<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX MECANISMES DE CHANGEMENT DE VITESSE.
La présente invention a trait à un mécanisme de changement de vitesse et est particulièrement, mais non exclusivement, applicable aux mé- canismes de changement de vitesse pour véhicules automobiles sur routes et sur rails.
Cette invention consiste essentiellement en un mécanisme de changement de vitesse automatique perfectionné dans lequel le passage d'un rapport de transmission relativement bas ou "inférieur" à un rapport de transmission s'effectue lorsque le couple transmis tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée donnée, et le passage du dit rapport de transmission supérieur au dit rapport de transmission inférieur s'effectue lorsque le couple transmis dépasse une valeur variable donnée excédant la dite valeur prédéterminée dans une mesure qui est plus grande ou plus petite; selon que la vitesse est plus grande ou plus petite.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrira un mécanis- me de changement de vitesse conforme à la dite invention., en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
Figure 1 est une vue en élévation avec coupe verticale partiel- le par la ligne I-I de Figure 2 et représente une des unités du présent mécanisme.
Figures 2 et 3 sont des coupes transversales de cette unité, par les lignes II-II et III-III de Figure 1
Figure 4 est un détail en coupe par la ligne IV-IV de Figure 2
Figure 5 est une vue en élévation avec coupe verticale partiel- le du mécanisme entier, composé d'une série d'unités telles que celles repré- sentées dans les figures précédentes.
Figure 6 est une vue en élévation avec coupe verticale d'une uni- té de construction modifiée.
<Desc/Clms Page number 2>
On se référera d'abord aux figures 1 à 4$ Latinité représentée sur ces figures comprend un engrenage épicyclique composé dune roue planétair 1, d'un tambour 2 . pourvu d'une denture intérieure et de trois pignons satellites 3 qui engrènent à la fois avec le planétaire et avec la denture des tambours.
Les satellites étant disposés à des intervalles angulaires égaux autour du planétaire. Les satellites 3 sont montés sur un porte-satellites 4. La force motrice appliquée à l'unité est reçue par le tambour 2 et est restituée par le porte-satellites 4. Lorsque l'engrenage épicyclique se comporte comme tel, la roue planétaire 1 constitue l'organe de réaction. Ainsi, il est prévu un mécanisme d'encliquetage qui agit, de la manière qui ressortira de la des- cription qui suit, de façon à empêcher la rotation-de sens arrière au plané- taire 1, c'est-à-dire de sens opposé à la rotation du tambour 2, mais qui per- met au dit planétaire de tourner librement vers l'avant, c'est-à-dire dans le même sens que le tambour.
Ainsi l'engrenage épicyclique est destiné à trans- mettre l'énergie du tambour 2 au porte-satellites 4 avec un rapport de ré- duction de vitesse, le planétaire 1 étant sollicité .en sens inverse mais étant maintenu stationnaire par l'action de l'encliquetage.
I1 est en outre prévu un embrayage composé d'un élément intérieur, comprenant une paire de segments à friction 5, et d'un élément extérieur, qui est constitué par le tambour 2 lui-même. Comme on le verra plus loin, les segments 5 sont accouplés avec le planétaire 1 de manière à tourner avec celui-ci et sont sollicités par des ressorts 6 vers l'extérieur, c'est-à- dire vers la position de contact à friction avec le tambour 2. En outre, lors- que les segments à friction tournent, ils sont soumis à une force centrifuge qui tend à les projeter vers l'extérieur pour les appliquer sur le tambour.
Par ailleurs, comme il sera décrit plus loin, les dits segments sont tirés vers l'intérieur par une force qui est proportionnelle au couple de sens in- verse exercé par le planétaire 1 sur l'encliquetage.
En fonctionnement, par conséquent, lorsque la boîte de vites- se est stationnaire, dans des conditions de charge nulle, la seule force qui agit sur les segments 5 est celle exercée par les ressorts 6, les dits seg- ments étant de ce fait maintenus au contact du tambour. La force des ressorts 6 est faible et tant qu'elle n'est pas secondée, le tambour peut glisser par rapport aux segments lorsque le couple d'entrée appliqué dépasse une valeur prédéterminée située à l'intérieur des limites de puissance'de l'unité motri- ce.
Par conséquent,, lorsque l'unité motrice est accouplée pour la première fois avec le tambour 2, les segments 5 entrent en contact avec le dit tambour et tendent à tourner en bloc avec lui, c'est-à-dire à entraîner en prise di- recte le porte--satellites 4, l'engrenage épicyclique étant ainsi verrouillé; mais si le couple exercé par l'unité motrice dépasse la dite valeur prédé- terminée, le tambour 2 commence à glisser par rapport aux segments et la for- ce commence à être transmise de la façon précédemment décrite au porte-satel- lites, l'engrenage épicyclique agissant comme tel et le planétaire agissant comme- organe de réaction.
Un couple de sens inverse sera par conséquent trans- mis par le planétaire 1 à l'encliquetage, et les segments à friction 5 seront de ce fait tirés vers l'intérieur à l'écart du tambour, en opposition à l'ac- tion des ressorts 6. Ainsi, il ne se produit qu'un glissement momentané entre le tambour et les segments à friction, ces derniers se dégageant alors en- tièrement du tambour, de telle sorte que l'unité effectue la transmission avec le rapport de vitesse réduit.
A ce stade, les segments à friction 5 sont uniquement soumis à la force de serrage (ou de fermeture de l'embrayage) exercée par les res- sorts 6, d'une part, et à la force de serrage exercée par le couple du pla- nétaire, d'autre part, ce couple étant bien entendu proportionnel au cou- ple transmis. Lorsque celui-ci tombe à une valeur donnée, les ressorts 6 pré- dominent et les segments à friction 5 entrent en contact avec le tambour; comme le couple transmis est alors faible, les dits segments sont entraînés vers l'avant par le tambour, le planétaire 1 étant lui-même entraîné vers l'avant par les segments, ce qui est permis par l'encliquetage.
Bien entendu, ceci effectue un entraînement en bloc ou "en pri- se directe'*, c'est-à-dire que le tambour 2, le planétaire 1 et l'ensemble
<Desc/Clms Page number 3>
des satellites 3 et de leur support 4 tournent en bloc. Aussitôt que ceci commence, une force centrifuge s'ajoute à la force des ressorts 6 et les segments 5 sont ainsi fermement maintenus au contact du tambour.
Comme la force exercée par les ressorts 6 est constante, le maintien de la prise dépendra du rapport entre le couple transmis et la force centrifuge qui tend à maintenir les segments 5 en contact avec le tambour 2 ou, en d'autres termes, du rapport entre le couple transmis et la vitesse de rotation.
