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MECANISME REDUCTEUR A PLUSIEURS VITESSES. POUR LA PROPULSION DE
NAVIRES-
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Dans les navires à hélices les engrenages intercalés entre le moteur et l'hélice ont pour but de transformer la vitesse de rotation éle- vée du moteur en une vitesse de rotation plus réduite, correspondant à cel-
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le de lhélioe9 afin de tirer lIn meilleur parti des caractéristiques hydraa liques de celles-ci. Le couple dun moteur à combustion interne, notamment
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d.9un moteur Diesel, ne peut varier que dans des limites étroites, eu égard à la pression effective moyenne adoptée dans la construction de tels moteurs.
La vitesse de rotation doit demeurer à peu près constante afin de conserver la pleine puissance du moteur.
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Lcrsqu21un moteur et un mécanisme réducteur sont combinés avec l'héliae d.'un navire, celle-ci doit être construite de façon à pouvoir absor- ber tout juste le' couple et le régime pleins du moteur., Or,, ceci dépend de la résistance à 1 avancement du navire et de son coefficient d'avaneemer!t dans 1-'eau. Lorsque la résistance à l'avanceir-ent du navire se modifiée par exemple lorsque celui-ci avance contre le vent et la houle ou lorsque il re- morque un autre navire ou un filet le couple nécessaire pour la rotation de l'hélice augmente, avec le résultat -que le régime et la puissance du moteur
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diminuénto Lorsque la résistance à 1 avancement diminue., la vitesse de rota- tion et la puissance du moteur augmentent.
Les conditions sont donc semblables à celles d'une automobile.
Lorsque cette dernière monte une côte la vitesse de rotation du moteur di- minue;, tandis qu'en palier le nombre de tours du moteur et la vitesse du véhicule augmentent. Afin de pouvoir utiliser constamment la pleine puissance du moteur, les automobiles comportent un mécanisme réducteur à plusieurs vitesseso
La présente invention a pour objet un engrenage réducteur à plu-
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sieurs vit;esses l?0Qr' naviresj) monté entre le moteur et 19hélice dans lequel l'arbre moteur et Parbre di>hélice sonz situés l'un derrière l'autre, à savoir
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pour deux ou plusieurs vitesses avant., afin de pouvoir maintenir entièrement le nombre de tours et la puissance du moteur à leurs valeurs indiquées., cela pour différentes charges appliquées à l'arbre d'hélice.
Suivant une autre caractéristique de l'invention deux arbres auxiliaires voisins faisant partie de la transmission,et qui, dans la forme de celle-ci décrite ici.,, sont pré- vus pour deux vitesses avant., sont utilisés également pour le renversement de l'hélice, chaque arbre auxiliaire portant un pignon supplémentaire et les deux pignons étant en priseo
Le dessin annexé représente un exemple de la transmission -suivant l'invention.
La figure 1 est une vue latérale de la transmission.
La figure 2 montre schématiquement la manière dont les roues den- tées et les pignons engrènent entre eux.
La figure 3 est une vue en plan de deux arbres auxiliaires dont les pignons servent également au renversement de l'hélice.
Une "X" indique les pignons pouvant être rendus solidaires de leur arbre à l'aide d'un embrayage.
L'arbre 1, qui est le prolongement de l'arbre moteur,porte une roue dentée 2, calée sur cette arbre. L'arbre 11, qui est le prolongement de l'arbre d'hélice, porte une roue dentée, 12, calée sur cet arbre. Trois ar- bres auxiliaires 5, 6 et 13 sont disposés parallèlement aux arbres 1 et 11 et situés à la périphérie des roues 2 et 12. Chaque arbre auxiliaire est mu- ni d'un pignon,, respectivement 9,10 ou 15, calé sur cet arbre et dont chacun engrène avec la roue dentée 12, ainsi que d'un deuxième pignon 3, 4 ou 14, en prise avec la roue 2. Les trois derniers pignons tournent librement sur leurs arbres respectifs et peuvent être solidarisés de ceux-ci à l'aide des embraya- ges A, B ou C.
