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DISPOSITIF DE TRANSMISSION A MODIFICATION AUTOMATIQUE DU RAPPORT DE
TRANSMISSION.
L'invention concerne un dispositif de transmission à modifica- tion automatique du rapport de transmission.
Dans l'industrie il est souvent désirable de pouvoir modifier, suivant les circonstances, le rapport de transmission entre un dispositif moteur et un dispositif entraîné. C'ést ainsi que dans les machines-outils, entraînées à vitesse constante par un moteur, la vitesse des parties entraînées doit pouvoir être modifiée suivant la nature de l'usinage de la pièce.Un autre cas se présente dans les moyens de locomotion et de transport, où l'on désire adapter la puissance demandée à la puissance que peut fournir le dispositif moteur. De plus, il arrive fréquemment que l'on désire pouvoir inverser le sens de marche du dispositif à entraîner, sans devoir inverser le sens de marche du dispositif moteur. Dans tous ces cas, on utilise des dispositifs de transmission à rapport de transmission variable.
Il y a lieu de noter que 1' inversion du sens de marche de la sortie est considérée ici comme une modification du rapport de transmission.
Dans certains systèmes de transmission, le rapport de transmission s'ajuste automatiquement sous l'influence des conditions de fonctionnement du système. C'est ainsi que certains véhicules à moteur comportent des disposi- tifs de transmission dont le rapport de transmission est tributaire de la vitesse de l'entrée, respectivement de celle de sortie. Il est aussi connu de faire varier le rapport de transmission d'un dispositif de transmission d'une fagon continue avec la charge de la sortie, ce qui influence favorablement la charge du dispositif moteur.
L'invention concerne un dispositif de transmission dont le rapport de transmission est tributaire de la charge que constitue le dispositif à entraîner.
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Le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'entrée est accouplée, par l'intermédiaire d'un certain nombre de transmissions différences, à un certain nombre de parties motrices, dont chacune peut être accouplée par un accouplement embrayable indépendamment -qui sera appelé par la suite "accouplement moteur" - à un organe auxiliaire qui est relié élastiquement à la sortie d'une façon telle que la sortie étant entraînée par l' intermédiaire d'un accouplement moteur et de l'organe auxiliaire correspondant, dès que la charge de la sortie dépasse une valeur limite fixée par la liaison élastique entre l'organe auxiliaire et la sortie, l'organe auxiliaire est déplacé par la force motrice provenant de l'entrée, par rapport à la sortie et à l'encontre de la liaison élastique,
des moyens étant prévus à l'aide desquels ce déplacement relatif entre l'organe auxiliaire et la sortie débraye l'accouplement moteur en service et embraye un autre accouplement moteur.
Le dispositif de transmission conforme à l'invention peut être agencé de façon qu'à chaque accouplement moteur corresponde un organe auxiliaire individuel relié élastiquement à la sortie. Toutefois, le dispositif de transmission peut également être réalisé de façon que tous les accouplements moteurs soient conjugués avec un même organe auxiliaire relié élastiquement à la sortie.
Les moyens assurant l'embrayage, respectivement le débrayage des accouplements moteurs sont agencés de façon que, sauf pendant le passage d'un accouplement moteur à un autre, jamais plus d'un accouplement moteur n'est ,em- brayé.
Le dispositif de transmission conforme à l'invention convient particulièrement bien aux machines-outils dont l'outil doit être protégé. A cet effet, le dispositif peut être agencé de façon qu'au delà d'une charge déterminée par le mouvement de l'outil ou de la pièce, on passe automatiquement à une transmission qui inverse le mouvement de l'outil et de la pièce. Ceci est particulièrement intéressant pour le forage et le taraudage. Lorsque l' outil rencontre une grande résistance, la modification du rapport de transmission du dispositif qui entratne l'outil provoque l'inversion du mouvement de la mèche ou du taraud, de manière à- éviter le bris pouvant résulter d'une surcharge de l'outil, et en même temps, cet outil est sorti de la pièce bien que le sens de mouvement du dispositif moteur reste inchangé.
De préférence, on agence les dispositifs de transmission de façon telle que le mouvement inversé réagisse sur la charge. On peut faire en sorte qu'une trop forte résistance au mouvement inversé provoque une nouvelle commutation du dispositif de transmission et que l'outil reprenne son mouvement initial. Si la résistance offerte à l'outil est trop grande pour les deux sens de déplacement et qu'el- le dépasse la charge limite sur laquelle réagit le dispositif de transmission, ce dernier poursuit constamment son mouvement de commutation. Un tel dispositif de transmission convient particulièrement bien à l'emploi dans un porteoutil, par exemple un porte-taraud ou un porte-mèche,, utilisable sans plus ,dans une machine-outil normale.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif,fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un porte-outil partiellement ouvert, comportant un dispositif de transmission conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale, par le plan II-II de la fig.
1, dans lequel certaines parties sont partiellement sectionnées.
La fig. 3 représente schématiquement le dispositif de transmission incorporé dans le porte-outil représenté sur les figs. 1 et 2, les mouvements de rotation étant supposés être des mouvements de translation.
La fig. 4 est une coupe longitudinale d'un second porte-outil comportant un dispositif de transmission conforme à l'invention, mais réalisé
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d'une autre façon.
La fig. 5 est une coupe transversale par le plan IV-IV de la fig. 4.
La fig. 6 est un détail de la coupe transversale, suivant le plan VI-VI de la fig. 4.
La fig. 7 donne le schéma d'un dispositif de transmission in- corporé dans le porte-outil de la fige 4.
La fig. 8 montre en coupe longitudinale un dispositif de trans- mission conforme à l'invention, à trois transmissions entre l'entrée et la sortie.
La fig. 9 est une coupe par le plan IX-IX de la fig. 8.
La fig. 10 est une partie de la coupe transversale, par le plan
X-X de la fig. 8.
La fig. 11 est une partie de la coupe transversale, par le plan
XI-XI de la fig. 8.
La fig. 12 est une partie de la coupe transversale, par le plan XII-XII de la fig. 8.
XIII-XIII La fig. 13 est une partie de la coupe transversale, par le plan XIII-XIII de la fig. 8.
La fige 14 est une coupe par le plan XIV-XIV de la fig. 8.
La fige 15 représente schématiquement le principe du dispositif de transmission représente 'sur les figs. 8 à 14; tout comme dans les figures schématiques explicatives des exemples de réalisation précédents, les mouve- ments de rotation sont considérés comme des mouvements de translation.
La fig. 16 représente schématiquement un pont de transbordement utilisant un dispositif de transmission conforme à l'invention équipé d'un certain nombre de transmissions commutables.
Sur la fig. 1, le col 2, prévu à la partie supérieure du bottier d'un porte-outil 1, est fixé sur la broche de guidage 4 d'une foreuse, par un dispositif de serrage 3. Dans le boîtier 1, se trouve un dispositif de transmission conforme à l'invention, dont l'entrée est formée par un axe 5, dont la partie conique s'adapte dans le trou conique central 6 de la broche de forage 7. L'axe 5, qui est supporté centralement dans la fermeture supérieure du boitier 1, porte,à l'extrémité opposée à la broche de forage, une roue à rochet 8.
Il porte également un engrenage 9, qui engrène avec un engrenage''10,. monté fou sur un axe 11 fixé dans la paroi supérieure du bottier 1; l'engrenage 10 engrène à son tour avec un engrenage 12, calé sur un axe 13, qui est parallèle à l'axe 5 et dont les extrémités sont supportées respectivement dans la fermeture supérieure et la fermeture inférieure du bottier 1. L'axe 13 porte, à sa partie inférieure, un engrenage 14, qui engrène avec un engrenage 15 monté t'eu sur un axe 17, qui forme la sortie du dispositif de transmission et qui est supporté, de façon qu'il puisse tourner, dans la fermeture prévue à la partie inférieure du bottier 1.
L'engrenage 15 est solidaire de la roue à rochet 16 qui le surmonte. A l'extérieur du bottier 1, l'axe 17 porte un mandrin 18 muni d'une vis de serrage 19, qui permet de bloquer un taraud 20 dans le man- drin.
L'autre extrémité de l'axe 17 est supportée dans un creux central de la roue à rochet 8. Sur la partie de l'axe 17, comprise entre les deux roues à rochet 8 et 16,est calé, à l'aide d'une clavette 22, un disque 21. L'axe 17 porte en outre un organe auxiliaire constitué par deux disques 23 et 24, flanquant le disque 21, et ces disques 23 et 24 sont assemblés à l'aide de trois tiges d'assemblage 25,26 et 27, qui traversent des ouvertures 28, 29 et 30, ménagées dans le disque 21. Entre les disques 23 et 24, qui tournent fou sur l'axe 17, se trouvent deux entraîneurs 31, 32, également montés fous sur l'axe 17. L'entraîneur 31 est relié au disque 21 à l'aide d'un ressort 33 qui en-
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toure une broche 35 solidaire du disque 21.
L'entraîneur 32 est relié, par 1, intermédiaire d'un ressort 36, à une broche 37, fixée de l'autre coté sur le disque 21. Les ressorts 33 et 36 exercent sur leurs entraîneurs respectifs des moments qui tendent à faire tourner ces entraîneurs dans des sens opposés. Comme l'entraîneur 32 reposé sur la tige d'assemblage 26, et l'entraîneur 31, sur la tige d'assemblage 25, l'organe auxiliaire formé par les disques accouplés 23 et 24, est maintenu élastiquement dans une position moyenne par rapport au disque 21. Lors d'une rotation de l'organe auxiliaire par rapport au disque- 21, vers la gauche sur la fig. 2, l'orgue auxiliaire reçoit de la tige d'as- semblage 26, conjuguée avec l'entraîneur 32, une force directive de sens opposé à cette rotation.
Pendant cette rotation, l'entraîneur 31 reste en place, car son extrémité inférieure est arrêtée par la broche 37. Lors d'une rotation vers la droite par rapport au disque 21, l'organe auxiliaire subit une force opposée, développée par le ressort 32 solidaire de l'entraîneur 31, tandis que l'entraîneur 32 est alors maintenu en place par le fait que son extrémité inférieure de droite est arrêtée par la broche 35.
Le disque 23 porte un cliquet 38, qui peut être conjugué avec la roue à rochet 8. Le disque 24 porte un cliquet 39, qui peut être conjugué avec la roue à rochet 16. Le mécanisme inverseur formé par les engrenages 9, 10, 12, 14 et 15 entre les roues à rochet 8 et 16, communique à ces roues à rochet des rotations de sens opposés, ce qui explique pourquoi les dents des roues à rochet sont orientées différemment.
