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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSIT.IFS DE COMMANDE- PAR FREINAGE POUR MECANISME
DE CHANGEMENT DE VITESSE OU D'INVERSION DE MARCHE.
On connaît déjà les mécanismes à train d'engrenages cycloïdaux qui permettent de réaliser par freinage ou immobilisation de certains pi- gnons ou de cages porte-satellites, le changement de vitesse ou l'inversion de marche entre un arbre moteur et un arbre entraîné.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande par freinage applicable à ces mécanismes et plus particulièrement aux inverseurs- réducteurs utilisés sur les bateaux et basés sur ce principe.
Le dispositif objet de l'invention se caractérise par le fait qu'il comporte un organe de freinage unique susceptible de coulisser sans tourner, de manière à pouvoir freiner et immobiliser en venant à leur con- tact l'un ou l'autre de deux éléments en rotation placés de part et d'autre de cet organe de frainage, ou prendre une position neutre intermédiaire.
Cet organe de freinage permet donc de réaliser ainsi deux combinaisons de vitesse (par exemple une vitesse avant et une vitesse arrière).
L'organe de freinage coulissant comporte de préférence deux surfaces coniques symétriques qui peuvent freiner puis bloquer par adhérence des surfaces correspondantes solidaires des éléments tournants à immobiliser.
Le déplacement de l'organe de freinage peut être obtenu par une force quelcon- que, mécanique., hydraulique, pneumatique ou électrique.
En outre, dans le dispositif qui fait l'objet de l'invention, l'organe de freinage et la pièce-support fixe sur ou dans laquelle il coulis- se comportent une ou plusieurs cloisons et gorges transversales imbriquées les unes dans les autres et disposées de manière que l'on puisse faire cou- lisser l'organe de freinage dans un sens ou dans l'autre en faisant arriver du fluide sous pression entre certaines des faces en regard des cloisons et gorges, des moyens élastiques étant prévus pour ramener l'organe de freinage à sa position neutre quand les forces de pression sont supprimées.
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La présente invention se propose en outre de réaliser un dis- positif de commande qui comprend un organe de freinage constitué par une couronne coulissant sur la surface intérieure du carter du mécanisme et comportant une seule gorge à sa périphérie extérieure, ledit carter étant muni d'une cloison fixe qui partage ladite gorge en deux chambres sépa- rées et de deux orifices qui débouchent respectivement dans ces deux cham- bres, un distributeur permettant d'admettre du fluide sous pression par l'un ou l'autre de ces orifices de manière à pousser l'organe de freinage dans un sens ou dans l'autre, une source de fluide sous pression alimen- tant le distributeur, et des ressorts placés dans chacune des deux cham- bres et ramenant la couronne de freinage à sa position neutre en l'absence de toute pression dans les chambres.
On voit que l'invention a l'avantage de fournir une grande surface pour l'application de la pression du fluide, soit grâce à la multi- plicité des gorges et des cloisons prévues dans l'organe de freinage et dans sa pièce-support, soit grâce au grand diamètre de la couronne de freinage qui coulisse sur la surface intérieure du carter, soit grâce à- ces deux moyens combinés.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode particulier de réalisation choisi comme exemple et appliqué à un réducteur-inverseur destiné aux bateaux.
Dans les dessins auxquels se réfère la description :
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un réducteur- inverseur muni d'un dispositif conforme à l'invention;, les figures la et lb sont des coupes du distributeur de fluide dans deux positions particulières- la figure 2 est une vue détaillée et partiellement coupée du même réducteur-inverseur.
Dans le réducteur-inverseur représenté sur les dessins, la transmission du mouvement entre l'arbre moteur 1 et l'arbre récepteur 2 se fait à l'aide d'un train epicycloïdal de type classique comprenant deux planétaires 3 et 4, dont le premier est monté fou sur l'arbre moteur et dont le second est solidaire de l'arbre récepteur, un boitier porte-satel- lites 5 pouvant tourner autour de l'axe commun aux planétaires, et enfin trois satellites 6, 7 et 8 calés sur l'arbre 9 qui peut tourillonner à l'intérieur du boitier 5. Un pignon d'entraînement 9a est claveté sur l'ar- bre moteur et engrène en permanence avec le satellite central 7. L'extré- mité de l'arbre moteur tourillonne dans un roulement à rouleaux 10 logé à l'intérieur du planétaire 4 solidaire de l'arbre récepteur.