Lorsque le couple transmis est trop élevé pour une vitesse donnée, le tambour 2 commence à glisser par rapport aux seg- ments 5 et, aussitôt que ceci s'effectue; le ralentissement qui en résulte dans la rotation des dits segments provoque une diminution de la force centri- fuge, qui provoque à son tour un nouvel accroissement du glissement de l'em- brayage, de sorte que, au bout d'un temps très court, la transmission est effectuée avec le rapport de vitesse réduit, à l'aide de l'engrenage épicy- clique agissant comme tel et avec le planétaire immobilisé et se comportant comme un organe de réaction, les segments à friction étant par conséquent aussi immobilisés.
Aussitôt que ceci a lieu, la réaction opposée au couple et exercée par le planétaire 1 sur l'encliquetage agit de manière à déga- ger entièrement les segments 5 du tambour 2 en surmontant l'action des ressorts 6 L'unité effectue donc maintenant la transmission avec le rap- port de vitesse réduit, comme précédemment, l'embrayage étant complètement débrayé
On voit ainsi que le passage du régime de marche en prise di- recte au régime de marche à rapport de vitesse réduit dépend de la rela- tion entre le couple transmis et la vitesse de rotation, le couple qui peut être transmis sans passage vers le bas étant d'autant plus grand que la vitesse est plus élevée.
On remarquera aussi qu'aussitôt que le couple devient trop élevé pour la vitesse et que le tambour commence à glisser par rapport aux segments à friction, le régime devient instable et le passage vers le bas s'effectue très rapidement.
D'autre part, le passage du rapport de vitesse réduit à la prise directe dépend uniquement du couple transmis. Lorsque ce dernier tom- be au-dessous d'une valeur constante donnée,les segments 5 entrent en con- tact avec le tambour 2 et la prise directe commence. Dans ce cas encore,le passage s'effectue progressivement dans des conditions d'instabilité parce que, aussitôt que les segments commencent à tourner, la force centrifuge s'ajoute à la force des ressorts 6 pour maintenir l'embrayage en prise.
- Dans la pratique, si le couple du moteur diminue progressivement, il arrive un moment où les ressorts 6 provoquent le frottement des segments à friction fixes sur le tambour rotatif, mais il faut que la réaction du planétaire ait subi une diminution supplémentaire appréciable pour que le frottement devienne suffisant pour faire tourner le planétaire vers l'avant en sur- montant la proportion restante de la réaction;
tant que ces conditions n'ont pas été surmontées, l'action des ressorts ne peut pas être secondée par la force centrifuge et l'embrayage tendrait à s'échauffer si cet état de cho- se se-prolongeait, En réalité, toutefois, chaque fois qu'un frottement s'ef- fectue entre les segments et le tambour, une proportion correspondante du couple est perdue pour l'organe moteur, de sorte que le couple de réaction transmis par le planétaire à l'encliquetage, subit aussitôt une diminution correspondante et ceci provoque à son tour un accroissement de la force exer- cée pour fermer 1-'embrayage. Comme on le verra plus loin, des moyens (fentes formant cames 15) sont prévus grâce auxquels cet accroissement suffit pour rendre l'action progressive.
Lorsque le passage vers le haut aura été effec- tué, le couple transmis devra atteindre une valeur de beaucoup supérieure pour que le passage vers le bas puisse avoir lieu.
On décrira maintenant l'unité avec plus de détails., Les seg- ments d'embrayage 5 sont diamétralement opposés et chacun d'eux règne, par exemple, sur un tiers de la circonférenceChaque segment 5 porte deux axes ou goujons transversaux 7a et 7b à ses extrémités respectives. Les ressorts 6 sont des ressorts à boudin logés dans les espaces existant entre les extré- mités des segments, chacun d'eux étant comprimé entre les axes 7a, 7b situés aux extrémités des segments entre lesquels il est disposéo Il s'ensuit que
<Desc/Clms Page number 4>
les segments 5 sont sollicites vers l'extérieur, c'est-à-dire vers le tam- bour.
La roue planétaire 1 est calée sur un noyau 8 qui porte deux pattes 9, diamétralement opposées et s'étendant vers l'extérieur, lesquelles pattes sont percées de trous diamétralement opposés 10 dans lesquels tour- nent les axes diamétralement opposés 7a L'encliquetage, qui sera décrit ci-après plus en détail, comprend un élément intérieur fixe 11, un élément extérieur 12 et des organes de coincement tels que des galets à blocage au- tomatique, intercalés entre ces deux éléments et permettant à l'élément ex- térieur de tourner vers l'avant, mais non vers l'arrière.
Chacun des seg- ments 5 porte aussi, en un point intermédiaire de sa longueur, un troisième axe ou rouleau transversal 13 et l'élément d'encliquetage extérieur 12 est pourvu de deux pattes diamètralement opposées 14 qui sont percées de fentqs diamétralement opposées 15 à travers lesquelles passent respectivement les axes 13. Ainsi, aussitôt que, lors du glissement du tambour 2, par rapport aux segments 5, le planétaire 1 commence à agir comme organe de réaction à l'égard de l'engrenage épicyclique, il effectue un léger mouvement de ro- tation vers l'arrière et par l'intermédiaire des axes 7, titre légèrement les deux segments 5 dans son mouvement vers l'arrière.
L'élément extérieur 12 de l'encliquetage, dont sont solidaires les pattes 14, ne peut effectuer aucun mouvement vers l'arrière et, par conséquent, tout léger mouvement du planétaire 1 et des segments 5 vers l'arrière a pour effet que les axes 13 des dits segments se meuvent vers l'arrière dans des fentes 15 pratiquées dans-les dites pattes 14. Ces fentes 15 sont inclinées de telle sorte que ce mouvement des axes 13 vers l'arrière provoque leur déplacement, et par conséquent celui des segments 5, vers l'intérieur. En d'autres termes, un couple de sens arrière exercé par le planétaire et par les segments de l'em- brayage tend à maintenir ces derniers vers l'intérieur, c'est-à-dire hors de contact du tambour.
2. La condition précédemment décrite est ainsi réalisée.
D'un autre côté, lorsque le couple devient trop faible, les ressorts 6 font mouvoir les segments 5 vers l'extérieur, ce qui, en raison de l'inclinaison des fentes 15, provoque une légère rotation des dits seg- ments et du planétaire vers l'avant par rapport aux pattes 14 et à l'élément d'encliquetage extérieur 12 Lorsque les segments 5 entrent en contact avec le tambour, la prise directe s'établit, les dits segments, le planétaire et l'élément d'encliquetage extérieur tournant tous solidairement comme s'ils étaient d'une seule pièce, l'élément d'encliquetage extérieur glis- sant librement en regard de l'élément-d'encliquetage intérieur fixe.