Les axes des cliquets 38 et 39 comportent du coté intérieur des disques 23 et 24, un bras 40, respectivement 42; ces bras sont accouplés par un axe 41, qui traverse une ouverture 43 ménagée dans le disque 21. La position angulaire des cliquets 38 et 39 est telle que lorsque le cliquet 38 engrène avec sa roue, le cliquet 39 est soulevé et inversement. Pour provoquer l'inversion des cliquets, l'axe 41 est déplacé d'un coté à l'autre du plan passant par les axes de cliquet disposés dans le prolongement l'un de l'autre et par l'axe de l'arbre 17.
Sur l'arbre 41 sont fixés, de part et d'autre du disque 21, des ressorts 44; l'autre extrémité de ces ressorts est fixée à une broche 45, qui dépasse de chaque coté le disque 21 et qui se trouve dans le plan passant par les axes de cliquet et par l'axe de l'arbre 17.
Dans le boîtier se trouve une broche de butée 46, déplaçable axialement, sur laquelle est fixée une double came. La double came est constituée par une came 48 qui peut être conjuguée avec les dents extérieures d'une bague 49 qui, tout comme une seconde bague 50, entoure le disque 21. Entre la bague 49 et le disque 21, sont disposées des billes d'arrêt 51, placées dans des creux à fond incliné. Ces billes forment, avec leur surface de roulement sur le disque 21 et la bague 49, un accouplement dit à roue libre, qui ne permet la rotation du disque 21 (fig. 2) que vers la droite par rapport à la bague 49. En coopération avec les dents extérieures de la bague 49, la came 48 peut bloquer un mouvement vers la gauche (fig. 2) du disque 21.
La bague 50 est également accouplée au bord du disque 21, par 1, intermédiaire d'un accouplement à roue libre qui comporte des billes 52, et qui empêche la rotation vers la droite du disque 21 par rapport à la bague 50. Un déplacement de la broche d'arrêt 46 permet de bloquer la bague 50 par la came 53 qui forme avec la came 48 la double came coulissant avec la broche 46 et se trouve à une certaine distance de cette came 48. Pour assurer ce blocage, la bague 50 comporte, à sa périphérie, des dents qui sont dirigées dans le sens opposé à celui des dents de la bague 49.
Le fonctionnement du dispositif décrit sera expliqué à l'aide de la fig. 3. Cette figure représente sous forme schématique le dispositif de transmission conforme à l'invention utilisé dans le porte-outil représenté sur la fig. 1. Pour faciliter la compréhension, on a supposé avoir affaire à une transmission de mouvements de translation, alors qu'en réalité dans le dispositif de transmission représenté sur les figs. 1 et 2, les diverses parties telles que l'entrée, l'organe auxiliaire et la sortie, sont animées de mouve-
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ments de rotation. Sur la fig. 3, on a utilisé les chiffres de référence des figs. 1 et 2.
Soit d'abord le cas où l'outil, c'est-à-dire le taraud 20, n'est pas; surchargé et où, vu du haut, lé taraudage s'effectue vers la droite. L'or- gane auxiliaire formé par les parties accouplées 23 et 24, occupe donc suri' axe de sortie 17, par rapport au disque 21, la position moyenne dans laquelle les deux entraîneurs 31 et 32 reposent contre les broches 37, respectivement
35.
Le cliquet 39 engrène avec la roue à rochet 16, tandis que le cliquet 38 est soulevé. Cette position, représentée sur la fige 1, est celle dans laquelle s'effectue le taraudage du trou 55 de la pièce 56 (voir fige 1).
Lorsque le taraud 20 bute contre le fond du trou 55, ou lorsque pour une autre cause quelconque la résistance offerte au taraud augmente dès que la charge dépasse le moment exercé par le ressort 36, l'axe de sortie 17 et le disque
21 retardent par rapport à l'organe auxiliaire constitué par les disques 23 et 24 et l'entraîneur 32 est entraîné, à l'encontre de la force du ressort, par la tige d'accouplement 26. Ce déplacement relatif de l'organe auxiliaire et de la sortie entraîne le déplacement vers la gauche dans l'ouverture 43 (fig. 2) de l'élément d'accouplement 41 qui relie les deux bras des cliquets et change la direction des ressorts de culbutage 44 par rapport à l'axe de rotation des cliquets 38 et 39, d'une façon telle que ces ressorts tendent à faire culbuter les cliquets 38 et 39.
Toutefois, ceci est encore empêché par la pression que la dent de la roue à rochet 16 conjuguée avec le cliquet 39, exerce sur ce cliquet. Lorsque le déplacement relatif de l'organe auxiliaire et de la sortie, augmente, l'élément d'accouplement 41 bute contre la limite de gauche de l'ouverture 43, ce qui provoque la rotation autour de leur axe des cliquets 38 et 39; le cliquet 39 est ainsi dégagé de la roue à rochet 16.
A ce moment, la dent n'exerçant plus de pression sur le cliquet, la force élastique des ressorts 44 est suffisante pour provoquer l'inversion des cliquets, et amener ceux-ci dans une position telle que le cliquet 39 est complètement dégagé de la roue à rochet 16, tandis que le cliquet 38 engrène avec la roue à rochet 8.
Le mouvement de la roue à rochet 8 étant opposé à celui de la roue à rochet 16, l'organe auxiliaire est entraîné dans l'autre sens et pour autant que ceci ne se soit pas encore produit après le soulèvement du cliquet 39 sous l'influence du ressort 36, le déplacement relatif de l'organe auxiliaire et de la sortie est annulé de sorte que l'organe auxiliaire reprend sa position médiane initiale par rapport à la sortie. Par l'intermédiaire de 1' entraîneur 31 et du ressort 33, la sortie est entraînée dans le sens opposé au premier.
Toutefois, lorsque la résistance offerte à ce dernier mouvement du taraud dépasse le moment exercé par le ressort 33, il se produit à nouveau un déplacement relatif de l'organe auxiliaire entraîné par l'intermédiaire de la roue à rochet 8 et du cliquet 38, d'une part, et du disque 21 monté sur 1' axe de sortie 17, d'autre part. Oe déplacement relatif, de sens opposé à celui qui a provoqué l'embrayage du cliquet 38, provoque maintenant l'inversion des cliquets 38 et 39, par la coopération de 1'élément d'accouplement 41 et, cette fois, de la limite de droite de l'ouverture 43 (fig. 2). Cette inversion est d'abord préparée par le déplacement des points d'application 45 des ressorts 44 dans un sens tel que le moment exercé par ces ressorts agit dans le sens de l'inversion désirée.
Lors d'une surcharge du taraud pour un mouvement vers la gauche (vu du haut) on passe donc de nouveau à un mouvement vers la droite et ce passage s'effectue d'une manière absolument analogue au passage initial du mouvement vers la droite au mouvement vers la gauche.
Lorsque pendant le taraudage normal, le taraud 20 cale, le mouvement de déplacement du taraud sera inversé par la grande résistance rencontrée. En règle générale, le taraud sera entraîné dans le nouveau sens de déplacement. Toutefois, bien souvent ceci requiert au début un moment qui est légèrement plus grand que celui ayant provoqué la commutation du mouvement initial.
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C'est pourquoi le ressort 36 est légèrement plus rigide que le ressort 33.
En règle générale, le taraud pourra donc être sorti sans difficulté du trou.Comme, pendant le mouvement de sortie, la transmission ne s'effectue pas comme pendant le mouvement d'aller par l'intermédiaire d'un système d'engrenages retardateur, le mouvement de retour du taraud est .plus rapide que le mouvement d'aller, ceci se traduit par une économie de temps.
Lorsque, lors du calage du taraud, celui-ci cale d'une façon telle que le mouvement de retour rencontre une résistance si grande qu'il en résulte une nouvelle commutation des cliquets 38 et 39, le taraud est donc soumis à un mouvement de torsion qui, bien souvent, suffit à dégager le taraud qui peut alors être sorti du trou 55 sans une nouvelle inversion du cliquet 38. Toutefois, lorsque le taraud est bloqué de façon à empêcher tout mouvement, le dispositif de transmission commute, sans interruption, dans le bottier du porte-taraud, ce qui indique au personnel desservant qu'il doit intervenir.
Comme cela résulte 'de ce qui précède, le fonctionnement du dispositif de transmission est tel que sur le taraud même, n'agit jamais une force motri= ce supérieure au moment déterminé par le ressort 36, respectivement 33, ce qui assure une bonne protection de l'outil.
La broche d'arrêt 46, qui porte la double came 48, 53, permet d'obtenir automatiquement l'inversion du sens de rotation du taraud ou d'un autre outil. C'est ainsi que lorsqu'on désire tarauder dans une pièce un trou sur une certaine longueur, on peut disposer la double came sur la broche 46 de façon que, lorsque le taraud ayant pénétré suffisamment dans la pièce, 1' extrémité inférieure de la broche 46 est arrêtée par la pièce ou par une autre butée, de façon que la came parvienne sur le bord denté de la bague 50 et bloque celle-ci. De ce fait, le mouvement vers la droite du disque 21 est bloqué et l'inversion du système de cliquets 38 et 39, sous l'effet du déplacement relatif entre l'organe auxiliaire et la sortie, provoque une inversion du mouvement du disque 21.
Les billes 52 insérées entre la bague 50 et le disque 21 n'entravent pas la rotation du disque 21 dans le nouveau sens, et le taraud peut sortir pour autant s'il ne rencontre pas une résistance supérieure au moment exercé par le ressort 33. Dès que le taraud est sorti, on peut faire en sorte que l'extrémité supérieure de la broche d'arrêt 46 qui, pendant la course de retour du porte-outil a repris sous l'influence des ressorts 57 et 58 qui le maintiennent dans sa position médiane, sa position initiale dans laquelle aucune des cames 48 et 53 ne coopère avec les bagues entourant le disque 21, bute contre une partie fixe de la foreuse, ou bien on peut abaisser cette broche à la main.
De ce fait, la came 48 coopère avec la bague 49 et empêche la rotation vers la gauche du disque 21. Par suite de ce blocage, le système de cliquets 38, 39 est de nouveau commuté et le dispositif de transmission entraine à nouveau le taraud dans le sens initial.