Le boitier porte-satellites 5 peut tourner sur deux roulements à rouleaux 11 et 12, le premier appuyé sur l'arbre récepteur et le second appuyé sur une par- tie cylindrique solidaire du planétaire 3. L'arbre porte-satellite 9 touril- lonne sur un roulement à rouleaux 13 et un roulement à bille 14. La réa- lisation de la marche avant et de la marche arrière se fait respectivement par freinage et immobilisation, d'une part du planétaire 3 par l'intermé- diaire du plateau d'embrayage 15 qui est solidaire de ce planétaire, d'au- tre part du boitier porte-satellites.
L'action de freinage s'exerce, comme on l'expliquera plus loin, sur deux surfaces coniques 16 et 17 portées respectivement par le boitier porte-satellites et par le plateau d'em- brayageo
La marche avant est obtenue par immobilisation du boitier porte-satellites; dans ce cas la transmission du mouvement entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur se fait tout simplement par le train d'en- grenages comprenant le pignon d'entraînement 9a, le satellite 7, le satelli- te 6 et enfin le planétaire 4 solidaire de' l'arbre récepteur. Comme on le voit sur la figure 2 la raison de ce train d'engrenages est inférieure à 1, et par conséquent la vitesse de rotation se trouve bien réduite entre l'ar- bre moteur et l'arbre récepteur.
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La marche arrière est obtenue par immobilisation du plateau d'embrayage 15 et par conséquent du planétaire 3 qui en est solidaire; dans ce cas, le boitier porte-satellites tourne évidemment sur lui-même puisque le satellite 8 ne peut que rouler sur le planétaire 3 qui est fixe, et les dimensions des différentes roues dentées du mécanisme sont choisies de façon que l'arbre récepteur 2 se trouve entraîné par le satellite 6 en sens inverse de l'arbre moteur 1 et à une vitesse sensiblement égale à la vitesse de marche avant. Si aucun freinage n'est exercé, ni sur le boitier porte-satellites, ni sur le plateau d'embrayage 15, l'arbre ré- cepteur 2 reste au repos, puisque le boitier porte-satellites tourne a- lors sur lui-même avec le satellite 6 roulant tout simplement sur le planétaire 4.
L'action de freinage, qui constitue l'objet principal de l'invention, est obtenue par une couronne de freinage bi-conique 18 pouvant coulisser sur la paroi intérieure du carter du réducteur-inver- seur. Cette couronne de freinage ne peut tourner sur elle-même grâce à des ergots ou prisonniers 19 fixés dans la paroi du carter. Elle peut prendre trois positions : une position médiane, dans laquelle aucun freinage n'est exercé, et deux positions extrêmes dans lesquelles elle peut freiner et immobiliser par adhérence, soit la surface conique 16, soit la surface conique 17 solidaires respectivement du boitier porte-satel- lites 5 et du plateau d'embrayage 15.
Le boitier porte-satellites 5 et le plateau d'embrayage 15 viennent appuyer respectivement sur des embrayages à disques 5a et 15a soli- daires du carter, quand ils sont soumis à l'action de la couronne de frei- nage bi-conique 18; ces embrayages encaissant la poussée longitudinale exercée par la couronne bi-conique et contribuent au freinage et à l'immo- bilisation du boitier porte-satellites et du plateau d'embrayage.
La couronne de freinage qui comporte à sa périphérie exté- rieure une gorge 20, et une cloison 21, venue de fonderie avec le carter ou rapportée sur lui, est ajustee sur le fond de cette gorge qu'elle divise en deux chambres 22 et 23. La cloison 21 se trouve au milieu de la gorge 20 quand la couronne de freinage 18 se trouve dans sa position médiane neutre. Deux orifices 24 et 25 débouchant respectivement dans les chambres 22 et 23 permettent d'exercer une pression dans l'une ou l'autre de ces chambres de manière à obtenir soit la marche avant soit la marche arrière.
Deux ressorts 26 et 27, logés chacun dans une chambre, ramènent la cou- ronne de freinage 18 dans sa position médiane lorsqu'aucune des chambres n'est soumise à la pression.
La pression qui sert à pousser la couronne de freinage bi- conique dans l'une ou l'autre de ses positions extrèmes, est fournie par un circuit hydraulique, alimenté par l'huile de graissage contenue dans le carter du réducteur-inverseur.