On remarquera que les trous 10 des pattes 9 ne sont pas parfai- tement ajustés aux axes 7a et sont au contraire légèrement allongés, l'allon- gement étant dans la direction voulue pour permettre un léger mouvement du planétaire 1 et des pattes 9 vers l'arrière, par rapport aux segments 5, et pour provoquer, par l'effet d'un tel mouvement, un léger mouvement vers l'intérieur des axes 7a traversant les trous 10. Ainsi, lorsque les segments 5 sont tirés à l'écart du tambour par le mouvement du planétaire 1 vers l'arrière, le premier léger mouvement vers l'arrière tire légèrement les axes 7a vers l'intérieur, et dans la continuation du mouvement vers l'arrière les axes 13 sont à leur tour tirés vers l'intérieur, de sorte que chacun des segments 5 se trouve tiré en bloc radialement vers l'intérieur.
On décrira maintenant le mécanisme d'encliquetage grâce auquel l'élément extérieur 12 est mis à même de tourner vers l'avant mais non vers l'arrière par rapport à l'élément intérieur 11 Comme représenté à la figure 2, l'élément intérieur 11 est polygonal en section et est entouré par deux éléments annulaires 16 et 17 qui sont situés à un certain écartement l'un de l'autre dans la direction axiale. L'élément 16 est ajusté à frottement dur sur l'élément 11, de sorte qu'il ne peut pas tourner par rapport à cet élément. L'élément 17 est légèrement écarté de l'élément 11 et -est rotatif.
Entre ces éléments 16 et 17 se trouvent une série de galets 18 qui entourent l'élément 11. L'élément 17 porte une série de saillies 19 qui font corps avec
<Desc/Clms Page number 5>
lui et s'étendent longitudinalement vers l'élément 16 au contact duquel elles se terminent, les dites saillies étant placées entre les galets 18.
Comme représenté à la figure 2, les saillies 19 ont un profil approprié aux galets 18, afin d'assurer la mise en position des dits galets, et l'on remarquera que la présence des dites saillies oblige les galets 18 à parti- ciper aux mouvements de l'élément 17 autour de l'élément 11 Des.goupilles longitudinales filetées 20 sont vissées dans les saillies 19 et font sail- lies à l'intérieur de fentes segmentaires 21 de l'élément 16.
Ces fentes 21 sont de longueur telle qu'elles ne permettent qu'un mouvement de rotation limité de l'élément 17 autour de l'élément 11.
L'élément extérieur 12 de l'encliquetage entoure les éléments 16 et 17 ainsi que les galets 18 avec lesquels la surface intérieure du dit élément exté- rieur est étroitement en contact, de sorte que les dits galets sont complè- tement emprisonnés dans un conduit annulaire constitué entre les éléments 11, 16, 17 et 12 On remarquera que les galets 18 sont prévus en nombre égal au nombre de pas ou méplats de l'élément polygonal 11. Lorsque l'élément 17 a été amené près de la limite de sa rotation vers l'avant, les galets occu- pent la position représentée à la figure 2, c'est-à-dire que chacun d'eux est situé au milieu du plan ou méplat correspondant de l'élément 11. Dans cette position, les galets sont libres entre les éléments 11 et 12.
Toutefois, lors- que l'élément 17 est situé près de la limite de sa rotation-vers l'arrière, chacun des galets est situé près d'une des extrémités du méplat correspondant de l'élément 11 et, dans cette position, les galets sont fortement coincés entre les deux éléments 11, 2 L'élément 17 est sollicité par un ressort vers la limite de sa rotation dans le sens mentionné en dernier lieu, c'est- à-dire vers la position de coincement des galets, cette sollicitation étant assurée par deux fils métalliques 22 qui sont logés dans une fente 23 de 1' élément 16 et qui sont chacun reliés par une de leurs extrémités à l'une des goupilles filetées 20, leur autre extrémité se terminant par un ressort hé- licoida 24, qui est comprimé et prend appui sur un épaulement de l'élément 16.
Le fonctionnement est maintenant facile à comprendre. En temps normal, les galets 18 sont maintenus dans la position de coincement,bien que le coincement soit faible, étant donné que les ressorts 24 sont des ressorts légers. Lorsqu'un couple de sens arrière est appliqué à l'élément 12, cet é- lément tend à faire mouvoir les galets dans le sens voulu pour augmenter le coincement, et ceci se traduit par une résistance qui s'oppose au mouvement de l'élément 12 vers l'arrière. Lorsqu'un couple est appliqué vers l'avant à l'élément 12, il en résulte un décoincement des galets qui permet à l'élé- ment de tourner librement vers l'avant; les galets sont ainsi maintenus à l'état décoincé jusqu'à ce que la rotation de l'élément 12 ait cessé, les ga- lets étant alors légèrement ramenés à la position de coincement.
On se référera maintenant à la figure 5 qui représente une boi- te de vitesse complote, par exemple destinée à une voiture automobile routiè- re, cette boite de vitesse étant composée d'un certain nombre d'unités dispo- sées en série et toutes semblables à celle qui a été décrite précédemment au sujet des figures 1 à 4 Dans ce mécanisme de changement de vitesse complet, l'arbre du moteur est accouplé par l'embrayage de la voiture avec le tambour de la première unité; le porte-satellites de la première unité est accouplé avec le tambour de la secondé unité; le porte-satellites de la seconde uni- té est accouplé avec le tambour de la troisième unité, et ainsi de suite.
Les unités sont établies de manière à obéir à des couples différents lors des passages vers le haut, et à des caractéristiques couple-vitesse différen- tes lors des passages vers le 'base Ainsi, si toutes les unités sont à l'état "démultiplité", auquel cas le mécanisme possède son rapport de transmission le plus bas, et si le conducteur relâche l'accélérateur et diminue ainsi le couple, les unités passent successivement de l'état démultiplié à l'état de prise directe jusqu'à ce que cet état de prise directe ait été obtenu,pour le mécanisme entière D'une manière analogue, si la voiture se meut à une vi-
<Desc/Clms Page number 6>
tesse élevée avec toutes les unités en prise directe et si elle atteint une côte qui provoque un accroissement du couple et de la prise directe ou une diminution de la vitesse,
les unités passent successivement de la prise directe à l'état de rapport de transmission inférieur,jusqu'à ce que, si la côte est suffisamment longue et raide, toutes les unités aient finalement étéamenées à l'état de réduction de vitesse, la démultiplication du méca- nisme entier étant alors maximum.
Plus particulièrement, l'organe récepteur ou secondaire de la disposition entière comprend un arbre 25; et l'organe moteur ou primaire comprend un boîtier cylindrique principal 26 qui peut tourner autour de l'axe de l'arbre 25. L'élément d'encliquetage intérieur fixe 11 est commun à toutes les unités et affecte la forme d'une douille entourant l'arbre 25.
Les unités sont montées autour d'un axe commun à l'intérieur du boîtier principal 2 6. Le tambour 2 de la première unité (qui est l'unité représentée à la figure 1) est fixé rigidement au boîtier principal 26. Le porte-satelli- tes 4 de cette première unité est solidaire ou fait partie intégrante du tambour 2a de la seconde unité (comme on le voit clairement à la figure 1) ; le porte-satellites de la seconde unité est solidaire ou fait partie intégran- te du tambour 2b de la troisième unité, et ainsi de suite. Le porte-satelli- tes 4d de la dernière unité est fixé rigidement à l'arbre 25.
