile en forme de manchon peut prendre, entre une position terminale et une autre position terminale, des positions intermédiaires pour le squellesil n'y a pasengrènement. Il est prévu géné- ralement à dessein une position de repos du manchon decom- mande correspondant à la marche à vide ou bien 1' enclanchement s'opère en franchissant cette position médiane.
Dans tous le s cas connus, il n'y a pas, pendant l'inversion d'un sens de rotation à l'autre, de liaison par formeconjuguées s'épousant entre les entraîneurs des organes participant à l'entraînement.
Bien au contraire, la liaison d'entraînement e st complètement interrompue perdant une certaine durée.
Conformément à l'invention, l'accouplement inverseur avec éléments homologues à formes conjuguées, c'est-à-dire s'épousant bien sans cesse pour mécanismes de changement do marche, l'inversion s'opérant quand l'organe décommande occupe une position déterminée, est construit de telle sorte qu'entre deux organes d'entratnement coaxiaux opposés pourvus d'entraine.urs se trouve un organe d'accouplement pourvu d'entraîneurs correspondants et déplacé axialement de façon impérative (par exemple grâce à une commande par came ou équivalente) avec le mouvement d'entraînement en rotat ion, et ce dans des conditions telles que dans la position d'inver- sion,
il y ait engrènement ou enchevêtrement simultané des entraîneurs des deux organes d'entraînement c'est-à-dire que les profils des organes entraînés suivent sans cesse celui de l'organe ;le commande dans les deux sens de rotation, et que l'emprise mutuelle des entraîneurs de l'organe d'accouplement et .le ceux des organes d'entraînement persiste suffisamment dans le sens de'1'entraînement pour que, quand le mouvement
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d'inversion s'accentue, et qu'en fait s'opère le mouvement relatif (résultant du mouvement de translation axiale et du mouvement de rotation de l'organe de commande, d'une part, et du mouvement de rotation de l' organe entraînée d'autre part) de l'organe d'accouplement par rapport aux organes d' entraînement,
les entraîneurs voisins des organes entraînés demeurent associés.
Le jeu tangentiel au moment où s'opère l'inversion doit donc, suivant l'invention, grâce à l'application de dents entraîneuses (par exemple de dents à dabotage) à flancs s'étendant axialement, tendre vers zéro, les faces droites opposées de ces dents de clabotage étant taillées suivant un angle dont la tangente soit au maximum égale à la moitié de la tangente de l'angle résultant du mouvement de translation axiale et du mouvement derotation del'organe de commande.
Il y a avantage ici, conformément à l'invention, à tail- ler ou chanfreiner les bords postérieurs des clabots de telle façon que lorsqu'a lieu le changement d'engrènement ou d'emprise d'un côté à l'autre un certain chevauchement terminal temporaire se produise.
Les dessins annexés représentent un exemple d'application de l'accouplement établi selon l'invention ainsi que des exemples de construction et de disposition des entraîneurs stengrenant ou s'épousant à formes conjuguées.
La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif repré- senté en coupe longitudinale partielle.
La figure 2 est une vue partielle prise par rapport à la figure 1 en supposant qu'on regarde dans la direction indiquée par la flèche II.
La figure 3 est une vue développée schématiquedes entraîneurs affectant la forme de dents.
La figure 4 est une autre vue développée schématique des entraîneurs affectant la forme de griffes ou clabots.
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Dans la réalisation constructive du dispositif que montre la figure 1, l'application a étéconçue de façon qu'à partir d'un arbre d'entraînement 1 un certain mouvement de rotation dans l'un ou l' autrc sens soit communiqué à deux pignons 2, 3 montés fous sur cet arbre et à un pignon inter- médiaire 4 par l'entremise d'entraîneurs 6 et 7. L'organe d'entraînement estconstitué par un manchon de commande 8 monté sur l'arbre 1 pour no pouvoir tourner sur lui nais pour pouvoir coulisser exialement par rapport à lui et pourvu c'entraîneurs 10,11 appropriés aux entraîneurs 6, 7 soli- daires des pignons 2, 3.