Les diamètres des cercles primitifs des pignons de chacune des paires de pignons montées sur les arbres auxiliaires présentent un rapport dif- férent dans chacune de ces paires. Lorsqu'un des embrayages "A" par exemple est solidarisé avec l'arbre correspondant, et que les autres embrayages B, C et D sont déclenchés, la puissance du moteur est transmise par la roue dentée 2 et les pignons 4 et 10 à la roue dentée 12 de l'arbre d'hélice, déterminant ainsi un des trois rapports de démultiplication possibles. De même,les autres rapports de démultiplication peuvent être enclenchés par l'intermédiaire des arbres auxiliaires 5 et 13.
Pour renverser le sens de rotation de l'hélice, c'est-à-dire peur renverser la marche., on prévoit encore deux pignons auxiliaires 7 et 8 sur les arbres auxiliaires voisins 3 et 6. Le pignon 7 est réuni rigidement au pignon 3, les deux pignons étant fous sur l'arbre auxiliaire 5 et comportant un em- brayage commun B. Le pignon 8 tourne librement et indépendamment de l'arbre 6, dont il peut cependant être rendu solidaire par l'embrayage D. Lorsque ce dernier est enclenchée les embrayages A, B etC étant déclenchés, le couple du moteur est transmis par les roues dentées et pignons 2., 3, 7, 8 et 10, à la roue dentée 12, calée sur son arbre.:..
Comme le pignon 8 tourne dans un sens opposé à celui du pignon 7, le sens de rotation de la roue ,dentée 12, et donc celui de l'hélice est renversé,
Il va de soi que l'on peut adjoindre à cette transmission un ar- bre auxiliaire supplémentaire portant deux pignons de renversement dont l'un serait en prise avec l'un des pignons 3, 4,.Ou 14 et l'autre avec la roue den- tée 12, afin de réaliser de .cette façon le renversement de l'hélice.
On voit dans la figure 2 que les axes du prolongement 1 de Par- bre moteur et du prolongement 11 de.l'arbre d'hélice ne coïncident pas, mais sont légèrement décalés et parallèles. Ceci facilite la sélection des diffé- rentes vitesses de la démultiplication et permet de réduire notablement les
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dimensions des roues dentées et pignons.
Les embrayages A, B G et D sont uniquement indiqués par un. "X".
Le type daccouplement le plus approprié qui peut être utilisé conjointement avec la transmission décrite ci-dessus est celui à disques et à commande hydraulique (par l'huile) ou pneumatique. Le fait que ces embray- ages sont montés exclusivement sur les arbres auxiliaires à rotation rapide permet de leur donner des longueurs et des diamètres réduits. Ces embrayages peuvent être encastrés dans les pignons, même dans le cas de moteurs à grande puissance. Il en résulte une économie notable dans la longueur des arbres, de sorte qu'il suffit de prévoir deux paliers et que, par conséquente les di- mensions du carter de transmission peuvent être réduites à un minimum.
Le mécanisme de transmission décrit ci-dessus possède les caractéristiques et a- vantages nouveaux suivants en tant que mécanisme réducteur et de changement de marche pour navires..
1) Il comporte plusieurs rapports de réduction de vitesse qui peuvent être enclenchés à volonté alors que le moteur et l'hélice tournent le moteur tourne toujours dans le même sens pour toutes les manoeuvres, c'est- à-dire pour "marche avant!!, "arrêt" et "marche arrière"; il est inutile de prévoir un grand compresseur à air pour le renversement direct du moteur.
2) Les embrayages sont disposés exclusivement sur les arbres au- xiliaires à rotation rapide. Les couples sont donc réduits et les embrayages mêmes peuvent présenter de faibles dimensions; lorsque on emploie des embrayages à disques, ces embrayages peuvent être disposés à l'intérieur des pignons., ce qui permet dutiliser des arbres courts et résistant à la flexion, qui ne doi- vent être supportés que par deux paliers;
le carter de transmission est de faibles dimensions.,
3) On économise un arbre auxiliaire spécial pour le changement de marche., vu que les pignons supplémentaires nécessaires à cette manoeuvre sont montés sur deux arbres auxiliaires voisins qui peuvent être utilisés normale- ment pour deux vitesses avant différentes.