On décrira maintenant, en se référant particulièrement à la figu- re 1, certains détails de construction de chaque unité, 28 désigne un moyeu fixe entourant l'élément 11 A son extrémité de droite, le tambour 2 est d'u- ne seule pièce avec un disque annulaire 29 qui s'étend vers l'intérieur et qui est fixé à l'aide de rivets 29a à un autre disque annulaire 30 directe- ment appliqué contre le premier et dont le bord extérieur est lui-même fixé au boîtier extérieur 26, le dit tambour étant ainsi relié à ce boîtier ex- térieur.
Comme précédemment décrit, l'élément 16 est fixe. 'élément ex- térieur 12 de l'encliquetage prend appui sur cet élément 16. Le moyeu 8 re- pose sur l'élément 12 et la roue planétaire 1 est calée sur le moyeu 8.
Chacun des segments à friction 5 est composé de deux pièces 31 et 32 qui sont disposées côte à côte mais à un certain écartement l'une de l'autre et fixées l'une à l'autre, à l'aide de vis ou de rivets 32a, la piè- ce 31 étant pourvue d'une languette d'écartement 33 engagée dans une fente de la pièce 32. Ce segment 5 est revêtu sur son pourtour d'une couche 34 de matière à friction qui est fixée au dit segment à l'aide de rivets 35 tra- versant la languette 33.
Les axes 7a 7b et 13 traversant les deux pièces 31 et 32 de chaque segment 5, chacun d'eux comportant une portion médiane élargie qui est logée dans l'espace ménagé entre les deux pièces. Les pattes 9 et 14 font saillie dans le dit espace ménagé entre les pièces 31 et 32, et les portions médianes élargies des axes 7a et 13 sont logées dans les trous 10 et la fente 15, respectivement.
Chacun des ressorts 6 embrasse une tige tubulaire 36 dans la- quelle coulisse une tige intérieure 37 Ces deux tiges sont pourvues res- pectivement d'une tête 38, 39 à leurs extrémités extérieures et le ressort 6 est comprimé entre ces deux têtes. Chacune des têtes est fourchue de ma- nière à embrasser le segment à friction 5, et chacune des branches de la four- che est à son tour fourchue, de chaque côté du segment, de manière à embras- ser les extrémités des axes 7a et 7b le tout comme représenté clairement aux figures 2 et 4.
Chacun des porte-satellites 4 est composé de deux plaques paral lèles 40 et 41 qui sont fixées entre elles à un certain écartement l'une de l'autre par des rivets 42 et 43, pourvus respectivement d'élargissements cy- lindriques 143 et 44 à titre d'éléments d'écartement. Les pignons satellites 3 sont montés fous sur les éléments d'écartement 143 par l'intermédiaire de roulements à galets 45. Comme représenté, le porte-satellites tourne sur l'é- lément 8
<Desc/Clms Page number 7>
On remarquera que la plaque 40 fait corps avec le tambour 2a de l'unité suivante. On a désigné par 31a 13a et 16a les pièces de 1'uni- té suivante qui correspondent et sont équivalentes aux pièces 31 13 et 16.
La plaque 40d du dernier porte-satellites 4d se termine sur son bord intérieur, par un moyeu qui est calé sur l'arbre secondaire 25.
Le boîtier extérieur 26 est supporté, à son extrémité de droite, par un roulement à billes 46, lui-même monté sur un moyeu fixe 47 assujetti à une partie 48 de la structure fixe. Le moyeu 47 porte aussi l'élément 11 A son extrémité de gauche, le boîtier extérieur 26 fait corps avec un bout d'arbre 49 qui tourne dans un palier fixe 50.
L'arbre 25 tourne, à son extrémité de droite, dans un cous- sinet 51 monté à l'intérieur de l'élément creux 11; et l'extrémité de gau- che du dit arbre tourne dans un coussinet 52 monté à l'intérieur du bout d'arbre creux 49
On se référera maintenant à la figure 6 qui représente un mé- canisme de changement de vitesse pourvu, au lieu d'un embrayage à segments travaillant radialement, d'un embrayage à disques ou plaques travaillant a xialement.
Cet embrayage à plaques comprend un jeu de plaques d'embrayage discoides 53, 54, 55 qui sont montées de façon non rotative par leurs bords intérieurs sur le pourtour d'un moyeu 56¯qui s'étend par exemple vers la droite; à partir de la roue planétaire 1 avec laquelle ce moyeu fait corps, et un jeu de plaques d'embrayage discoïdes 57, 58 interposées entre les pla- ques 53, 54, 55 et montées de façon non rotative par leurs bords extérieurs, sur la surface intérieure du tambour à denture intérieure 2 Les plaques d' extrémité 53, 55 du premier jeu constituent les plaques d'extrémité de la série entière de plaqueso La plaque d'extrémité 53, qui est la plus rappro- chée de la roue planétaire 1,
est calée de façon qu'elle ne puisse pas se mouvoir axialement vers la gauche, mais toutes les autres plaques des deux jeux sont déplaçables axialement. La plaque extrême de droite 55 est pour- vue d'une douille 59 qui s'étend axialement vers la droite à partir de la dite plaque. Le mécanisme d'encliquetage, qui comporte un élément intérieur fixe et un élément extérieur 12 ne pouvant tourner que dans le même sens que le tambour 2, est situé axialement au delà de l'extrémité de droite de la douille 59. L'élément extérieur 12 de l'encliquetage s'étend vers la gauche, et sa portion de gauche entoure la portion de droite de la douille 59, les deux portions étant assemblées en 60 par l'entremise d'un accouple- ment fileté à pas rapide.
L'élément d'encliquetage extérieur 12 est protégé positivement contre tout déplacement axial.
Sur le pourtour de la douille 59 est monté, par un assemblage à cannelures, un organe de poussée 61 Un palier de butée à billes 62 est prévu entre l'organe de poussée 61 et l'extrémité de gauche de l'élément extérieur 12 de l'encliquetage; et des ressorts de compression 63 (dont un seul est visible) sont prévus entre l'organe de poussée 61 et la plaque extrême de droite 55. Finalement, il existe un certain nombre de bras à con- trepoids 64 (dont un seul est visible) qui pivotent sur des pattes 65 pré- vues sur le pourtour de la plaque extrême de droite 55.
Ces bras 64 étant pourvus de prolongements ou queues 66 qui s'étendent au delà de leur pivot et dont les extrémités sont destinées à faire pression contre la face de gau- che de l'organe de poussée 61 lorsque les bras sont contraints à pivoter vers l'extérieur par la force centrifuge, cette pression ayant pour effet de dépla- cer la plaque extrême de droite 55 vers la gauche, c'est-à-dire dans le sens qui tend à serrer l'embrayage.