Le manchon de commande 8 est creusé d'une rainure annulaire 12 dans laquelle est engagée une fourchette (le commande 13 montée sur une tige 14 munie d'un galetle rotatif autour d'un axe qui suitle profil d'une rainure de guidage 17 pratiqu ée dans un plateau-came 15 et présentant une inflexion 18.
Lorsque 1' arbre 1 tourne et que le manchon de commande 8 occupe une position bien définie quant aux entraîneurs soli- daires de ce manchon, ce manchon 8 est impérat ivement déplacé dans le sens axial grâce à l'action de l' inflexion 18 for- mantcamede la rainure 17, du galet 16, dela tige 14 etde -la fourchette de commande 13. Par suite de ce déplacement axial, l' entraînement est alterné de l'un à l'autre des pi- gnons 2 et 3. Ceci signifie que, suivant que l'arbre 1 tourne Sans l'un ou 1' autre sens, il tourne dans le même sens que le pignon 2 et en sens inverse du pignon. 3 ou, au contraire, dans le même sens que le pignon 3 eten sens in- verse du pignon 2.
Pour assurer suivant l'invention, lors du passage d'un s ens de rotation à l'autre, l'engrènement simultané du manchon de commande 8 avec le s deux pignons 2, 3 tous les s entraîneurs qui coopèrent affectent une construction parti- culière, et l'inflexion 18 formant came de la rainure 17 du plateau-came 15 est tracée, elle aussi, de façon corre spondante
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Dans l'exemple de réalisation constructive représenté en figure 3, les entraîneurs 6 et 7 solidaires des pignons 2 et 3 ainsi que les entraîneurs . correspondants 10 et Il soli- daires du manchon 8 ont la forme de dents droites pointues.
Dans cette figure, le traits pleins montrent précisément la position dans laquelle s'opère l'inversion d 'entraînement.
Au moment où cette inversion se produit, les dents 10, 11 sont, comme on le voit, en prise des deux côtés du pignon (même s'il y a un certain jeu) autrement dit grâce aux forme s conjuguées prévues ici ni l'un ni l'autre des pignons 2, 3 ne peut (à l'exception du jeu tangentiel) tourner librement à ce moment même sansla liaison par le pignon intermédiaire 4.
Un mouvement périphérique du manchon de commande 8 dans le sens indiqué par la flèche! est communiqué à partir de cet- te position au pignon 2 par l'intermédiaire des entraîneurs 10 et 6. Grâce à la disposition mutuelle des pignons 2, 3, 4 ce mouvement a est communiqué au pignon 3 en sens inverse.
Le dépècement axial imprimé par la came au manchon decom- mande 8 (représenté en grandeur etdirection par la flèche b) doit être tel suivant l'invention que le mouvement absolu c formant la résultante de ces deux mouvements a et b fasse juste passer l'entraîneur Il au delà de l' entraîneur 7 qui, comme décrit ci-dessus, se déplace à la même vitesse mais en sens inverse du mouvement périphérique de l'entraîneur Il et qui, en outre, par suite du mouvement axial b du man- chon de commande 8 et de 1' obliquité des flancs des dents exécute encore le mouvement supplémentaire d. La position dans la quelle ceci est le cas est dessinée en traits barbe- lés. L'entraîneur 11 a pris la position 11' et l'entraîneur 7 la position 7'.
En même temps, 1' entraîneur 10 a parcouru
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le mouvement c résultant des mouvements a et b et pris la
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position 10', tandis que l' entraîneur 6 parcourant uii chemin résultant ces mouvements composants ±. et b s'étendant dans la même direction a pris la position 6' dessinée en traits bar- belés.
Dans l'exemple de réalisation représenté dans la figure 4, on évite le jeu prévu entre les entraîneurs dans la position d'inversion grâce au fait que ces entraîneurs ont des flancs
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s'étendent axialement c'est-à-dire affectent la fortes de clabots. Cotte figure montre en traits pleins la position dans la quelle l'entraînement change de sens. L'organe de com- mande 8 se trouve à ce moment en prise par ses entraîneurs 10,11 avec les entraîneurs 6 et 7 solidaires des organes
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entraînés ± et 5. -uand l'organe de commande 8 tourne en grandeur et direction comme le met en évidence la flèche a, l'organe entraîne 2 est mû dans le même sens par l'intermé-
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diaire! des entraîneurs 10 et 6.