Dans le porte-outil décrit, les deux cliquets 38 et 39 qui peuvent accoupler alternativement l'organe auxiliaire à une roue à rochet motrice, sont rendus solidaires par un élément d'assemblage 41 qui est commandé par les bords de l'ouverture 43, une course morte existant entre cet élément d'assemblage et lesdits bords. Toutefois, on peut munir le dispositif de transmission de deux organes auxiliaires indépendants dont chacun peut être accouplé, par l'intermédiaire d'un embrayage à une partie motrice, les éléments d'accouplement n'étant pas solidaires . Les figs. 4 à 7 représentent un exemple d'un tel dispositif de transmission. Ces figures illustrent également un porte-outil prévu pour deux sens de rotation.
Comme ce porte-outils ne diffère de celui représenté sur les figures 1 à 3 que par la construction de l'organe auxiliaire et des cliquets qu'il comporte ainsi que par l'assemblage entre l'organe auxiliaire et l'axe de sortie, seules ces parties seront décrites en détail, Les parties analogues à celles du porte-outil décrit à l'aide des figer. 1 à 3, portent les mêmes chiffres de référence que sur ces dernières.
Sur l'axe de sortie 17, se trouvent, de chaque coté de deux disques 100 et 101, accouplés entre eux et fixés simultanément à l'aide d'une clavette transversale 102 sur l'axe 17, deux organes auxiliaires indépendants éga-
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lement constitués chacun par deux disques accouplés entre eux.'103 et 104, res- pectivement 105 et 106; ces deux organes auxiliaires tournent fous sur l'axe
17. Les deux disques 103 et 104 portent une broche axiale 107, qui traverse une ouverture 108 oblongue ménagée dans le disque 101; à l'extrémité de cette broche est fixé un ressort 109, dont l'autre extrémité entoure une broche 110, qui est fixée dans les deux disques 100 et 101.
La broche 107 constitue en mé- me temps l'axe de rotation d'un cliquet en forme de U 111, dont un bras 112 peut être conjugué avec les dents de la roue à rochet 16, tandis que l'autre bras 112a, peut tre conjugué avec une broche axiale 113, qui est fixée dans les disques 100 et 101. La pièce centrale du cliquet 111 porte un bras 114, qui est conjugué avec un bras 115 d'un cliquet 116 (fig. 5) qui est réalisé de la môme manière que le cliquet 111; le cliquet 116 est porté par une broche
117 fixée dans les disques 105 et 106. La broche 117 pénètre dans une ouverture 118 ménagée dans le disque 100.
Le cliquet 116 comporte une partie 119, qui peut engrener avec les dents de la roue à rochet 8 et une partie 119a, qui peut être conjuguée avec la broche 113. Les deux cliquets 111 et 116 sont tous deux soumis à l'effet d'une lame de ressort incurvée 120, respectivement 121, et ce d'une façon telle que dans les positions extrêmes des cliquets, ceux-ci sont maintenus par ces ressorts dans la position occupée, tandis que lors de l'inversion des cliquets, ceux-ci passent par une position instable. La broche 117 qui forme l'axe de rotation du cliquet 116, est également reliée, par un-- ressort 122, aux deux disques 100 et 101.
Dans la position représentée, dans laquelle le dispositif de transmission travaille à vide, la broche 113 se trouve libre entre les bras des deux cliquets en- forme de U, situés à coté des disques 100 et 101. Le cliquet 111 engrène avec la roue à rochet 16, tandis que le cliquet 116 est soulevé et repose, par son bras 115, contre le bras 114 du cliquet 111. Dans cette position du dispositif de transmission, le mouvement du taraud 20 est dérivé de l'axe 5, par'l'intermédiaire des engrenages 9, 10, 12, 14, 15 du cliquet 111, de la broche 117, du ressort 109 et des deux disques 100 et 101.
Lors d'une surcharge du taraud, il se produit un déplacement de l'organe auxiliaire, constitué par les disques 103 et 104, les disques 100 et 101 et la broche 113, par rapport à l'axe de sortie 17. Par suite de sa coopération avec le bras intérieur du cliquet 111, la broche 113 dégagera ce cliquet de la dent de la roue à rochet 16, et pendant ce mouvement, le cliquet 116 est déplacé par l'intermédiaire des bras 114 et 115.
L'état instable de ce cliquet, qui est déterminé par la lame de ressort 121, est tel que le cliquet 116 est déplacé au-delà de cet état instable avant que le cliquet 111 ne soit complètement libéré de la dent conjuguée de la roue à rochet 16. Dès que le cliquet 116 a dépassé l'état instable, la lame de ressort 121 pousse le cliquet et celui-ci est conjugué avec la roue à rochet 8.
Il peut arriver qu' une dent de la roue à rochet 16 n'engrène pas immédiatement avec le cliquet 116, et dans ce cas, le cliquet 111 est soulevé n tièrement par suite du déplacement relatif prolongé entre l'organe auxiliaire 103, 104, et la sortie après quoi le ressort 120 fait en sorte que le cliquet 111 occupe la position extrème dans laquelle il est complètement dégagé de la roue à rochet 16.
Toutefois, aussi lorsqu'une dent de la roue à rochet 8 engrène directement avec le cliquet 116, le cliquet 111 est entièrement soulevé car, dans ce cas, la force motrice transmise à la sortie par l'intermédiaire du cliquet 116 et du ressort 122 augmente la charge de cette sortie, augmentation qui provoque un rapide accroissement du déplacement relatif de la sortie et de l'organe auxiliaire 103, 104, de sorte que la broche 113 libère complètement le cliquet 111.
La charge de l'outil qui, le moment exercé par le ressort 109 étant dépassé, a provoqué un déplacement relatif de l'organe auxiliaire 103, 104 et de la sortie, a donc entraîné le soulèvement du cliquet 111 et l'engagement du cliquet 116. Comme les mouvements des roues à cliquet 8 et 16 sont opposés, le taraud tourne dans un sens opposé à celui de sa rotation initiale. D'une manière analogue dès que, pour ce nouveau sens de,rotation,, la charge dépasse le moment déterminé par le ressort 122, le cliquet 116 sera soulevé et le cliquet 111 embrayera.
Dans le cas du porte-taraud représenté sur les figs. 4 à 7, on peut de nouveau obtenir extérieurement, soit par une butée, soit à la main une inversion du sens de rotation du porte-taraud, à l'aide d'une broche de butée coulissante 46, qui peut se déplacer dans la direction axiale hors de sa po-
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sition moyenne déterminée par les ressorts 57 et 58. Cette broche porte deux cames 125, 126 qui à tour de rôle, peuvent être conjuguées avec un disque 127,muni d'una butée 128, et fixée sur l'axe 17. Les cames 125 et 126 sont conjuguées d'une façon non représentée sur le dessin avec la broche d'arrêt 46 de façon qu'elles puissent tourner en sens inverses autour de cet axe, à partir d'une position de repos à l'encontre d'un ressort.
C'est ainsi que la came 125 peut tourner dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre (fig. 5) de sorte que lorsque cette came est amenée dans le trajet de la butée 128, elle empêche un mouvement de l'axe 17 opposé à celui des aiguilles d'une montre, mais permet un mouvement de cet axe dans ledit sens, car la butée 128 pousse alors la came devant elle et la passe. Inversement, la came 126 bloque uniquement un mouvement de l'axe 17 dans le sens des aiguilles d'une montre lorsque par un déplacement de la broche de butée 46 on amène cette came dans le trajet de la butée 128.
Les figs. 8 à 14 représentent un exemple d'un dispositif de transmission automatique conforme à l'invention, comportant trois transmissions.
La figure 15 représente ce dispositif de transmission dans une forme fortement schématisée.
Le dispositif est constitué par un carter 200 dans lequel sont disposés trois axes 201, 202 et 203, parallèles entre eux. L'axe 201 forme l'entrée du dispositif de transmission, et porte trois engrenages 204, 205 et 206, dont le diamètre augmente dans le même ordre de succession.
L'axe 202 repose, par son extrémité de droite, dans un creux central d'un arbre 207, qui forme la sortie du dispositif de transmission. Sur l'axe 202 sont calés trois porto-cliquet 208, 209 et 210, dont le dernier est denté extérieurement. Une douille entourant l'axe 202 de chaque porte-cliquet supporte un engrenage de façon que celui-ci puisse tourner fou autour de cette douille. Chacun de ces engrenages 211, 212 et 213 est conjugué avec une roue-, à rochet 214, 215 et 216. L'engrenage 212 engrène avec l'engrenage 205, tandis que dans la roue à rochet conjuguée 215 peut s'engager un cliquet 219. Le cliquet 219 peut tourner autour d'un axe 220 fixé dans le porte-cliquet 219 qui supporte l'engrenage 212 et la roue à rochet 215, de façon que ceux-ci puissent tourner.
De même, le porte-cliquet 210 porte un axe de cliquet 221 sur lequel peut tourner un cliquet 222 qui est conjugué avec la roue à rochet 216. Celleci est accouplée à l'engrenage 213 par l'intermédiaire de l'engrenage 206.
Le porte-cliquet 210 est relié, par l'intermédiaire de trois paires de ressorts montés en série et tendus préalablement à des tensions différentes, à la sortie 207 du dispositif de transmission. Entre le porte-cliquet 210 et la partie de gauche 223, réalisée sous forme d'engrenage, de la sortie 207, peuvent tourner fou sur l'axe 202 deux disques 224 et 225.
Le porte-cliquet 210 et le disque 224 sont reliés entre eux par un jeu de ressorts 226 et 227, dont chacun est fixé, par une extrémité, à une broche 228, respectivement 229, qui est reliée au porte-cliquet 210 et qui pénètre dans une rainure 230, respectivement 231, du disque 224. Les autres extrémités des ressorts 226 et 227 sont fixées à des broches 232, 233, qui sont toutes deux fixées dans le disque 224 et qui dépassent celui-ci des deux cotés.
Entre les disques 224 et 225, se trouvent également un jeu de ressorts , à savoir 235 et 236. Le ressort 235 est relié, par une extrémité, à la broche 233 fixée dans le disque 224, broche qui pénètre dans une ouverture 237, ménagée dans le disque 225. L'autre extrémité du ressort 235 est reliée à une broche 238 qui est fixée dans le disque 225 et qui, de l'autre côté, pénètre dans une ouverture 239 ménagée dans l'engrenage 223. Le ressort 236 relie la broche 232, qui pénètre dans une ouverture 240 du disque 225, à une broche 241, qui est reliée au disque 225 et qui de l'autre coté de ce disque, est prolongée jusque dans une ouverture 242 de l'engrenage 223.