De même que dans la forme de réalisation précédente, les satel- lites 3 engrènent avec la denture de la roue planétaire 1, d'une part, et avec la denture intérieure du tambour 2, d'autre part; et ces satellites sont montés sur un porte- satellites 4 qui est calé sur l'arbre secondaire 25. La force du moteur est appliquéeau tambour 2
D'autres détails ressortent clairement des dessins.
On se rend compte que cette construction modifiée fonctionne
<Desc/Clms Page number 8>
essentiellement de la même manière que celle des figures 1 à 5. Lorsque le mécanisme est stationnaire, sous des conditions de charge nulle, les ressorts de compression 63 maintiennent l'embrayage à l'état légèrement embrayé. Par conséquent, lorsqu'on accouple initialement le tambour 2 avec la machine mo- trice, l'embrayage est en prise et tend à transmettre un mouvement en prise directe au porte-satellites 4 et à l'arbre 25.
Toutefois, si le couple exer- cé par la machine motrice dépasse une valeur prédéterminée, l'embrayage com- mence à glisser, et le mouvement commence à être transmis avec un rapport de vitesse réduit au porte-satellites 4 et à l'arbre 25, la transmission s'effec- tuant par l'entremise de l'engrenage épicyclique, dont le planétaire 1 se comporte comme un organe de réaction.
Un couple de sens arrière est par con- séquent exercé par ce planétaire et transmis à la douille 59; et comme l'élé- ment d'encliquetage extérieur 12 est à la fois incapable de tourner vers l'ar- rière et de se mouvoir axialement,ce couple de sens arrière du planétaire 1 communique effectivement au dit planétaire et à la douille 59 une légère rotation vers l'arrière qui, par l'intermédiaire de l'assemblage fileté à pas rapide 60, provoque un léger déplacement de la douille 59 et de la pla- que extrême de droite 55 vers la droite, en opposition aux ressorts de com- pression 63, en provoquant ainsi l'ouverture de l'embrayage. Celui-ci est maintenant complètement débrayé et l'unité effectue la transmission avec un rapport de vitesse réduit.
Comme précédemment, l'embrayage est maintenant soumis unique- ment à la force d'embrayage exercée par les ressorts 63, d'une part, et à la force de débrayage exercée par le couple transmis, d'autre part, puisque les bras à contrepoids 64 ne tournent pas. Lorsque la force de débrayage tombe à une valeur donnée, les ressorts 63 prédominent et font mouvoir la plaque d'embrayage 55 vers la gauche, ce qui provoque le serrage de l'embrayage et commence la prise directe. Immédiatement après, les bras à contrepoids 64, maintenant animés d'une rotation sont sollicités vers l'extérieur par la force centrifuge, et leurs queues 66 entrent en contact avec la face de gau- che de l'organe de poussée 61, poussant ainsi la plaque 55 vers la gauche, ce qui seconde la force des ressorts tendant à maintenir l'embrayage à l'état serré.
On voit donc que le fonctionnement est identique à celui de la forme de réalisation des figures 1 à 5, le maintien de la prise directe étant subordonné au rapport entre la vitesse et le couple transmis. Il est évi- dent que les mêmes conditions d'instabilité que celles précédemment décrites interviennent pendant le passage dans les deux sens l'embrayage ne pouvant ' effectuer dans chaque cas qu'un glissement momentané.
Il doit en outre être entendu que l'invention envisage l'ap- plication de mécanismes de transmission autres que les engrenages épicycli- ques. 11 est évident qu'on peut faire usage de tout mécanisme de transmis- sion du type différentiel comportant un élément moteur, un élément récepteur et un élément de réaction qui est libre de tourner vers l'avant mais dont la rotation vers l'arrière est empêchée par un mécanisme d'encliquetage ou un autre mécanisme à blocage automatique.
On notera qu'une caractéristique importante de l'invention ré- side dans le fait que les ressorts ou organes équivalents qui tendent à serrer l'embrayage et à créer ainsi la prise directe sont secondés par une force qui est fonction de la vitesse de rotation de l'organe de réaction, et qu'il existe une autre force, tendant à desserrer l'embrayage, qui dépend de la valeur du couple de réaction transmis à l'encliquetage ou mécanisme équivalent à partir de l'organe de réaction. Il s'ensuit que le passage vers le bas dépend du rapport entre le couple et la vitesse, alors que le passa- ge vers le haut dépend uniquement du couple, et non de la vitesse, puis- que, au commencement du passage vers le haut, l'organe de réaction ne tourne pas, de sorte que les ressorts ou organes équivalents ne sont pas secondés.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS IN GEAR CHANGE MECHANISMS.
The present invention relates to a gear change mechanism and is particularly, but not exclusively, applicable to gear change mechanisms for motor vehicles on roads and on rails.
Essentially, this invention consists of an improved automatic gear shifting mechanism in which the shift from a relatively low or "lower" gear ratio to a gear ratio occurs when the transmitted torque falls below a predetermined value. given, and the change from said upper transmission ratio to said lower transmission ratio takes place when the transmitted torque exceeds a given variable value exceeding said predetermined value to an extent which is greater or less; depending on whether the speed is greater or less.
In order to better understand the invention, a gear change mechanism in accordance with said invention will be described, with reference to the accompanying drawings in which:
Figure 1 is an elevational view in partial vertical section taken through the line I-I of Figure 2 and shows one of the units of the present mechanism.
Figures 2 and 3 are cross sections of this unit, by lines II-II and III-III of Figure 1
Figure 4 is a sectional detail through line IV-IV of Figure 2
Figure 5 is an elevational view in partial vertical section of the entire mechanism, composed of a series of units such as those shown in the preceding figures.
Figure 6 is an elevational view in vertical section of a modified building unit.
<Desc / Clms Page number 2>
We will first refer to Figures 1 to 4 $ Latinity shown in these figures comprises an epicyclic gear composed of a planet wheel 1, a drum 2. provided with internal teeth and three planet gears 3 which mesh both with the sun gear and with the teeth of the drums.
The satellites being arranged at equal angular intervals around the planetary. The planets 3 are mounted on a planet carrier 4. The driving force applied to the unit is received by the drum 2 and is returned by the planet carrier 4. When the epicyclic gear behaves as such, the planetary wheel 1 constitutes the reaction organ. Thus, a ratchet mechanism is provided which acts, as will emerge from the following description, so as to prevent reverse rotation of the planetary 1, i.e. from direction opposite to the rotation of drum 2, but which allows said sun gear to rotate freely forward, that is to say in the same direction as the drum.
Thus the epicyclic gear is intended to transmit the energy of the drum 2 to the planet carrier 4 with a reduction in speed ratio, the sun gear 1 being biased in the opposite direction but being kept stationary by the action of the snap.
There is further provided a clutch consisting of an inner element, comprising a pair of friction rings 5, and an outer element, which is formed by the drum 2 itself. As will be seen below, the segments 5 are coupled with the sun gear 1 so as to rotate with the latter and are urged by springs 6 towards the outside, that is to say towards the position of friction contact. with the drum 2. In addition, when the friction rings rotate, they are subjected to a centrifugal force which tends to project them outwards to apply them to the drum.