REVENDICATIONS.
:Le Mécanisme 'réducteur à engrenages à plusieurs vitesses avant pour la propulsion de navires,, dans lequel l'arbre moteur (1) et l'arbre d'hé- lice (11) sont situés l'un derrière l'antre et portent chacun à son extrémité une roue dentée clavetée (2) ou (12);
, caractérisé par la prévisions sur la périphérie des deux roues dentées,, de deux ou plusieurs arbres auxiliaires (5, 6 et 13) dont chacun porte une paire de pignons (3 et 9, 4 et 10, 14 et 15) les rapports des cercles primitifs des pignons de chaque paire étant diffé- rents,chaque paire de pignons étant en prise avec les roues dentées (2 ou 12), un pignon (3, 4 et 14) de chaque arbre.- auxiliaire étant fou et pouvant être solidarisé avec cet arbre, par un embrayage (A, B ou C).
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MULTI-SPEED REDUCING MECHANISM. FOR THE PROPULSION OF
SHIPS-
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In propeller ships the gears interposed between the engine and the propeller are intended to transform the high rotational speed of the engine into a lower rotational speed, corresponding to that.
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the helioe9 in order to make the most of the hydraulic characteristics thereof. The torque of an internal combustion engine, especially
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d.9 a Diesel engine, can vary only within narrow limits, having regard to the average effective pressure adopted in the construction of such engines.
The speed of rotation must remain roughly constant in order to maintain full engine power.
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When an engine and a reduction gear are combined with a ship's propeller, the latter must be constructed so as to be able to absorb just the full torque and full speed of the engine. the resistance to the advancement of the ship and of its windfall coefficient in the water. When the resistance to the advance of the ship changes, for example when it moves against the wind and the swell or when it tows another ship or a net, the torque necessary for the rotation of the propeller increases, with the result that the engine speed and power
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Decreased When the resistance to feed decreases, the rotational speed and the power of the motor increase.
The conditions are therefore similar to those of an automobile.
When the latter climbs a hill, the engine rotation speed decreases ;, while leveling the number of engine revolutions and vehicle speed increase. In order to be able to constantly use the full power of the engine, automobiles have a multi-speed reduction mechanism.
The present invention relates to a reduction gear with several
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sieurs lives; esses l? 0Qr 'vesselsj) mounted between the engine and the propeller in which the engine shaft and the propeller shaft are located one behind the other, namely
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for two or more forward gears., in order to be able to fully maintain the number of revolutions and the engine power at their indicated values., this for different loads applied to the propeller shaft.
According to another characteristic of the invention, two neighboring auxiliary shafts forming part of the transmission, and which, in the form thereof described here, are provided for two forward gears., Are also used for the reversing of the transmission. the propeller, each auxiliary shaft carrying an additional pinion and the two pinions being engaged.
The appended drawing shows an example of the transmission following the invention.
Figure 1 is a side view of the transmission.
Figure 2 shows schematically how the cogwheels and pinions mesh with each other.
FIG. 3 is a plan view of two auxiliary shafts, the pinions of which also serve to overturn the propeller.
An "X" indicates the pinions which can be made integral with their shaft using a clutch.
The shaft 1, which is the extension of the motor shaft, carries a toothed wheel 2, wedged on this shaft. The shaft 11, which is the extension of the propeller shaft, carries a toothed wheel, 12, wedged on this shaft. Three auxiliary shafts 5, 6 and 13 are arranged parallel to the shafts 1 and 11 and situated at the periphery of the wheels 2 and 12. Each auxiliary shaft is fitted with a pinion, respectively 9, 10 or 15, wedged. on this shaft and each of which meshes with the toothed wheel 12, as well as a second pinion 3, 4 or 14, meshing with the wheel 2. The last three pinions rotate freely on their respective shafts and can be secured to them. ci using clutches A, B or C.