Une pompe 28, entraînée par l'arbre moteur, par l'intermédiaire de pignons 29 et 30, aspire l'huile dans le carter à travers un filtre 31 et par une canalisation 32. L'huile aspirée par la pompe est refoulée par une canalisation 33 dans un distributeur 34 dont on voit sur la figure 1 une coupe schématique, et qui est d'ailleurs d'un modèle connu quelconque ne faisant pas partie de l'invention. Ce distributeur peut être placé dans trois positions différentes. Dans la position correspondant à la figure 1, l'huile refoulée par la pompe arrive par la canalisation 36 dans la'chambre 22 et pousse, par conséquent, vers la gauche la couronne de freinage bi- conique qui vient immobiliser le boitier porte-satellites. On obtient dans ce cas la marche avant.
Dans la position représentée figure la, l'huile refoulée par la pompe arrive par la canalisation 35 dans la chambre 23, pousse vers la droite la couronne de freinage bi-conique qui immobilise cette fois le plateau d'embrayage 15 et par conséquent'le planétaire 3 qui en est soli- daire; on obtient, dans ce cas, la marche arrière.
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Dans la position représentée figure 1b, les deux chambres 22 et 23 ne sont soumises, ni l'une ni l'autre, à la pression de l'huile et la couronne de freinage bi-conique se trouve par conséquent dans sa po- sition médiane, c'est-à-dire dans sa position neutre, grâce aux deux res- sorts 26 et 27.
Quand la pression de l'huile s'exerce dans l'une des deux chambres 22 ou 23, le retour de l'huile au carter se fait par l'une des canalisations 35 ou 36 et par la canalisation 37 qui débouche à la partie supérieure du carter par l'orifice 38. Un limiteur de pression 39'se trouve placé en dérivation sur la canalisation 33 qui relie la pompe au distributeur; il envoie directement vers l'orifice 38 et le carter, par la canalisation 40, l'huile refoulée par la pompe, dans le cas où il se produit une surpression accidentelle.
Le fonctionnement du réducteur-inverseur que l'on vient de décrire découle tout naturellement de la description et il n'est pas utile d'y insister plus longuement.
On voit clairement, à la suite de la description précédente, que le dispositif conforme à l'invention permet d'exercer la pression de commande sur une très grande surface et par conséquent de réduire avanta- geusement cette pression; de plus, le freinage simultané du boitier porte- satellites et du plateau d'embrayage est impossible et par conséquent les accidents matériels qui peuvent se produire dans d'autres dispositifs con- nus, par suite d'un tel freinage, sont évités d'une manière absolue. Le dispositif conforme à l'invention a aussi l'avantage de compenser automa- tiquement l'usure des organes participant au freinage par une simple aug- mentation de la course de la couronne de freinage bi-conique.
Il faut remar- quer en outre que l'inversion de marche n'est jamais brutale en raison de la contre-pression qui existe dans la chambre (22 ou 23) non soumie à la pression de la pompe.
Enfin, du fait qu'il ne peut que coulisser sans tourner, l'or- gane de freinage est exempt des graves défauts inhérents aux organes de frei- nage connus qui se déplacent en se vissant et en se dévissant et qui sont sujets soit à se bloquer, soit à se dérober au contact des organes rotatifs à immobiliser.
On peut dire, en résumé, que le dispositif objet de l'invention est sur et indéréglable.
De nombreuses variantes de détail peuvent être apportées au dispositif décrit sans sortir pour cela du domaine de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif de commande par freinage pour mécanisme de chan- gement de vitesse ou d'inversion de marche, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe de freinage unique susceptible de coulisser sans tourner de manière à pouvoir immobiliser, en venant à leur contact, l'un ou l'autre de deux éléments en rotation du mécanisme placés de part et d'autre dudit organe de freinage, ou prendre une position neutre intermédiaire.
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IMPROVEMENTS TO CONTROL DEVICES - BY BRAKING FOR MECHANISM
OF CHANGE OF SPEED OR REVERSE.
Mechanisms with cycloidal gears are already known which make it possible, by braking or immobilizing certain gears or planet carrier cages, to change speed or reverse gear between a motor shaft and a driven shaft.
The subject of the present invention is a braking control device applicable to these mechanisms and more particularly to the reverse gearboxes used on boats and based on this principle.
The device which is the subject of the invention is characterized by the fact that it comprises a single braking member capable of sliding without turning, so as to be able to brake and immobilize by coming into contact with one or the other of the two. rotating elements placed on either side of this fraining member, or take an intermediate neutral position.