Le disque 225 est relié élastiquement, de manière analogue, à l'engrenage 223, par le fait que deux ressorts 243 et 244 entourent respecti-
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vement les broches 238 et 241 du disque 225, et deux broches 245 et 246, qui sont fixées dans l'engrenage 223. Le jeu de ressorts et de disques, prévu en- tre le porte-cliquet 210 et l'engrenage 223 qui forment un ensemble avec la sortie 207 du dispositif de transmission, constitue un accouplement élastique qui permet une rotation relative du porte-cliquet 210 et de l'engrenage 223, rotation relative que contrecarre la force élastique. Dans le cas d'une telle rotation relative du porte-cliquet vers la droite (leur les figs. 9; 13 et 147 par rapport à l'engrn age 223, cette rotation s'effectue en trois stades.
Tout d'abord se tend la paire de ressorts dont le moment résultant de la tension préalable est le plus petit et qui dans la position de repos, tend à maintenir autant que possible vers la gauche les broches mobiles dans une rainure. Cette paire de ressorts cesse de se tendre lorsque les broches auxquelles sont fixés ces ressorts ne peuvent se déplacer plus loin dans les ouvertures oblongues cor- respondantes ménagées dans la partie voisine. A ce moment, la paire de ressorts, dont le moment est plus grand que celui de la première paire déjà étendue mais plus petit que celui de la troisième paire de ressorts entre en action. Après que les broches de cette paire de ressorts se sont déplacées jusqu'au bout dans les ouvertures oblongues correspondantes, c'est-au tour de la troisième paire de ressorts de se tendre.
Le moment nécessaire pour le déplacement relatif du porte-cliquet 210 et de l'engrenage 223 augmente donc constamment et cette augmentation peut même s'effectuer par sauts, suivant la tension préalable des res- sorts.
Dans le porte-cliquet 208 peut tourner un engrenage sélecteur de cliquet 260 dans lequel est ménagée une ouverture 261, que traverse l'axe
217 du cliquet 218. Le cliquet 218 comporte une broche 262, qui pénètre dans une ouverture 263, ménagée dans l'engrenage sélecteur de cliquet 260; cette ouverture comporte un élargissement radial 264, dirigé vers l'extérieur. Au- tour de l'axe 217 est enroulé un ressort hélicoïdal 265, qui est relié au cliquet 218 et qui pousse ce cliquet par son extrémité de gauche, (voir fig.
10) vers la roue à rochet 214. En coopération avec la broche 262, le bord de l'ouverture 263 empêche le cliquet 218 de s'engager dans la roue à rochet 214 lorsque l'engrenage sélecteur de cliquet 260 n'occupe pas, par rapport au portecliquet 208, une position telle que la broche 262 puisse se déplacer vers'-' extérieur dans l'élargissement 264 de la rainure 263.
Les porte-cliquet 209 et 210 comportent également un engrenage sélecteur de cliquet 266 respectivement 267, qui permet de commander de façon analogue les cliquets 219 et 222 portés par ce porte-cliquet, à l'aide de broches 270, 271 pénétrant dans des fentes localement élargies 268, 269 ménagées dans les engrenages sélecteurs de cliquets correspondants. Les élargissements que comportent les fentes pour permettre l'engagement des cliquets sous l'influence des ressorts hélicoïdaux non représentés qui y agissent, dans les roues à rochet correspondantes, sont indiqués par 272 et 273. Ces élargissements occupent dans les fentes un emplacement différent. Les trois engrenages sélecteurs de cliquet 260,266 et 267, de même diamètre, engrènent avec les engrenages 274, 275 et 276, qui sont calés indépendamment sur l'axe 203.
Sur cet axe tourne un engrenage 277 de même diamètre que les engrenages 274, 275 et 276, et le dit engrenage engrène avec le porte-cliquet 210 dont le diamètre est de nouveau égal à celui des engrenages sélecteurs de cliquet 260, 266 et 267. La roue à rochet 278, à dents rectangulaires 279, fait corps avec l'engrenage 277. Dans cette roue à rochet peut s'engager un cliquet 280, qui est fixé sur l'axe 281., qui tourne dans un support 282, fixé sur une douille 294 entourant l'axe 203 Un prolongement de l'axe de cliquet 281 traverse une rainure 283 ménagée dans le disque 284 et une rainure 285 ménagée dans un disque 286, ces deux disques étant portés par la douille 294 et étant accouplés entre eux à l'aide d'un ressort de traction 287 qui relie une broche 288 du disque 286 à une broche 289 du disque 284.
Les rainures 283 et 285 s'étendent dans des sens opposés à partir de la partie qu'occupe l'axe 281, dans la position représentée sur la fig. 9. Les disques 284 et 286 comportent chacun un second trou oblong 290, respectivement 291, que traverse une broche 292
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qui est fixée dans un engrenage 293, également monté fou sur la douille 294, et qui engrène avec l'engrenage 2230
Les engrenages 277 et 293 ont le même diamètre. La douille 294 qui peut se déplacer axialement sur l'axe 203 mais qui ne peut tourner par rapport à cet axe, est poussée par un ressort hélicoïdal 295 qui repose contre la joue de droite du carter 200,contre un épaulement 296 de l'axe 203.
Un bouton 297 solidaire de la douille 294 permet de déplacer celle-ci vers la droite à l'encontre du ressort 295, ce qui dégage le cliquet 280 de la roue à rochet 278 et débraye l'engrenage 293 de l'engrenage 223. Dans cette position, le jeu complet des parties portées par la douille 294 ainsi que 1, axe 203 et les engrenages sélecteurs de cliquet 274, 275 et 276 accouplés à cet axe, peut 4tre tourné indépendamment des engrenages 210 et 223. Lorsqu'on lâche ensuite le bouton 279, dans la nouvelle position, le cliquet 280 s'engage dans la roue 277 et l'engrenage 293 engrène avec l'engrenage 223 de la sortie du dispositif de transmission.
Entre les disques 284 et 286, l'axe de cliquet 281 porte un bras 300 à l'extrémité duquel est fixée une broche 301, qui est conjuguée avec le bord des disques 284 et 286. Chacun des disques comporte un creux 302, respectivement 303, à bord relevé 304, respectivement 305; ces bords s'élèvent en directions opposées. Dans la position normale, la broche 301 est soumise à l'effet d'un ressort, non représenté sur le dessin, qui agit sur le cliquet 280, la broche se trouve alors dans la partie la plus profonde des deux creux et dans cette position, le cliquet 280 s'engage dans la roue à rochet 278.
Le dispositif comporte encore en outre un accouplement à roue libre entre l'axe 202 et une partie 307, qui est solidaire du carter 200. Cet accouplement à roue libre qui comporte des galets 308, qui sont disposés dans des creux à fond relevé ménagés dans une partie 306, solidaire de l'axe 202, empêche l'axe 202 de tourner dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, vu à partir de la gauche sur la fig. 8. Cet accouplement fait en sorte que lors d'un déplacement relatif du porte-cliquet 210 et de la sortie 223, après un débrayage, d'une façon qui sera décrite par la suite, de l'accouplement moteur, formé par le cliquet 218 et la roue à rochet 214, l'axe 202 ne puisse tourner en sens inverse sous l'influence de l'accouplement élastique entre la partie 210 et l'engrenage 223.
Le fonctionnement du dispositif de transmission représenté sur les figs. 8 à 14, sera expliqué à l'aide de la figure schématique 15.
Soit le cas où la sortie 207 n'est pas chargée et où le cliquet 280 est engagé dans le creux 310 de la roue à rochet 278. Les engrenages sélecteurs de cliquet 260,266 et 267 occupent alors par rapport au porte-cliquet 208, 209 et 210, une position telle que le cliquet 222 se trouve dans la position active tandis que les cliquets 218 et 219 sont soulevés de leur roue à rochet conjuguée par suite de la position des broches sur ces cliquets dans les fentes, ménagées dans les engrenages sélecteurs de cliquet. L'entrée et la sortie du dispositif de transmission sont donc accouplées par l'intermédiaire des engrenages 206 et 213, du cliquet 222, du porte-cliquet 210 et de 1'accouplement élastique constitué par les paires de ressorts prévues entre le porte-cliquet 210, les disques 224, 225, et la sortie.
Par suite du grand diamètre de l'engrenage 206 et du petit diamètre de l'engrenage 213, lors de l'en- trainement de l'axe d'entrée 201, la vitesse de la sortie est plus grande que dans le cas où cette sortie est entraînée de manière analogue, par l'engrenage 205, l'engrenage 212, la roue à rochet 215, le cliquet 219, le porte-cliquet 209, l'axe 202, le porte-cliquet 210, etc. ou bien par les engrenages 204 et 211, la roue à rochet 214, le cliquet 218, le porte-cliquet 208, l'axe 202 etc.
Soit le cas où le moment exercé par la tension préalable des ressorts 226 et 227 est plus petit que le moment des ressorts 235 et 236 , ce dernier moment étant, à son tour, plus petit que le moment exercé par les ressorts 243 et 244. Lorsque la charge de la sortie.207 dépasse le moment exercé par les
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ressorts 226 et 227, par suite de la force motrice, l'axe 202 et le porte- cliquet 210 se déplaceront par rapport à l'engrenage de sortie 223 dans un sens de rotation qui, pour l'axe 202 représenté sur la figure 9, est celui des aiguilles d'une montre, déplacement pendant lequel les broches 228 et
229 se déplaceront vers l'autre extrémité des fentes 230 et 231.
Ce déplace- ment relatif du porte-cliquet 210 et de l'engrenage 223, provoque également un déplacement relatif de l'engrenage 227, et du cliquet engage dans la roue à rochet 278 d'une part, et de l'engrenage 293 monté sur l'axe 203 et engre- nant avec l'engrenage 223 d'autre parto Par suite de ce déplacement, qui, sur la fig. 9,se ramène à une rotation vers la gauche de la roue à rochet 278 et du cliquet 280 avec son support 282 par rapport à la broche 292, le disque 284 est entraîné par l'axe de cliquet 281, ce qui provoque la tension du res- sort 287. Le disque 286 est retenu par la broche 292, sur l'engrenage 293.