The diameters of the pitch circles of the pinions of each of the pairs of pinions mounted on the auxiliary shafts have a different ratio in each of these pairs. When one of the clutches "A" for example is secured to the corresponding shaft, and the other clutches B, C and D are triggered, the engine power is transmitted by the toothed wheel 2 and the pinions 4 and 10 to the toothed wheel 12 of the propeller shaft, thus determining one of the three possible gear ratios. Likewise, the other gear ratios can be engaged via the auxiliary shafts 5 and 13.
To reverse the direction of rotation of the propeller, that is to say to reverse gear., Two additional auxiliary gears 7 and 8 are provided on the neighboring auxiliary shafts 3 and 6. The pinion 7 is rigidly joined to the pinion. 3, the two pinions being idle on the auxiliary shaft 5 and comprising a common clutch B. Pinion 8 rotates freely and independently of shaft 6, of which it can however be made integral by clutch D. When this last is engaged the clutches A, B and C being released, the engine torque is transmitted by the toothed wheels and pinions 2, 3, 7, 8 and 10, to the toothed wheel 12, wedged on its shaft.: ..
As the pinion 8 rotates in a direction opposite to that of the pinion 7, the direction of rotation of the wheel, toothed 12, and therefore that of the propeller is reversed,
It goes without saying that we can add to this transmission an additional auxiliary shaft carrying two reversing gears, one of which is in engagement with one of the gears 3, 4, or 14 and the other with the toothed wheel 12, in order to effect the reversal of the propeller in this way.
It can be seen from FIG. 2 that the axes of the extension 1 of the motor part and of the extension 11 of the propeller shaft do not coincide, but are slightly offset and parallel. This facilitates the selection of the different gearing speeds and makes it possible to significantly reduce the
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dimensions of toothed wheels and pinions.
Clutches A, B G and D are only marked with a. "X".
The most suitable type of coupling which can be used in conjunction with the transmission described above is the one with discs and hydraulically (by oil) or pneumatic control. The fact that these clutches are mounted exclusively on the fast rotating auxiliary shafts allows them to be given reduced lengths and diameters. These clutches can be embedded in the pinions, even in the case of high power engines. This results in a noticeable saving in the length of the shafts, so that it suffices to provide two bearings and, consequently, the dimensions of the transmission case can be reduced to a minimum.
The transmission mechanism described above has the following new features and advantages as a reduction and shift mechanism for ships.
1) It has several speed reduction ratios which can be engaged at will while the engine and the propeller are turning the engine always turns in the same direction for all maneuvers, that is to say for "forward!" !, "stop" and "reverse", it is not necessary to provide a large air compressor for the direct reversal of the engine.
2) The clutches are arranged exclusively on fast rotating auxiliary shafts. The torques are therefore reduced and the clutches themselves may have small dimensions; when disc clutches are used, these clutches can be arranged inside the pinions, which makes it possible to use short, bending-resistant shafts which only have to be supported by two bearings;
the transmission case is small.,
3) A special auxiliary shaft is saved for the gear change, since the additional gears necessary for this maneuver are mounted on two neighboring auxiliary shafts which can be used normally for two different forward speeds.
CLAIMS.
: The gear reduction mechanism with several forward speeds for the propulsion of ships, in which the motor shaft (1) and the propeller shaft (11) are located one behind the other and carry each at its end a keyed toothed wheel (2) or (12);
, characterized by the provision on the periphery of the two toothed wheels, of two or more auxiliary shafts (5, 6 and 13) each of which carries a pair of gears (3 and 9, 4 and 10, 14 and 15) the ratios of pitch circles of the pinions of each pair being different, each pair of pinions being in mesh with the toothed wheels (2 or 12), one pinion (3, 4 and 14) of each auxiliary shaft being idle and being able to be secured with this shaft, by a clutch (A, B or C).