Furthermore, as will be described later, said segments are pulled inward by a force which is proportional to the torque in the reverse direction exerted by the sun gear 1 on the snap-fastening.
In operation, therefore, when the gearbox is stationary, under zero load conditions, the only force which acts on the segments 5 is that exerted by the springs 6, the said segments being thereby maintained. in contact with the drum. The force of the springs 6 is low and until it is assisted the drum may slip relative to the segments when the applied input torque exceeds a predetermined value within the power limits of the. motor unit.
Therefore, when the drive unit is coupled for the first time with the drum 2, the segments 5 come into contact with said drum and tend to rotate as a unit with it, i.e. to drive into engagement. direct the planet carrier 4, the epicyclic gear thus being locked; but if the torque exerted by the power unit exceeds said predetermined value, the drum 2 begins to slide relative to the segments and the force begins to be transmitted in the manner previously described to the satellite carrier, l the epicyclic gear acting as such and the planetary gear acting as a reaction member.
A reverse torque will therefore be transmitted by the sun gear 1 to the ratchet, and the friction rings 5 will therefore be pulled inward away from the drum, in opposition to the action. springs 6. Thus, there is only a momentary slip between the drum and the friction rings, the latter then disengaging entirely from the drum, so that the unit transmits with the gear ratio. reduced.
At this stage, the friction segments 5 are only subjected to the clamping force (or closing of the clutch) exerted by the springs 6, on the one hand, and to the clamping force exerted by the torque of the clutch. planetary, on the other hand, this torque being of course proportional to the torque transmitted. When this falls to a given value, the springs 6 dominate and the friction segments 5 come into contact with the drum; as the torque transmitted is then low, said segments are driven forward by the drum, the sun gear 1 itself being driven forward by the segments, which is enabled by the snap-fit.
Of course, this effects a block or "direct drive" * drive, that is to say the drum 2, the sun gear 1 and the assembly
<Desc / Clms Page number 3>
satellites 3 and their support 4 rotate as a unit. As soon as this begins, a centrifugal force is added to the force of the springs 6 and the segments 5 are thus kept firmly in contact with the drum.
As the force exerted by the springs 6 is constant, the maintenance of the grip will depend on the ratio between the torque transmitted and the centrifugal force which tends to maintain the segments 5 in contact with the drum 2 or, in other words, on the ratio between the torque transmitted and the speed of rotation.
When the torque transmitted is too high for a given speed, the drum 2 begins to slide relative to the segments 5 and, as soon as this takes place; the resulting slowing down in the rotation of said segments causes a decrease in the centrifugal force, which in turn causes a further increase in the slip of the clutch, so that, after a very short time , the transmission is effected with the reduced speed ratio, with the aid of the epicyclic gear acting as such and with the sun gear immobilized and behaving like a reaction member, the friction segments being consequently also immobilized.
As soon as this takes place, the reaction opposed to the torque and exerted by the sun gear 1 on the catch acts in such a way as to completely disengage the segments 5 of the drum 2, overcoming the action of the springs 6 The unit therefore now performs the transmission with reduced gear ratio, as before, with the clutch completely disengaged
It can thus be seen that the change from running speed in direct engagement to running speed with reduced gear ratio depends on the relationship between the torque transmitted and the speed of rotation, the torque which can be transmitted without switching to the gearbox. the lower the higher the speed.
It will also be noted that as soon as the torque becomes too high for the speed and the drum begins to slip relative to the friction rings, the speed becomes unstable and the downshift takes place very quickly.
On the other hand, the change from reduced gear to direct drive depends only on the torque transmitted. When the latter falls below a given constant value, segments 5 come into contact with drum 2 and direct drive begins. In this case again, the shift takes place gradually under conditions of instability because, as soon as the segments begin to rotate, the centrifugal force is added to the force of the springs 6 to keep the clutch in engagement.
- In practice, if the torque of the motor gradually decreases, there comes a time when the springs 6 cause the friction of the fixed friction segments on the rotating drum, but the reaction of the planetary must have undergone a further appreciable reduction so that the friction becomes sufficient to rotate the sun gear forward, increasing the remaining proportion of the reaction;
As long as these conditions have not been overcome, the action of the springs cannot be assisted by centrifugal force and the clutch would tend to heat up if this state of affairs continued. In reality, however, each time there is friction between the segments and the drum, a corresponding proportion of the torque is lost for the motor member, so that the reaction torque transmitted by the sun gear to the ratchet is immediately subjected to a corresponding decrease and this in turn causes an increase in the force exerted to close the clutch. As will be seen below, means (slots forming cams 15) are provided by which this increase is sufficient to make the action progressive.
When the upward shift has been completed, the torque transmitted will have to reach a much higher value for the downward shift to take place.
The unit will now be described in more detail., The clutch segments 5 are diametrically opposed and each of them reigns, for example, over a third of the circumference Each segment 5 carries two transverse pins or studs 7a and 7b at its respective ends. The springs 6 are coil springs housed in the spaces existing between the ends of the segments, each of them being compressed between the pins 7a, 7b located at the ends of the segments between which it is arranged. It follows that
<Desc / Clms Page number 4>
the segments 5 are urged outwards, that is to say towards the drum.
The planetary wheel 1 is wedged on a core 8 which carries two diametrically opposed lugs 9 extending outwardly, which lugs are pierced with diametrically opposed holes 10 in which the diametrically opposed axes 7a rotate. which will be described below in more detail, comprises a fixed internal element 11, an external element 12 and wedging members such as automatically locking rollers, interposed between these two elements and allowing the external element to turn forward, but not backward.
Each of the segments 5 also carries, at an intermediate point of its length, a third axis or transverse roller 13 and the outer latching element 12 is provided with two diametrically opposed tabs 14 which are pierced with diametrically opposed slots 15 to through which respectively pass the axes 13. Thus, as soon as, during the sliding of the drum 2, relative to the segments 5, the sun gear 1 begins to act as a reaction member with respect to the epicyclic gear, it performs a slight rotational movement backwards and through the axes 7, slightly title the two segments 5 in its backward movement.
The outer element 12 of the snap-fastening, of which the tabs 14 are integral, cannot effect any rearward movement and, consequently, any slight rearward movement of the sun gear 1 and of the segments 5 has the effect that the axes 13 of said segments move backwards in slots 15 formed in said legs 14. These slots 15 are inclined so that this movement of the axes 13 backwards causes their displacement, and consequently that of segments 5, inward. In other words, a reverse torque exerted by the sun gear and by the segments of the clutch tends to keep the latter inwards, that is to say out of contact with the drum.