Dans le cas d'une rotation plus poussée de la roue à rochet 278 par rapport à l'engrenage 293, le bord relevé 305 du creux 303 pousse radialement vers l'extérieur la broche 301 du disque 286, maintenu par la broche 292, ce qui après un déplacement relatif de la roue à rochet 278 et de l'engrenage 293, dégage le cliquet 280 de cette roue à rochet. Comme la roue à rochet 278 est ainsi débrayée de l'axe 203, par suite de la détente du ressort 287, le sup- port 282 recule par sauts par rapport à l'engrenage 293. Le cliquet 280 est ainsi ramené en contact avec la roue à rochet 278, et parvient dans le creux 311.
L'axe 203 a donc tourné par rapport à l'engrenage 277, qui est entraîné par le porte-cliquet 210, d'un angle qui correspond à l'angle formé entre les creux 310 et 311 ; parl'intermédiaire des engrenags 274 à 276, cette rotation est transmise aux engrenages sélecteurs de, cliquet 260, 266 et 267. Cette rotation des engrenages sélecteurs de cliquet, qui, sur les figs. 10, 11 et 12, s'effectue vers la gauche par rapport aux porte-cliquet et à leur cliquet, déplace les fentes 263, 268 et 269 des engrenages sélecteurs de cliquet par rapport aux broches, qui sont fixées aux cliquets 218, 219 et 222.. Ceci provoque le soulèvement du cliquet 222, tandis que, sous l'influence du ressort hélicoidal qui agit sur lui, le cliquet 219 s'engage dans la roue à rochet 215.
En effet, cette rotation est si grande que l'élargissement 272 de la rainure 268 parvi ent à l'endroit de la broche 270 sur le cliquet 219. L'axe de sortie 207 est alors entraîné, par l'intermédiaire de l'engrenage 205 monté sur l'axe 201, des engrenages 212 et 215 qui font corps, du cliquet 219, du portecliquet 209, de l'axe 202, du porte-cliquet 210, etc. Par suite de la différence de diamètre des engrenages 206 et 205 et des engrenages conjugués 213 et 212, le rapport de transmission est modifié. Si la charge de la sortie 207 augmente encore, à un certain moment, elle deviendra égale au moment exercé par la tension préalable des ressorts 235 et 236.
Ceci provoquera une tension plus forte de ces ressorts, ce qui entraîne à nouveau une rotation relative du porte-cliquet 210 et de l'axe 202, par rapport à l'engrenage 223 de la sortie; les broches 232 et 233 fixées dans le disque 224 se déplaceront donc dans les fentes 237 et 240, du disque 225. D'une manière analogue à celle obtenue lors du déplacement relatif du porte-cliquet 210 et de l'engrenage 223, le cliquet 280 sortira du creux 311, et viendra dans le creux 312. De ce fait, les engrenages 274, 275 et 276, tournent de nouveau d'un certain angle par rapport à l'engrenage 277, ce qui entraîne aussi une rotation des engrenages sélecteurs de cliquet 260,266 et 267, dans le sens précédemment suivi, par rapport aux porte-cliquets correspondants.
Cette dernière rotation provoque le soulèvement du cliquet actif 219 alors que, par suite du.nouvel emplacement de l'élargissement 264, par rapport à la broche 262, le cliquet 218 s'engage dans la roue à rochet 214. Le cliquet 222 reste soulevé. Le rapport de transmission est ainsi de nouveau modifié d'une façon telle que, pour une vitesse donnée de l'entrée, la vitesse de rotation de la sortie est moindre.
Lorsque la charge augmente encore, de sorte que les ressorts 243 et 244 sont tendus, ce qui augmente donc la rotation relative du porte-cliquet 210 et de l'engrenage de sortie 223, le cliquet 280 est de nouveau soulevé et vient dans le creux suivant 316 de la roue à rochet 2780 Ce saut provoque une nouvelle rotation des engrenages sélecteurs de cliquet 260,266 et 267, ce qui soulève le cliquet 218, tandis que les cliquets 219 et 222 restent soulevés.
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Comme l'accouplement entre l'axe 202 et l'axe 201 est complètement supprimé, l'accouplement élastique formé par les ressorts entre le porte-cliquet 210'et l'engrenage de sortie 213, tend à faire tourner en arrière l'axe 202 et les diverses parties que porte cet arbre. Toutefois, cette rotation est empêchée par l'accouplement à roue libre entre cet axe et le carter formé par' les parties 306, 307 et 308. Les ressorts dudit accouplement élastique restent donc @ tendus de sorte que sur l'axe de sortie 207 subsiste un moment agissant dans le sens de rotation initial.
Lorsque, pour une raison quelconque, la charge de la sortie tombe à une valeur inférieure à celle du moment exercé par les ressorts 235 et 237, ces ressorts entraînent la sortie dans le sens de rotation initial par rapport au porte-cliquet arrêté 210 et à l'axe y accouplé 202. Pendant cette rotation, qui provoque (fig. 9), une rotation vers la droite de l'engrenage 293, la broche 292 entraîne vers la gauche le disque 284, tandis que 1' axe de cliquet 281 s'arrête et retient le disque 286. Par suite de la rotation du disque 284 le bord relevé 305 du creux 302 pousse radialement vers l'extérieur la broche 301 ce qui provoque le soulèvement du cliquet 280.
Dès que le cliquet est dégagé de la roue à rochet 278, le ressort 280 se détend de sorte que le disque 286 suit le disque 284 et que l'axe 203 tourne par rapport à l'engrenage 277 et la roue à rochet 278. Le cliquet 280 parvient alors dans le creux 312 et verrouille à nouveau l'axe 203 par rapport à l'engrenage 277. Par suite de la rotation de l'axe 203, les engrenages sélecteurs de cliquet 260, 266 et 267, ont tourné en arrière par rapport aux porte-cliquets conjugués avec liquets 218, 219 et 222 d'un angle tel que le cliquet 218 embraye de nouveau avec la roue à rochet 214 ce qui rétablit l'accouplement entre l'axe d'entrée et l'axe de sortie.
Lorsque la charge de la sortie tombe à une valeur telle que les ressorts 235 et 236 puissent reprendre leur position initiale, la diminution de rotation relative entre le porte-cliquet 210 et la sortie 223, 207 qui en résulte, provoque une nouvelle commutation du cliquet 280 ce qui ramène ce cliquet dans le creux 311 de la roue à rochet 278. Ceci entratne le débrayage du cliquet 218 et l'embrayage du cliquet 219.
Lorsque la charge de la sortie tance finalement à une valeur inférieure au moment exercé par les ressorts 226 et 227, la rotation relative entre le porte-cliquet 210 avec axe 202 et l'axe de sortie 207 avec engrenage 223, est complètement annulée et le cliquet 280 est ramené dans le creux 310, ce qui provoque le soulèvement du cliquet 219 et l'embrayage du cliquet 222, et rétablit donc la position de départ.
Dans la description ci-dessus du dispositif de transmission représenté sur les figs. 9 à 15, on est parti du fait qu'à l'état de repos, c' est-a-dire à l'état non chargé, le cliquet 280 se trouve dans le creux 310 de la roue à rochet 278. Dans cette position, les engrenages sélecteurs de cliquet 260 et 266 maintiennent les cliquets 218 et 219 dans la position soulevée tandis que le cliquet 222 est embrayé. La vitesse de la sortie 217 est donc la plus grande. Il peut être désirable de réduire la vitesse de l'axe 207. Ce résultat peut s'obtenir en insérant une autre transmission entre l' axe 201 et la sortie.
A l'aide du bouton 297 qui permet de glisser d'abord a- xiale1:iJ.ent vers la droite la douille 294, puis de tourner cette douille, on peut amener le cliquet 280 dans l'un des autres creux de la roue à rochet 278, ce qui assure en même temps aux engrenages sélecteurs de cliquet 260, 266 et 267, une autre position par rapport aux porte-cliquets correspondants de sorte que, suivant le creux dans lequel est placé le cliquet 280, un autre des cliquets 218 et 219 est rendu actif ou bien aucun des cliquets n'est rendu actif. C'est ainsi que lorsque dans cette position du dispositif le cliquet 280 est amené dans le creux 312, le cliquet 218 embraye avec la roue à rochet 214, tandis que les cliquets 219 et 222 .sont maintenus soulevés.
Lorsque, dans cette position, la charge dépasse une valeur plus grande que celle du moment exercé par les ressorts 226 et 227, il se produit entre les parties 210 et 223, une rotation relative que les engrenages 277 et 293 transmettent au système formé par le cliquet 280 et les disques 284 et 286.
De ce fait, le cliquet 280 est
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amené du creux 312, dans le creux 313 ce qui entraîne, de la façon déjà dé- crite, le soulèvement du cliquet 218 et la mise en action'de l'accouple- ; ment à roue libre entre l'axe 202 et le carter 200; de plus, l'accouplement entre l'entrée et la sortie est maintenu débrayé jusqu'à ce que, par suite d'une réduction de la charge, la sortie tourne sous l'influence âes ressorts
226 et 227, dans le sens de rotation initiale, le cliquet 218 étant de nou- veau embrayé.
Dans les exemples de réalisation décrits du dispositif de trans- mission conforme à l'invention, les accouplements moteurs entre les diverses¯ transmissions et l'organe auxiliaire, respectivement les organes auxiliaires, sont formés par des accouplements à cliqueté Toutefois, on peut aussi utiliser, d'autres accouplements, par exemple des accouplements à bande, des accouple- ments à griffes, des accouplements à plateau et des accouplements électromagné- tiques., Dans ce dernier accouplement, le déplacement relatif entre l'organe auxiliaire, respectivement les organes auxiliaires, et la sortie, peut être utilisé pour actionner des commutateurs électriques qui commandent les accou- plements.
Le dispositif de transmission conforme à l'invention, à plusieurs étages, tel que représenté par exemple sur les figs. 8 à 15, se prête à l'em- ploi dans les véhicules à commande par les roues et dans les engins de levage.
En fait, on a affaire dans ces cas à une boite de vitesses automatique dans la- quelle le passage d'une vitesse à une autre s'effectue automatiquement suivant la charge du dispositif de transmission et donc du mécanisme moteur. Cet ,agen- cement peut présenter des avantages par rapport aux boîtes de vitesse automatique utilisées dans les véhicules, boites de vitesse dans lesquelles la commutation est tributaire de la vitesse de rotation.
Un dispositif de transmission à plusieurs étages conforme à 1' invention peut aussi être réalisé de façon qu'il travaille pour des sens de déplacement différents.