This braking member therefore makes it possible to thus achieve two speed combinations (for example a forward speed and a reverse speed).
The sliding braking member preferably comprises two symmetrical conical surfaces which can brake and then block by adhesion the corresponding surfaces integral with the rotating elements to be immobilized.
The movement of the braking member can be obtained by any force, mechanical, hydraulic, pneumatic or electric.
In addition, in the device which is the subject of the invention, the braking member and the fixed support part on or in which it slides behave one or more partitions and transverse grooves nested in one another and arranged so that the braking member can be made to slide in one direction or the other by causing pressurized fluid to arrive between some of the facing faces of the partitions and grooves, elastic means being provided for returning the braking device in its neutral position when the pressure forces are removed.
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The present invention further proposes to provide a control device which comprises a braking member constituted by a crown sliding on the inner surface of the mechanism casing and comprising a single groove at its outer periphery, said casing being provided with. a fixed partition which divides said groove into two separate chambers and with two orifices which open out respectively into these two chambers, a distributor making it possible to admit pressurized fluid through one or the other of these orifices in such a manner to push the braking member in one direction or the other, a source of pressurized fluid supplying the distributor, and springs placed in each of the two chambers and returning the braking ring to its neutral position in the absence of any pressure in the rooms.
It can be seen that the invention has the advantage of providing a large surface area for the application of the pressure of the fluid, either thanks to the multiplicity of the grooves and partitions provided in the braking member and in its support part. , either by virtue of the large diameter of the braking ring which slides on the inner surface of the casing, or by virtue of these two combined means.
Other characteristics of the invention will appear in the following description of a particular embodiment chosen as an example and applied to a reducer-inverter intended for boats.
In the drawings to which the description refers:
Figure 1 is a schematic sectional view of a reducer-reverser provided with a device according to the invention; Figures la and lb are sections of the fluid distributor in two particular positions; Figure 2 is a view detailed and partially cut from the same reducer-inverter.
In the reducer-reverser shown in the drawings, the transmission of motion between the motor shaft 1 and the receiver shaft 2 is effected by means of a conventional type epicyclic gear comprising two planetary 3 and 4, the first of which is is mounted idle on the motor shaft and the second of which is integral with the receiving shaft, a satellite-carrying box 5 able to rotate around the axis common to the planets, and finally three satellites 6, 7 and 8 wedged on the shaft 9 which can journal inside the housing 5. A drive pinion 9a is keyed on the motor shaft and permanently meshes with the central satellite 7. The end of the motor shaft journals in a roller bearing 10 housed inside the sun gear 4 integral with the receiver shaft.
The planet carrier unit 5 can turn on two roller bearings 11 and 12, the first supported on the receiving shaft and the second supported on a cylindrical part secured to the sun gear 3. The planet carrier shaft 9 is journalled on a roller bearing 13 and a ball bearing 14. Carrying out forward and reverse travel is effected respectively by braking and immobilization, on the one hand, of the sun gear 3 via the plate d. 'clutch 15 which is integral with this sun gear, on the other hand with the planet carrier unit.
The braking action is exerted, as will be explained later, on two conical surfaces 16 and 17 carried respectively by the planet carrier unit and by the clutch plate.
Forward travel is obtained by immobilizing the planet carrier unit; in this case the transmission of movement between the motor shaft and the receiver shaft is done quite simply by the gear train comprising the drive pinion 9a, the satellite 7, the satellite 6 and finally the sun gear. 4 integral with the receiver shaft. As can be seen in FIG. 2, the reason for this gear train is less than 1, and consequently the speed of rotation is much reduced between the motor shaft and the receiver shaft.
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Reverse gear is obtained by immobilizing the clutch plate 15 and therefore the sun gear 3 which is integral with it; in this case, the planet carrier housing obviously turns on itself since the planet gear 8 can only roll on the planet gear 3 which is fixed, and the dimensions of the various toothed wheels of the mechanism are chosen so that the receiver shaft 2 is driven by the satellite 6 in the opposite direction to the motor shaft 1 and at a speed substantially equal to the forward speed. If no braking is exerted, neither on the planet carrier unit, nor on the clutch plate 15, the receiver shaft 2 remains at rest, since the planet carrier unit then turns on itself. with satellite 6 simply rolling on planetary 4.