2. The previously described condition is thus fulfilled.
On the other hand, when the torque becomes too low, the springs 6 cause the segments 5 to move outwards, which, due to the inclination of the slots 15, causes a slight rotation of said segments and of the piston. sun gear forward with respect to the tabs 14 and to the outer ratchet element 12 When the segments 5 come into contact with the drum, the direct engagement is established, said segments, the sun gear and the element of Outer ratchet all rotating integrally as if they were one piece, the outer ratchet member sliding freely opposite the fixed inner ratchet member.
It will be noted that the holes 10 of the legs 9 are not perfectly adjusted to the axes 7a and are on the contrary slightly elongated, the elongation being in the desired direction to allow a slight movement of the sun gear 1 and the legs 9 towards the end. 'rear, with respect to the segments 5, and to cause, by the effect of such a movement, a slight inward movement of the axes 7a passing through the holes 10. Thus, when the segments 5 are pulled apart of the drum by the movement of the sun gear 1 backwards, the first slight backward movement pulls the axles 7a slightly inwards, and in the continuation of the backward movement the axles 13 are in turn pulled towards inside, so that each of the segments 5 is pulled in a block radially inwards.
The latching mechanism will now be described by means of which the outer element 12 is enabled to rotate forward but not backward with respect to the inner element 11 As shown in FIG. 2, the inner element 11 is polygonal in section and is surrounded by two annular elements 16 and 17 which are located at a certain distance from each other in the axial direction. Element 16 is frictionally fitted to element 11 so that it cannot rotate relative to this element. Element 17 is slightly spaced from element 11 and is rotating.
Between these elements 16 and 17 are a series of rollers 18 which surround the element 11. The element 17 carries a series of projections 19 which are integral with
<Desc / Clms Page number 5>
him and extend longitudinally towards the element 16 in contact with which they end, said projections being placed between the rollers 18.
As shown in FIG. 2, the projections 19 have a profile suitable for the rollers 18, in order to ensure the positioning of said rollers, and it will be noted that the presence of said projections forces the rollers 18 to participate in the movements of the element 17 around the element 11 Threaded longitudinal pins 20 are screwed into the protrusions 19 and protrude inside segmental slots 21 of the element 16.
These slots 21 are of such length that they allow only a limited rotational movement of the element 17 around the element 11.
The outer element 12 of the snap-fit surrounds the elements 16 and 17 as well as the rollers 18 with which the inner surface of said outer element is in close contact, so that said rollers are completely trapped in a duct. annular formed between the elements 11, 16, 17 and 12 It will be noted that the rollers 18 are provided in a number equal to the number of steps or flats of the polygonal element 11. When the element 17 has been brought close to the limit of its forward rotation, the rollers occupy the position shown in FIG. 2, that is to say that each of them is located in the middle of the corresponding plane or flat of element 11. In this position, the rollers are free between elements 11 and 12.
However, when element 17 is located near the limit of its rearward rotation, each of the rollers is located near one end of the corresponding flat of element 11 and, in this position, the rollers rollers are strongly stuck between the two elements 11, 2 The element 17 is biased by a spring towards the limit of its rotation in the direction mentioned last, that is to say towards the stuck position of the rollers, this bias being provided by two metal wires 22 which are housed in a slot 23 of the element 16 and which are each connected by one of their ends to one of the threaded pins 20, their other end terminating in a helical spring. 24, which is compressed and rests on a shoulder of the element 16.
The operation is now easy to understand. Normally, the rollers 18 are kept in the stuck position, although the stuck is low, since the springs 24 are light springs. When a reverse torque is applied to element 12, this element tends to move the rollers in the desired direction to increase the jamming, and this results in a resistance which opposes the movement of the roller. item 12 backwards. When a torque is applied forwardly to element 12, the result is unstacking of the rollers which allows the element to freely rotate forward; the rollers are thus kept in the unstuck state until the rotation of the element 12 has ceased, the rollers then being slightly returned to the stuck position.
Reference will now be made to FIG. 5 which represents a schematic gearbox, for example intended for a road motor car, this gearbox being composed of a certain number of units arranged in series and all of them. similar to that which was previously described with respect to Figures 1 to 4 In this complete gear change mechanism, the motor shaft is coupled by the clutch of the car with the drum of the first unit; the planet carrier of the first unit is coupled with the drum of the second unit; the planet carrier of the second unit is coupled with the drum of the third unit, and so on.
The units are set up to obey different torques when going up, and different torque-speed characteristics when going down. Thus, if all the units are in the "geared down" state , in which case the mechanism has its lowest transmission ratio, and if the driver releases the accelerator and thus decreases the torque, the units successively change from the geared down state to the direct drive state until this direct drive state has been obtained, for the entire mechanism In an analogous manner, if the car is moving at a speed
<Desc / Clms Page number 6>
high torque with all units in direct drive and if it reaches a slope which causes an increase in torque and direct drive or a decrease in speed,
the units successively shift from direct drive to the lower gear state, until, if the hill is long enough and steep enough, all units have finally been returned to the gear reduction state, the gear reduction of the entire mechanism then being maximum.
More particularly, the receiving or secondary member of the entire arrangement comprises a shaft 25; and the driving or primary member comprises a main cylindrical housing 26 which can rotate about the axis of the shaft 25. The fixed inner ratchet member 11 is common to all units and takes the form of a socket. surrounding the tree 25.
The units are mounted around a common axis within the main housing 26. The drum 2 of the first unit (which is the unit shown in Fig. 1) is rigidly attached to the main housing 26. The holder. satellites 4 of this first unit is integral with or forms an integral part of the drum 2a of the second unit (as can be clearly seen in FIG. 1); the planet carrier of the second unit is integral with or forms an integral part of the drum 2b of the third unit, and so on. The satellite carrier 4d of the last unit is rigidly fixed to the shaft 25.
With particular reference to FIG. 1, certain construction details of each unit will now be described, 28 denotes a fixed hub surrounding element 11 At its right end, drum 2 is a single piece. with an annular disc 29 which extends inward and which is fixed by means of rivets 29a to another annular disc 30 directly applied against the first and whose outer edge is itself fixed to the outer casing 26, said drum thus being connected to this outer casing.
As previously described, element 16 is fixed. The outer element 12 of the snap-fastening bears on this element 16. The hub 8 rests on the element 12 and the planetary wheel 1 is wedged on the hub 8.
Each of the friction segments 5 is composed of two parts 31 and 32 which are arranged side by side but at a certain distance from each other and fixed to each other, using screws or rivets 32a, the part 31 being provided with a spacer tab 33 engaged in a slot of the part 32. This segment 5 is coated on its periphery with a layer 34 of friction material which is fixed to said segment. using rivets 35 passing through the tongue 33.
The pins 7a 7b and 13 passing through the two parts 31 and 32 of each segment 5, each of them comprising an enlarged middle portion which is housed in the space provided between the two parts. The tabs 9 and 14 protrude into said space formed between the parts 31 and 32, and the widened middle portions of the pins 7a and 13 are housed in the holes 10 and the slot 15, respectively.