Gràcef l' inversion assurée par le pignon intermé irzir3 4, le pignon 3 et par là même 101'\ --1,-,bots " sont dépecés à la vitesse a mais en sens inverse. En [.l(;1:1e temps , l'organe de commande 8 e les s en trai- nours 10 et 11 sont déplacés dans la direction axiale comme
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le montre la floche b par la C o:11l1L\nde à came 15, 16, 17, 18.
Le mouvement absolu c qui résulte de ces mouvements a et b doit être tel, suivant l'invention, que les clabots 11 et 7, se dopassent tout juste, comme on le voit par la position 11' et 7' des clabots qui est représentée en traits mixtes.
Pour qu 'au momentoù se fait le changement de marche, la surface d'entraînement 20 des clabots soit maintenue aussi grande que possible, leclabots sont chanfreinés ou taillés
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en gradins sur 18 urs faces droites 21. Ce ci>anfli=eIn ou cette taille no doic pas, suivant l'invention, être plus turque que 18 r.10ln-er.,e1èt r(.,!, tiv Lies cl-.bots l'un par rapport à l'au- tre .1' 1 ....., , Lu tangente e l'angle ,le anf""'.L0J.naO'e-1 doit, suivant l'invention, être un peu plus petite que la moi-
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tié de la tangente de l'angle} qui résultee du mouvement périphérique a et du. mouvement axial b de 1' organe de com- manda.
Afin qu'au. moment représenté où se fait le changeant de marche le s clabots aient de chaque côté une liaison par surfaces quis'épousent bien, il faut qu'ils soient au moins suffisamment enchevêtrés pour que les bords restants 22, 23 viennent se'recouvrir. Pour que ces bords, se dépassent pra- tiquement, ils sont arrondis ou chanfreinés, suivant l' in- vention, comme représenté dans la figure 4.
La position de la commande à partir de laquelle d'un côté doit se faire une marche dans le même sens etde 1' autre une marche en sens inverse est possible en autant d'en- droits qu'il y a de paires d'entraîneurs entre l' organe de commande 8 et chacun des organes entraînés 2 et 3.
Etant donné que les deux pignons 2 et t 3 sont constamment en prise avec le pignon intermédiaire 4, il importe peu que l'un ou l'autre de ces trois pignons soit animé.par 1' impul- sion motrice.
Diverses variantes de réalisation constructive sont possibles dans le cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple que le plateau-came 15 peut être monté directement sur l'organe de commande 2 et que l'axe de commande terni du galet 16 peut être monté à poste fixe c'est-à-dire pour ne pouvoir se déplacer.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Reversing coupling with elements in conjugate shapes for gear shifting mechanisms.
This invention relates to a reversing coupling with mating-shaped elements for mating applicable to shift mechanisms, the construction of this coupling being designed so that the reversal takes place in a defined position of the control member and so that, . in the two directions of rotation, uniformity of operation both in the same direction and in reverse as well as the combination of the shapes of the associated elements are preserved.
It is known in ratchet control mechanisms in which a reciprocating motion must be transformed into a uniform motion to use teeth ensuring ac. coupling in one direction. But there is not then a perfect combination of the shapes or profiles of the associated elements in the two directions of rotation.
There are also devices comprising, in order to change from a step in the same direction on the side of the driving and driven shafts to a step in the opposite direction, a control member mounted on the driving shaft and provided with, coaches, this member being axially movable between two command members
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reverse coaxial.
In devices of this kind such as they find the ur use for example in the shift mechanisms - the step for the control of the axles; ¯ self-propelled rail cars, the movable control member in the form of sleeve can take, between a terminal position and another terminal position, intermediate positions for the squellesil there is no engagement. A rest position of the control sleeve corresponding to idling is generally intentionally provided or else the engagement takes place by crossing this middle position.