Outre l'emploi dans les engins de levage, il y a@lieu de noter que le dispositif de transmission conforme à l'invention convient également pour les ponts de transbordements La fig. 16 représente schématiquement un tel pont. Il arrive fréquemment qu'une pièce terminale 400 d'un tel pont dépassant un bateau à charger ou à décharger doive être soulevée pour passer au-dessus d'un màt, du pont du navire, ou d'un autre obstacle. Ce soulèvement s'effectue en faisant tourner la pièce terminale autour d'un axe horizontal 402 à l'endroit où cette pièce se raccorde au reste du pont de transbordement.
La force nécessaire à cet effet dépend fortement de la position de la pièce terminale car le moment exercé par la pesanteur diminue rapidement à mesure que l'inclinaison de la pièce terminale augmente.Pour réduire au minimum la perte de temps résultant du soulèvement de cette pièce terminale, la meilleure solution consiste à adapter la vitesse du soulèvement à la force de soulèvement disponible.Ce résultat peut s'obtenir automatiquement en commandant le treuil de levage ou une autre partie 403 commandant la pièce terminale par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission à plusieurs étages conforme à l'invention.
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AUTOMATICALLY MODIFIED TRANSMISSION DEVICE
TRANSMISSION.
The invention relates to a transmission device with automatic modification of the transmission ratio.
In industry it is often desirable to be able to modify, depending on the circumstances, the transmission ratio between a driving device and a driven device. This is how in machine tools, driven at constant speed by a motor, the speed of the driven parts must be able to be modified according to the nature of the machining of the part. Another case arises in the means of locomotion and transport, where it is desired to adapt the power requested to the power that the motor device can provide. In addition, it often happens that it is desired to be able to reverse the direction of operation of the device to be driven, without having to reverse the direction of operation of the motor device. In all these cases, transmission devices with variable transmission ratio are used.
It should be noted that the reversal of the direction of travel of the output is considered here as a modification of the transmission ratio.
In some transmission systems, the transmission ratio is adjusted automatically under the influence of the operating conditions of the system. Thus, certain motor vehicles include transmission devices whose transmission ratio depends on the speed of the input, respectively that of the output. It is also known to vary the transmission ratio of a transmission device continuously with the load of the output, which favorably influences the load of the driving device.
The invention relates to a transmission device whose transmission ratio is dependent on the load formed by the device to be driven.
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The device according to the invention is characterized in that the input is coupled, via a number of different transmissions, to a number of driving parts, each of which can be coupled by an independently clutchable coupling - which will be called hereinafter "motor coupling" - to an auxiliary member which is elastically connected to the output in such a way that the output being driven by means of a motor coupling and the corresponding auxiliary member, from that the load of the output exceeds a limit value fixed by the elastic connection between the auxiliary member and the output, the auxiliary member is moved by the driving force coming from the input, with respect to the output and against the elastic connection,
means being provided by means of which this relative movement between the auxiliary member and the output disengages the engine coupling in service and engages another engine coupling.
The transmission device according to the invention can be arranged so that each motor coupling corresponds to an individual auxiliary member elastically connected to the output. However, the transmission device can also be produced in such a way that all the motor couplings are combined with the same auxiliary member elastically connected to the output.
The means ensuring the clutch, respectively the disengagement of the engine couplings are arranged so that, except during the passage from one engine coupling to another, never more than one engine coupling is engaged.
The transmission device according to the invention is particularly suitable for machine tools, the tool of which must be protected. For this purpose, the device can be arranged so that beyond a load determined by the movement of the tool or the part, it automatically switches to a transmission which reverses the movement of the tool and the part. . This is particularly interesting for drilling and tapping. When the tool encounters great resistance, the modification of the transmission ratio of the device which drives the tool causes the movement of the bit or the tap to be reversed, so as to avoid the breakage which may result from an overload of the tool. 'tool, and at the same time, this tool is taken out of the room although the direction of movement of the motor device remains unchanged.
Preferably, the transmission devices are arranged such that the reverse movement reacts on the load. It is possible to ensure that too strong resistance to the reverse movement causes the transmission device to switch again and the tool to resume its initial movement. If the resistance offered to the tool is too great for both directions of movement and if it exceeds the limit load on which the transmission device reacts, the latter constantly continues its switching movement. Such a transmission device is particularly suitable for use in a tool holder, for example a tap holder or a bit holder, usable without more, in a normal machine tool.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of a partially open tool holder, comprising a transmission device according to the invention.
Fig. 2 is a cross section, on the plane II-II of FIG.
1, in which some parts are partially sectioned.
Fig. 3 schematically represents the transmission device incorporated in the tool holder shown in FIGS. 1 and 2, the rotational movements being assumed to be translational movements.
Fig. 4 is a longitudinal section of a second tool holder comprising a transmission device according to the invention, but produced
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in another way.
Fig. 5 is a cross section on the plane IV-IV of FIG. 4.
Fig. 6 is a detail of the cross section, taken along the plane VI-VI of FIG. 4.
Fig. 7 gives the diagram of a transmission device incorporated in the tool holder of pin 4.
Fig. 8 shows in longitudinal section a transmission device according to the invention, with three transmissions between the input and the output.
Fig. 9 is a section through the plane IX-IX of FIG. 8.
Fig. 10 is a part of the cross section, by the plane
X-X of fig. 8.
Fig. 11 is a part of the transverse section, by the plane
XI-XI of fig. 8.
Fig. 12 is a part of the cross section, by the plane XII-XII of FIG. 8.
XIII-XIII Fig. 13 is a part of the transverse section, by the plane XIII-XIII of FIG. 8.
Fig. 14 is a section through the plane XIV-XIV of FIG. 8.
Fig. 15 schematically represents the principle of the transmission device shown in Figs. 8 to 14; just as in the schematic explanatory figures of the preceding exemplary embodiments, the rotational movements are considered as translational movements.
Fig. 16 schematically represents a transshipment bridge using a transmission device according to the invention equipped with a certain number of switchable transmissions.
In fig. 1, the neck 2, provided at the upper part of the casing of a tool holder 1, is fixed on the guide pin 4 of a drilling machine, by a clamping device 3. In the housing 1, there is a device transmission according to the invention, the input of which is formed by an axis 5, the conical part of which fits into the central conical hole 6 of the drilling spindle 7. The axis 5, which is supported centrally in the upper closure of the housing 1, carries, at the end opposite to the drilling spindle, a ratchet wheel 8.
It also carries a 9 gear, which meshes with a 10, gear. mounted idle on a pin 11 fixed in the upper wall of the housing 1; the gear 10 in turn meshes with a gear 12, wedged on an axis 13, which is parallel to the axis 5 and the ends of which are respectively supported in the upper closure and the lower closure of the housing 1. The axis 13 carries, at its lower part, a gear 14, which meshes with a gear 15 mounted on an axis 17, which forms the output of the transmission device and which is supported, so that it can rotate, in the closure provided at the bottom of the housing 1.
The gear 15 is integral with the ratchet wheel 16 which surmounts it. Outside the casing 1, the shaft 17 carries a mandrel 18 provided with a clamping screw 19, which enables a tap 20 to be blocked in the mandrel.
The other end of the axis 17 is supported in a central hollow of the ratchet wheel 8. On the part of the axis 17, between the two ratchet wheels 8 and 16, is wedged, using 'a key 22, a disc 21. The axis 17 also carries an auxiliary member constituted by two discs 23 and 24, flanking the disc 21, and these discs 23 and 24 are assembled using three assembly rods 25, 26 and 27, which pass through openings 28, 29 and 30, formed in the disc 21. Between the discs 23 and 24, which turn idle on the axis 17, there are two coaches 31, 32, also mounted idle on axis 17. The driver 31 is connected to the disc 21 by means of a spring 33 which en-
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turns a spindle 35 integral with the disc 21.
The driver 32 is connected, by 1, via a spring 36, to a pin 37, fixed on the other side on the disc 21. The springs 33 and 36 exert on their respective drivers moments which tend to rotate. these coaches in opposite directions. As the driver 32 rests on the assembly rod 26, and the driver 31, on the assembly rod 25, the auxiliary member formed by the coupled discs 23 and 24, is resiliently maintained in an average position with respect to to the disc 21. When the auxiliary member rotates with respect to the disc 21, to the left in FIG. 2, the auxiliary organ receives from the assembly rod 26, combined with the driver 32, a directive force in the direction opposite to this rotation.
During this rotation, the driver 31 remains in place, because its lower end is stopped by the pin 37. During a rotation to the right with respect to the disc 21, the auxiliary member is subjected to an opposite force, developed by the spring. 32 secured to the driver 31, while the driver 32 is then held in place by the fact that its lower right end is stopped by the pin 35.
The disc 23 carries a pawl 38, which can be combined with the ratchet wheel 8. The disc 24 carries a pawl 39, which can be combined with the ratchet wheel 16. The reversing mechanism formed by the gears 9, 10, 12 , 14 and 15 between the ratchet wheels 8 and 16, impart to these ratchet wheels rotations in opposite directions, which explains why the teeth of the ratchet wheels are oriented differently.
The axes of the pawls 38 and 39 comprise on the inner side of the discs 23 and 24, an arm 40, respectively 42; these arms are coupled by a pin 41, which passes through an opening 43 formed in the disc 21. The angular position of the pawls 38 and 39 is such that when the pawl 38 engages with its wheel, the pawl 39 is raised and vice versa. To cause the reversal of the pawls, the axis 41 is moved from one side to the other of the plane passing through the pawl axes arranged in the extension of one another and by the axis of the shaft 17.
On the shaft 41 are fixed, on either side of the disc 21, springs 44; the other end of these springs is fixed to a pin 45, which protrudes on each side of the disc 21 and which is in the plane passing through the pawl axes and through the axis of the shaft 17.
In the housing there is an axially displaceable stop pin 46 on which a double cam is fixed. The double cam is formed by a cam 48 which can be combined with the outer teeth of a ring 49 which, like a second ring 50, surrounds the disc 21. Between the ring 49 and the disc 21, there are arranged balls of stop 51, placed in recesses with an inclined bottom. These balls form, with their rolling surface on the disc 21 and the ring 49, a so-called freewheel coupling, which allows the rotation of the disc 21 (FIG. 2) only to the right with respect to the ring 49. In cooperation with the outer teeth of the ring 49, the cam 48 can block a movement to the left (fig. 2) of the disc 21.