Each of the springs 6 embraces a tubular rod 36 in which an internal rod 37 slides. These two rods are respectively provided with a head 38, 39 at their external ends and the spring 6 is compressed between these two heads. Each of the heads is forked so as to embrace the friction segment 5, and each of the branches of the fork is in turn forked, on each side of the segment, so as to embrace the ends of the pins 7a and 7b the whole as shown clearly in Figures 2 and 4.
Each of the planet carriers 4 is composed of two parallel plates 40 and 41 which are fixed between them at a certain distance from each other by rivets 42 and 43, respectively provided with cylindrical enlargements 143 and 44. as spacers. The planet gears 3 are mounted idly on the spacers 143 by means of roller bearings 45. As shown, the planet carrier rotates on the element 8.
<Desc / Clms Page number 7>
It will be noted that the plate 40 is integral with the drum 2a of the following unit. The parts of the following unit which correspond and are equivalent to parts 31 13 and 16 have been designated by 31a 13a and 16a.
The plate 40d of the last planet carrier 4d ends on its inner edge, with a hub which is wedged on the secondary shaft 25.
The outer housing 26 is supported, at its right end, by a ball bearing 46, itself mounted on a fixed hub 47 secured to a part 48 of the fixed structure. The hub 47 also carries the element 11 At its left end, the outer housing 26 is integral with a shaft end 49 which rotates in a fixed bearing 50.
The shaft 25 rotates, at its right end, in a cushion 51 mounted inside the hollow element 11; and the left end of said shaft rotates in a bush 52 mounted inside the hollow shaft end 49
Reference will now be made to FIG. 6 which shows a speed change mechanism provided, instead of a radially working segment clutch, with an axially working disc or plate clutch.
This plate clutch comprises a set of discoid clutch plates 53, 54, 55 which are mounted non-rotatably by their inner edges on the periphery of a hub 56 which extends for example to the right; from the planetary wheel 1 with which this hub is integral, and a set of discoid clutch plates 57, 58 interposed between the plates 53, 54, 55 and mounted non-rotatably by their outer edges, on the inner surface of internally toothed drum 2 The end plates 53, 55 of the first set constitute the end plates of the entire series of plates o The end plate 53, which is closest to the planetary wheel 1 ,
is wedged so that it cannot move axially to the left, but all the other plates of the two sets are movable axially. The extreme right-hand plate 55 is provided with a sleeve 59 which extends axially to the right from said plate. The ratchet mechanism, which comprises a fixed inner element and an outer element 12 which can only rotate in the same direction as the drum 2, is located axially beyond the right-hand end of the socket 59. The outer element 12 of the ratchet extends to the left, and its left portion surrounds the right portion of the socket 59, the two portions being assembled at 60 by means of a threaded coupling with rapid pitch.
The outer ratchet element 12 is positively protected against any axial displacement.
On the periphery of the sleeve 59 is mounted, by a spline assembly, a thrust member 61 A thrust ball bearing 62 is provided between the thrust member 61 and the left end of the outer member 12 of the snap; and compression springs 63 (only one of which is visible) are provided between the thrust member 61 and the extreme right-hand plate 55. Finally, there are a number of counterweight arms 64 (only one of which is visible). ) which pivot on lugs 65 provided on the perimeter of the extreme right-hand plate 55.
These arms 64 being provided with extensions or tails 66 which extend beyond their pivot and whose ends are intended to press against the left face of the thrust member 61 when the arms are forced to pivot towards outside by centrifugal force, this pressure having the effect of moving the extreme right-hand plate 55 to the left, that is to say in the direction which tends to engage the clutch.
As in the previous embodiment, the satellites 3 mesh with the teeth of the sun gear 1, on the one hand, and with the internal teeth of the drum 2, on the other hand; and these satellites are mounted on a planet carrier 4 which is wedged on the secondary shaft 25. The force of the motor is applied to the drum 2
Other details are evident from the drawings.
We realize that this modified construction works
<Desc / Clms Page number 8>
essentially in the same manner as that of Figures 1 to 5. When the mechanism is stationary, under zero load conditions, the compression springs 63 maintain the clutch in the slightly engaged state. Therefore, when the drum 2 is initially coupled with the prime mover, the clutch is engaged and tends to transmit a direct drive movement to the planet carrier 4 and to the shaft 25.
However, if the torque exerted by the prime mover exceeds a predetermined value, the clutch begins to slip, and movement begins to be transmitted with a reduced speed ratio to the planet carrier 4 and to the shaft 25. , the transmission taking place by means of the epicyclic gear, of which the sun gear 1 behaves like a reaction member.
A torque in the reverse direction is consequently exerted by this sun gear and transmitted to the socket 59; and since the outer ratchet element 12 is both incapable of turning backwards and of moving axially, this reverse torque of the sun gear 1 effectively communicates to said sun gear and to the sleeve 59 a slight rearward rotation which, by means of the fast-pitch threaded assembly 60, causes a slight displacement of the sleeve 59 and the extreme right-hand plate 55 to the right, as opposed to the com springs. - pressure 63, thus causing the clutch to open. This is now completely disengaged and the unit transmits with a reduced gear ratio.
As before, the clutch is now subjected only to the clutch force exerted by the springs 63, on the one hand, and to the disengaging force exerted by the torque transmitted, on the other hand, since the arms to counterweight 64 do not rotate. When the disengaging force drops to a given value, the springs 63 predominate and move the clutch plate 55 to the left, which causes the clutch to engage and begins the direct drive. Immediately thereafter, the counterbalanced arms 64, now rotated, are urged outwardly by centrifugal force, and their tails 66 come into contact with the left face of the pusher 61, thereby pushing plate 55 to the left, which assists the force of the springs tending to maintain the clutch in the tight state.
It can therefore be seen that the operation is identical to that of the embodiment of FIGS. 1 to 5, the maintenance of the direct drive being subordinated to the ratio between the speed and the torque transmitted. It is evident that the same conditions of instability as those previously described occur during the passage in both directions, the clutch being able in each case only to effect a momentary slip.
It should further be understood that the invention contemplates the application of transmission mechanisms other than epicyclic gears. It is obvious that use can be made of any transmission mechanism of the differential type comprising a driving element, a receiving element and a reaction element which is free to rotate forward but whose backward rotation is. prevented by a ratchet mechanism or other self-locking mechanism.
It will be noted that an important characteristic of the invention lies in the fact that the springs or equivalent members which tend to tighten the clutch and thus create the direct drive are assisted by a force which is a function of the speed of rotation. of the reaction member, and that there is another force, tending to release the clutch, which depends on the value of the reaction torque transmitted to the ratchet or equivalent mechanism from the reaction member. It follows that the downward passage depends on the ratio between torque and speed, while the upward passage depends only on the torque, and not on the speed, since, at the beginning of the downward passage. high, the reaction member does not rotate, so that the springs or equivalent members are not assisted.