In all of the known cases, during the reversal from one direction of rotation to the other, there is no connection by conjugate form which marries between the coaches of the organs participating in the training.
On the contrary, the drive link is completely interrupted losing a certain duration.
In accordance with the invention, the reversing coupling with homologous elements of conjugated shapes, that is to say constantly marrying for gear change mechanisms, the reversal taking place when the control member occupies a determined position, is constructed in such a way that between two opposite coaxial drive members provided with drives is a coupling member provided with corresponding drivers and imperatively displaced axially (for example thanks to a command by cam or equivalent) with the rotational drive movement, under conditions such as in the reverse position,
there is simultaneous engagement or entanglement of the coaches of the two drive members, that is to say that the profiles of the driven members constantly follow that of the member; the control in both directions of rotation, and that the mutual grip of the coaches of the coupling member and those of the driving members persists sufficiently in the direction of the drive so that when the movement
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inversion is accentuated, and that in fact the relative movement takes place (resulting from the axial translational movement and the rotational movement of the control member, on the one hand, and the rotational movement of the driven member on the other hand) of the coupling member with respect to the drive members,
coaches neighboring the trained organs remain associated.
The tangential clearance at the moment when the reversal takes place must therefore, according to the invention, thanks to the application of driving teeth (for example, skidding teeth) with axially extending sides, tend towards zero, the straight faces opposites of these jogging teeth being cut at an angle whose tangent is at most equal to half the tangent of the angle resulting from the axial translational movement and the rotational movement of the control member.
It is advantageous here, in accordance with the invention, to cut or chamfer the posterior edges of the clogs in such a way that when the change of meshing or grip takes place from one side to the other a certain temporary terminal overlap occurs.
The accompanying drawings show an example of application of the coupling established according to the invention as well as examples of construction and arrangement of coaches stengaging or mating in conjugate shapes.
FIG. 1 is an overall view of the device shown in partial longitudinal section.
Figure 2 is a partial view taken with respect to Figure 1 assuming one looks in the direction indicated by arrow II.
Figure 3 is a schematic developed view of the coaches affecting the shape of teeth.
Figure 4 is another schematic developed view of coaches in the form of claws or claws.
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In the constructive embodiment of the device shown in Figure 1, the application has been designed so that from a drive shaft 1 a certain rotational movement in one or the other direction is communicated to two pinions. 2, 3 mounted idle on this shaft and on an intermediate pinion 4 by means of drivers 6 and 7. The drive member is made up of a control sleeve 8 mounted on the shaft 1 in order to be able to rotate. on it born in order to be able to slide exially with respect to it and provided with drivers 10,11 suitable for the coaches 6, 7 joined to the pinions 2, 3.
The control sleeve 8 is hollowed out of an annular groove 12 in which is engaged a fork (the control 13 mounted on a rod 14 provided with a roller rotating around an axis which follows the profile of a guide groove 17 practiced ée in a cam plate 15 and having an inflection 18.
When the shaft 1 rotates and the control sleeve 8 occupies a well-defined position with respect to the solid drivers of this sleeve, this sleeve 8 is imperatively displaced in the axial direction thanks to the action of the inflection 18 for - mantcamede the groove 17, the roller 16, the rod 14 and -the control fork 13. As a result of this axial displacement, the drive is alternated from one to the other of the pinions 2 and 3. This means that, depending on whether the shaft 1 turns in either direction, it turns in the same direction as the pinion 2 and in the opposite direction of the pinion. 3 or, on the contrary, in the same direction as pinion 3 and in the reverse direction of pinion 2.
In order to ensure according to the invention, during the passage from one direction of rotation to the other, the simultaneous engagement of the control sleeve 8 with the two pinions 2, 3 all the co-operative coaches affect a particular construction. culière, and the inflection 18 forming the cam of the groove 17 of the cam plate 15 is also traced in a corresponding manner
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In the constructive embodiment shown in FIG. 3, the coaches 6 and 7 integral with the pinions 2 and 3 as well as the coaches. Corresponding 10 and 11 of the sleeve 8 have the form of pointed straight teeth.