The ring 50 is also coupled to the edge of the disc 21, by 1, via a freewheel coupling which comprises balls 52, and which prevents the rightward rotation of the disc 21 relative to the ring 50. A displacement of the stop pin 46 makes it possible to block the ring 50 by the cam 53 which forms with the cam 48 the double sliding cam with the pin 46 and is located at a certain distance from this cam 48. To ensure this locking, the ring 50 comprises, at its periphery, teeth which are directed in the opposite direction to that of the teeth of the ring 49.
The operation of the device described will be explained with the aid of FIG. 3. This figure shows in schematic form the transmission device according to the invention used in the tool holder shown in FIG. 1. To facilitate understanding, it has been assumed to be dealing with a transmission of translational movements, while in reality in the transmission device shown in FIGS. 1 and 2, the various parts such as the inlet, the auxiliary member and the outlet, are animated by movement.
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elements of rotation. In fig. 3, the reference figures of FIGS. 1 and 2.
Either first of all the case where the tool, that is to say the tap 20, is not; overloaded and where, seen from above, tapping is to the right. The auxiliary member formed by the coupled parts 23 and 24, therefore occupies on the output axis 17, relative to the disc 21, the average position in which the two drivers 31 and 32 rest against the pins 37, respectively.
35.
The pawl 39 engages with the ratchet wheel 16, while the pawl 38 is raised. This position, shown in fig 1, is that in which the tapping of the hole 55 of the part 56 is carried out (see fig 1).
When the tap 20 abuts against the bottom of the hole 55, or when for some other cause the resistance offered to the tap increases as soon as the load exceeds the moment exerted by the spring 36, the output shaft 17 and the disc
21 retard relative to the auxiliary member constituted by the discs 23 and 24 and the driver 32 is driven, against the force of the spring, by the coupling rod 26. This relative movement of the auxiliary member and the output causes movement to the left in the opening 43 (fig. 2) of the coupling element 41 which connects the two arms of the pawls and changes the direction of the tumbling springs 44 relative to the axis of rotation of the pawls 38 and 39, in such a way that these springs tend to tumble the pawls 38 and 39.
However, this is still prevented by the pressure which the tooth of the ratchet wheel 16, together with the pawl 39, exerts on this pawl. When the relative displacement of the auxiliary member and of the outlet increases, the coupling element 41 abuts against the left limit of the opening 43, which causes the rotation around their axis of the pawls 38 and 39; the pawl 39 is thus released from the ratchet wheel 16.
At this moment, the tooth no longer exerting pressure on the pawl, the elastic force of the springs 44 is sufficient to cause the reversal of the pawls, and bring them into a position such that the pawl 39 is completely disengaged from the pawl. ratchet wheel 16, while pawl 38 meshes with ratchet wheel 8.
The movement of the ratchet wheel 8 being opposite to that of the ratchet wheel 16, the auxiliary member is driven in the other direction and provided that this has not yet occurred after the lifting of the pawl 39 under the influence of the spring 36, the relative displacement of the auxiliary member and of the outlet is canceled so that the auxiliary member returns to its initial middle position with respect to the outlet. By means of the driver 31 and the spring 33, the output is driven in the direction opposite to the first.
However, when the resistance offered to this last movement of the tap exceeds the moment exerted by the spring 33, there again occurs a relative movement of the auxiliary member driven by means of the ratchet wheel 8 and the pawl 38, on the one hand, and the disc 21 mounted on the output shaft 17, on the other hand. This relative displacement, in the opposite direction to that which caused the engagement of the pawl 38, now causes the reversal of the pawls 38 and 39, by the cooperation of the coupling element 41 and, this time, of the limit of right of opening 43 (fig. 2). This inversion is first prepared by moving the application points 45 of the springs 44 in a direction such that the moment exerted by these springs acts in the direction of the desired inversion.
When the tap is overloaded for a movement to the left (seen from above), we therefore switch again to a movement to the right and this passage is carried out in an absolutely analogous manner to the initial passage from the movement to the right to movement to the left.
When during normal tapping, the tap 20 wedges, the moving movement of the tap will be reversed by the large resistance encountered. Usually the tap will be driven in the new direction of travel. However, very often this requires at the start a moment which is slightly greater than that which caused the switching of the initial movement.
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This is why the spring 36 is slightly more rigid than the spring 33.
As a general rule, the tap can therefore be taken out of the hole without difficulty, as during the outgoing movement the transmission does not take place as during the forward movement by means of a delay gear system, the return movement of the tap is faster than the forward movement, this results in a saving of time.
When, during the setting of the tap, the latter stalls in such a way that the return movement meets a resistance so great that there results a new switching of the pawls 38 and 39, the tap is therefore subjected to a movement of twist which, very often, is enough to release the tap which can then be taken out of the hole 55 without a new inversion of the pawl 38. However, when the tap is blocked so as to prevent any movement, the transmission device switches without interruption, in the tap holder housing, which indicates to service personnel that they must intervene.
As results' from the foregoing, the operation of the transmission device is such that on the tap itself, a motive force never acts greater than the moment determined by the spring 36, respectively 33, which ensures good protection. of the tool.
The stop pin 46, which carries the double cam 48, 53, automatically obtains the reversal of the direction of rotation of the tap or of another tool. Thus, when it is desired to thread a hole in a part over a certain length, the double cam can be placed on the spindle 46 so that, when the tap having penetrated sufficiently into the part, the lower end of the spindle 46 is stopped by the workpiece or by another stop, so that the cam reaches the toothed edge of the ring 50 and blocks the latter. As a result, the movement to the right of the disc 21 is blocked and the reversal of the pawl system 38 and 39, under the effect of the relative movement between the auxiliary member and the outlet, causes a reversal of the movement of the disc 21 .
The balls 52 inserted between the ring 50 and the disc 21 do not impede the rotation of the disc 21 in the new direction, and the tap can therefore come out if it does not meet a resistance greater than the moment exerted by the spring 33. As soon as the tap is out, it is possible to ensure that the upper end of the stop pin 46 which, during the return stroke of the tool holder has resumed under the influence of the springs 57 and 58 which hold it in its middle position, its initial position in which none of the cams 48 and 53 cooperate with the rings surrounding the disc 21, abuts against a fixed part of the drill, or else this spindle can be lowered by hand.
As a result, the cam 48 cooperates with the ring 49 and prevents the leftward rotation of the disc 21. As a result of this blocking, the pawl system 38, 39 is again switched and the transmission device drives the tap again. in the initial sense.
In the tool holder described, the two pawls 38 and 39 which can alternately couple the auxiliary member to a driving ratchet wheel, are made integral by an assembly element 41 which is controlled by the edges of the opening 43, a dead travel existing between this assembly element and said edges. However, the transmission device can be fitted with two independent auxiliary members, each of which can be coupled, by means of a clutch to a driving part, the coupling elements not being integral. Figs. 4 to 7 show an example of such a transmission device. These figures also illustrate a tool holder provided for two directions of rotation.
As this tool holder differs from that shown in Figures 1 to 3 only by the construction of the auxiliary member and the pawls that it comprises as well as by the assembly between the auxiliary member and the output shaft, only these parts will be described in detail, The parts similar to those of the tool holder described using the freeze. 1 to 3, bear the same reference numbers as on the latter.
On the output shaft 17, there are, on each side of two discs 100 and 101, coupled together and fixed simultaneously using a transverse key 102 on the shaft 17, two independent auxiliary members also
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each consisting of two discs coupled together. 103 and 104, 105 and 106 respectively; these two auxiliary organs turn crazy on the axis
17. The two discs 103 and 104 carry an axial pin 107 which passes through an oblong opening 108 formed in the disc 101; at the end of this pin is fixed a spring 109, the other end of which surrounds a pin 110, which is fixed in the two discs 100 and 101.
The spindle 107 constitutes at the same time the axis of rotation of a U-shaped pawl 111, one arm 112 of which can be conjugated with the teeth of the ratchet wheel 16, while the other arm 112a can be combined with the teeth of the ratchet wheel 16. be combined with an axial pin 113, which is fixed in the discs 100 and 101. The central part of the pawl 111 carries an arm 114, which is combined with an arm 115 of a pawl 116 (fig. 5) which is produced from the same way as the pawl 111; the pawl 116 is carried by a pin
117 fixed in the discs 105 and 106. The spindle 117 enters an opening 118 made in the disc 100.
The pawl 116 has a part 119, which can mesh with the teeth of the ratchet wheel 8 and a part 119a, which can be mated with the pin 113. The two pawls 111 and 116 are both subjected to the effect of a curved leaf spring 120, respectively 121, and this in such a way that in the extreme positions of the pawls, the latter are held by these springs in the occupied position, while during the reversal of the pawls, those- these go through an unstable position. The pin 117 which forms the axis of rotation of the pawl 116 is also connected, by a spring 122, to the two discs 100 and 101.
In the position shown, in which the transmission device works empty, the pin 113 is free between the arms of the two U-shaped pawls, located next to the discs 100 and 101. The pawl 111 meshes with the wheel. ratchet 16, while the pawl 116 is lifted and rests, by its arm 115, against the arm 114 of the pawl 111. In this position of the transmission device, the movement of the tap 20 is derived from the axis 5, par'l 'Intermediate gears 9, 10, 12, 14, 15 of the pawl 111, the pin 117, the spring 109 and the two discs 100 and 101.
When the tap is overloaded, there is a displacement of the auxiliary member, consisting of the discs 103 and 104, the discs 100 and 101 and the spindle 113, with respect to the output axis 17. As a result of its cooperation with the inner arm of the pawl 111, the pin 113 will disengage this pawl from the tooth of the ratchet wheel 16, and during this movement, the pawl 116 is moved by means of the arms 114 and 115.
The unstable state of this pawl, which is determined by leaf spring 121, is such that pawl 116 is moved past this unstable state before pawl 111 is fully released from the mating tooth of the wheel to. ratchet 16. As soon as the pawl 116 has passed the unstable state, the leaf spring 121 pushes the pawl and the latter is combined with the ratchet wheel 8.
It may happen that a tooth of the ratchet wheel 16 does not immediately mesh with the pawl 116, and in this case, the pawl 111 is fully lifted as a result of the prolonged relative movement between the auxiliary member 103, 104, and exiting after which the spring 120 causes the pawl 111 to occupy the extreme position in which it is completely disengaged from the ratchet wheel 16.