The braking action, which constitutes the main object of the invention, is obtained by a bi-conical braking ring 18 which can slide on the inner wall of the casing of the reducer-reverser. This braking ring cannot turn on itself thanks to lugs or prisoners 19 fixed in the wall of the housing. It can take three positions: a middle position, in which no braking is exerted, and two extreme positions in which it can brake and immobilize by adhesion, either the conical surface 16, or the conical surface 17 secured respectively to the holder box. satel- lites 5 and clutch plate 15.
The planet carrier unit 5 and the clutch plate 15 come to bear respectively on disc clutches 5a and 15a which are solidly connected to the casing, when they are subjected to the action of the bi-conical braking ring 18; these clutches receiving the longitudinal thrust exerted by the bi-conical crown wheel and contribute to the braking and immobilization of the planet carrier unit and the clutch plate.
The braking ring which comprises at its outer periphery a groove 20, and a partition 21, produced by casting with the casing or attached to it, is fitted to the bottom of this groove which it divides into two chambers 22 and 23. The partition 21 is located in the middle of the groove 20 when the braking ring 18 is in its neutral middle position. Two orifices 24 and 25 opening respectively into the chambers 22 and 23 make it possible to exert pressure in one or the other of these chambers so as to obtain either forward or reverse gear.
Two springs 26 and 27, each housed in a chamber, return the brake crown 18 to its middle position when none of the chambers is subjected to pressure.
The pressure which is used to push the bi-conical braking crown into one or other of its extreme positions is supplied by a hydraulic circuit, supplied by the lubricating oil contained in the gearbox-inverter housing.
A pump 28, driven by the motor shaft, via pinions 29 and 30, sucks the oil into the crankcase through a filter 31 and through a pipe 32. The oil sucked in by the pump is discharged through a pipe 33 in a distributor 34 of which we see in Figure 1 a schematic section, and which is moreover of any known model not forming part of the invention. This dispenser can be placed in three different positions. In the position corresponding to FIG. 1, the oil delivered by the pump arrives through line 36 in the chamber 22 and therefore pushes to the left the bi-conical braking ring which comes to immobilize the planet carrier unit. . In this case, we obtain forward travel.
In the position shown in figure la, the oil delivered by the pump arrives through line 35 in the chamber 23, pushes to the right the bi-conical braking ring which this time immobilizes the clutch plate 15 and consequently the planetary 3 which is linked to it; in this case, reverse gear is obtained.
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In the position shown in figure 1b, the two chambers 22 and 23 are neither subjected to the pressure of the oil and the bi-conical braking ring is therefore in its position. median, that is to say in its neutral position, thanks to the two springs 26 and 27.
When the oil pressure is exerted in one of the two chambers 22 or 23, the return of the oil to the crankcase is effected by one of the pipes 35 or 36 and by the pipe 37 which leads to the part upper casing through orifice 38. A pressure limiter 39 'is placed in bypass on line 33 which connects the pump to the distributor; it sends directly to the orifice 38 and the crankcase, via the pipe 40, the oil delivered by the pump, in the event that an accidental overpressure occurs.
The operation of the reducer-inverter which has just been described follows quite naturally from the description and it is not useful to dwell on it further.
It can be seen clearly, following the preceding description, that the device according to the invention makes it possible to exert the control pressure over a very large area and consequently to advantageously reduce this pressure; in addition, simultaneous braking of the planet carrier unit and of the clutch plate is impossible and consequently the material accidents which may occur in other known devices, as a result of such braking, are therefore avoided. an absolute way. The device according to the invention also has the advantage of automatically compensating for the wear of the components participating in braking by simply increasing the stroke of the biconical braking ring.
It should also be noted that the reversal of operation is never abrupt because of the back pressure which exists in the chamber (22 or 23) not subjected to the pressure of the pump.
Finally, because it can only slide without turning, the braking member is free from the serious defects inherent in known braking members which move by screwing and unscrewing and which are subject to either to block, or to escape in contact with the rotating members to be immobilized.
In summary, it can be said that the device which is the subject of the invention is safe and foolproof.
Numerous variations in detail can be made to the device described without thereby departing from the scope of the present invention.
CLAIMS.
1 - Braking control device for a gear change or gear reversal mechanism, characterized in that it comprises a single braking member capable of sliding without turning so as to be able to immobilize, coming to their contact, one or the other of two rotating elements of the mechanism placed on either side of said braking member, or take an intermediate neutral position.