In this figure, the solid lines show precisely the position in which the drive reversal takes place.
At the moment when this inversion occurs, the teeth 10, 11 are, as can be seen, in engagement on both sides of the pinion (even if there is a certain play) in other words thanks to the conjugate s shapes provided here nor the neither of the pinions 2, 3 can (except for the tangential play) turn freely at this moment even without the connection by the intermediate pinion 4.
Peripheral movement of the control sleeve 8 in the direction indicated by the arrow! is communicated from this position to pinion 2 by means of coaches 10 and 6. Thanks to the mutual arrangement of pinions 2, 3, 4 this movement a is communicated to pinion 3 in the opposite direction.
The axial separation imparted by the cam to the control sleeve 8 (represented in size and direction by the arrow b) must be such according to the invention that the absolute movement c forming the result of these two movements a and b just passes the coach II beyond the coach 7 which, as described above, moves at the same speed but in the opposite direction to the peripheral movement of the driver II and which, moreover, as a result of the axial movement b of the man- control chon 8 and the obliqueness of the flanks of the teeth still performs the additional movement d. The position in which this is the case is drawn in barbed lines. Coach 11 took position 11 'and coach 7 took position 7'.
At the same time, the trainer 10 has walked
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the movement c resulting from the movements a and b and taken the
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position 10 ', while the trainer 6 traversing a path resulting in these component movements ±. and b extending in the same direction has assumed the 6 'position drawn in barbed lines.
In the embodiment shown in FIG. 4, the clearance provided between the coaches in the inversion position is avoided thanks to the fact that these coaches have sidewalls.
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extend axially that is to say, affect the strength of claws. This figure shows in solid lines the position in which the drive changes direction. The control member 8 is at this moment engaged by its coaches 10,11 with the coaches 6 and 7 integral with the organs
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driven ± and 5. -when the control unit 8 rotates in magnitude and direction as shown by the arrow a, the driven unit 2 is moved in the same direction through the
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diary! coaches 10 and 6.
Thanks to the inversion provided by the intermediate gear irzir3 4, the gear 3 and thereby 101 '\ --1, -, bots "are cut up at speed a but in the opposite direction. In [.l (; 1: 1e time, the controller 8 and the trailing s 10 and 11 are moved in the axial direction as
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shown by the arrow b by the C o: 11l1L \ nde cam 15, 16, 17, 18.
The absolute movement c which results from these movements a and b must be such, according to the invention, that the clogs 11 and 7, just dopassent, as can be seen by the position 11 'and 7' of the clogs which is represented in phantom lines.
So that when the gear change takes place, the driving surface 20 of the clappers is kept as large as possible, the clogs are chamfered or cut.
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in steps on 18 urs straight faces 21. This ci> anfli = eIn or this size does not, according to the invention, be more Turkish than 18 r.10ln-er., e1èt r (.,!, tiv Lies cl- .bots one with respect to the other .1 '1 .....,, Lu tangent to the angle, the anf ""'. L0J.naO'e-1 must, according to the invention , be a little smaller than me-
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tié of the tangent of the angle} which results from the peripheral movement a and du. axial movement b of the control member.
So that. when shown when the change of step is made the s clabots have on each side a connection by surfaces which fit well, they must be at least sufficiently entangled so that the remaining edges 22, 23 come to overlap. In order for these edges to protrude substantially, they are rounded or chamfered, according to the invention, as shown in FIG. 4.
The position of the control from which on one side is to be made a march in the same direction and from the other a march in the opposite direction is possible in as many places as there are pairs of trainers. between the control member 8 and each of the driven members 2 and 3.
Since the two pinions 2 and t 3 are constantly in engagement with the intermediate pinion 4, it does not matter whether one or the other of these three pinions is driven by the driving impulse.
Various constructive embodiments are possible within the scope of the invention. Thus, for example, the cam plate 15 can be mounted directly on the control member 2 and the tarnished control shaft of the roller 16 can be mounted in a fixed position, that is to say so as not to be able to move.
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