However, also when a tooth of the ratchet wheel 8 engages directly with the pawl 116, the pawl 111 is fully lifted because, in this case, the driving force transmitted to the output through the pawl 116 and the spring 122 increases the load on this outlet, which increase causes a rapid increase in the relative displacement of the outlet and the auxiliary member 103, 104, so that the pin 113 completely releases the pawl 111.
The load of the tool which, the moment exerted by the spring 109 being exceeded, caused a relative displacement of the auxiliary member 103, 104 and of the output, therefore caused the lifting of the pawl 111 and the engagement of the pawl 116. Since the movements of the ratchet wheels 8 and 16 are opposed, the tap rotates in a direction opposite to that of its initial rotation. In a similar manner as soon as, for this new direction of rotation, the load exceeds the moment determined by the spring 122, the pawl 116 will be raised and the pawl 111 will engage.
In the case of the tap holder shown in figs. 4 to 7, one can again obtain externally, either by a stop, or by hand a reversal of the direction of rotation of the tap holder, using a sliding stop pin 46, which can move in the axial direction out of its po-
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average sition determined by the springs 57 and 58. This spindle carries two cams 125, 126 which in turn, can be combined with a disc 127, provided with a stop 128, and fixed on the axis 17. The cams 125 and 126 are conjugated in a manner not shown in the drawing with the stop pin 46 so that they can rotate in opposite directions around this axis, from a rest position against a spring.
Thus, the cam 125 can rotate in the opposite direction to that of the needles of a clock (fig. 5) so that when this cam is brought into the path of the stop 128, it prevents movement of the stopper. axis 17 opposite to that of clockwise, but allows movement of this axis in said direction, because stop 128 then pushes the cam in front of it and passes it. Conversely, the cam 126 only blocks a movement of the axis 17 in the clockwise direction when, by a displacement of the stop pin 46, this cam is brought into the path of the stop 128.
Figs. 8 to 14 show an example of an automatic transmission device according to the invention, comprising three transmissions.
Figure 15 shows this transmission device in a highly schematic form.
The device consists of a housing 200 in which are arranged three axes 201, 202 and 203, mutually parallel. The axis 201 forms the input of the transmission device, and carries three gears 204, 205 and 206, the diameter of which increases in the same order of succession.
The axis 202 rests, by its right end, in a central hollow of a shaft 207, which forms the output of the transmission device. On the axis 202 are wedged three port ratchets 208, 209 and 210, the last of which is toothed externally. A sleeve surrounding the axis 202 of each ratchet holder supports a gear so that the latter can turn idle around this sleeve. Each of these gears 211, 212 and 213 is conjugated with a ratchet wheel 214, 215 and 216. The gear 212 meshes with the gear 205, while in the conjugate ratchet wheel 215 can engage a pawl. 219. The pawl 219 can rotate about an axis 220 fixed in the pawl holder 219 which supports the gear 212 and the ratchet wheel 215, so that these can rotate.
Likewise, the pawl holder 210 carries a pawl pin 221 on which a pawl 222 can rotate which is conjugated with the ratchet wheel 216. This is coupled to the gear 213 through the intermediary of the gear 206.
The pawl holder 210 is connected, by means of three pairs of springs mounted in series and tensioned beforehand to different tensions, to the output 207 of the transmission device. Between the pawl holder 210 and the left part 223, produced in the form of a gear, of the output 207, two discs 224 and 225 can turn idle on the axis 202.
The pawl holder 210 and the disc 224 are interconnected by a set of springs 226 and 227, each of which is fixed, at one end, to a pin 228, respectively 229, which is connected to the pawl holder 210 and which penetrates in a groove 230, 231, respectively, of the disc 224. The other ends of the springs 226 and 227 are fixed to pins 232, 233, which are both fixed in the disc 224 and which protrude therefrom on both sides.
Between the discs 224 and 225, there is also a set of springs, namely 235 and 236. The spring 235 is connected, by one end, to the pin 233 fixed in the disc 224, which pin enters an opening 237, formed in the disc 225. The other end of the spring 235 is connected to a pin 238 which is fixed in the disc 225 and which, on the other side, enters an opening 239 formed in the gear 223. The spring 236 connects the pin 232, which enters an opening 240 of the disc 225, to a pin 241, which is connected to the disc 225 and which on the other side of this disc, is extended into an opening 242 of the gear 223.
The disc 225 is resiliently connected, in a similar manner, to the gear 223, by the fact that two springs 243 and 244 surround respectively.
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the pins 238 and 241 of the disc 225, and two pins 245 and 246, which are fixed in the gear 223. The set of springs and discs, provided between the pawl holder 210 and the gear 223 which form an assembly with the output 207 of the transmission device constitutes an elastic coupling which allows relative rotation of the pawl holder 210 and of the gear 223, a relative rotation that counteracts the elastic force. In the case of such a relative rotation of the ratchet holder to the right (their Figs. 9; 13 and 147 with respect to the gear 223, this rotation takes place in three stages.
First of all the pair of springs are stretched, the moment resulting from the prior tension is the smallest and which in the rest position, tends to keep the movable pins as far as possible to the left in a groove. This pair of springs ceases to tension when the pins to which these springs are attached cannot move further into the corresponding oblong openings made in the neighboring part. At this moment, the pair of springs, the moment of which is greater than that of the first pair already extended but smaller than that of the third pair of springs, comes into action. After the pins of this pair of springs have moved all the way into the corresponding oblong openings, it is the turn of the third pair of springs to tension.
The moment required for the relative movement of the pawl holder 210 and of the gear 223 therefore increases constantly and this increase can even be effected in jumps, depending on the prior tension of the springs.
In the ratchet holder 208 can rotate a ratchet selector gear 260 in which an opening 261 is formed, through which the axis passes.
217 of the pawl 218. The pawl 218 has a pin 262, which enters an opening 263 in the pawl selector gear 260; this opening has a radial widening 264, directed outwards. Around the axis 217 is wound a helical spring 265, which is connected to the pawl 218 and which pushes this pawl by its left end, (see fig.
10) to ratchet wheel 214. In cooperation with pin 262, the edge of opening 263 prevents pawl 218 from engaging with ratchet wheel 214 when ratchet selector gear 260 is not occupying, relative to the ratchet 208, a position such that the pin 262 can move outwardly in the widening 264 of the groove 263.
The ratchet holders 209 and 210 also comprise a ratchet selector gear 266 respectively 267, which makes it possible to control in a similar manner the pawls 219 and 222 carried by this ratchet holder, using pins 270, 271 entering slots locally widened 268, 269 formed in the corresponding pawl selector gears. The widenings that the slots have to allow the engagement of the pawls under the influence of the helical springs, not shown, which act therein, in the corresponding ratchet wheels, are indicated by 272 and 273. These widenings occupy a different location in the slots. The three ratchet selector gears 260, 266 and 267, of the same diameter, mesh with the gears 274, 275 and 276, which are set independently on the axis 203.
On this axis rotates a gear 277 of the same diameter as the gears 274, 275 and 276, and said gear meshes with the pawl holder 210 whose diameter is again equal to that of the pawl selector gears 260, 266 and 267. The ratchet wheel 278, with rectangular teeth 279, is integral with the gear 277. In this ratchet wheel can engage a pawl 280, which is fixed on the axle 281., which rotates in a support 282, fixed. on a sleeve 294 surrounding the axis 203 An extension of the pawl pin 281 passes through a groove 283 formed in the disc 284 and a groove 285 formed in a disc 286, these two discs being carried by the sleeve 294 and being coupled between them with the help of a tension spring 287 which connects a pin 288 of the disc 286 to a pin 289 of the disc 284.
The grooves 283 and 285 extend in opposite directions from the part occupied by the axis 281, in the position shown in FIG. 9. The discs 284 and 286 each have a second oblong hole 290, respectively 291, through which a pin 292 passes.
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which is fixed in a gear 293, also mounted idle on the sleeve 294, and which meshes with the gear 2230
Gears 277 and 293 have the same diameter. The sleeve 294 which can move axially on the axis 203 but which cannot rotate with respect to this axis, is pushed by a helical spring 295 which rests against the right cheek of the housing 200, against a shoulder 296 of the axis 203.
A button 297 integral with the sleeve 294 allows the latter to be moved to the right against the spring 295, which releases the pawl 280 from the ratchet wheel 278 and disengages the gear 293 from the gear 223. In In this position, the complete play of the parts carried by the sleeve 294 as well as the axle 203 and the selector pawl gears 274, 275 and 276 coupled to this axle, can be rotated independently of the gears 210 and 223. When released then button 279, in the new position, pawl 280 engages wheel 277 and gear 293 meshes with gear 223 of the output of the transmission device.
Between the discs 284 and 286, the pawl pin 281 carries an arm 300 at the end of which is fixed a pin 301, which is conjugated with the edge of the discs 284 and 286. Each of the discs has a recess 302, respectively 303. , with raised edge 304, respectively 305; these edges rise in opposite directions. In the normal position, the pin 301 is subjected to the effect of a spring, not shown in the drawing, which acts on the pawl 280, the pin is then in the deepest part of the two hollows and in this position , the pawl 280 engages the ratchet wheel 278.
The device also further comprises a freewheel coupling between the shaft 202 and a part 307, which is integral with the housing 200. This freewheel coupling which comprises rollers 308, which are arranged in hollows with a raised bottom formed in a part 306, integral with the axis 202, prevents the axis 202 from rotating in the direction opposite to that of the needles of a clock, seen from the left in FIG. 8. This coupling ensures that during a relative movement of the pawl holder 210 and the outlet 223, after a disengagement, in a manner which will be described later, of the motor coupling, formed by the pawl 218 and the ratchet wheel 214, the axle 202 cannot rotate in the opposite direction under the influence of the elastic coupling between the part 210 and the gear 223.
The operation of the transmission device shown in FIGS. 8 to 14, will be explained with the help of schematic figure 15.
Or the case where the output 207 is not loaded and the pawl 280 is engaged in the hollow 310 of the ratchet wheel 278. The ratchet selector gears 260, 266 and 267 then occupy relative to the pawl holder 208, 209 and 210, a position such that the pawl 222 is in the active position while the pawls 218 and 219 are lifted from their mating ratchet wheel as a result of the position of the pins on these pawls in the slots, formed in the selector gears of pawl. The input and output of the transmission device are therefore coupled via the gears 206 and 213, the pawl 222, the pawl holder 210 and the elastic coupling formed by the pairs of springs provided between the pawl holder. 210, disks 224, 225, and the output.
Due to the large diameter of the gear 206 and the small diameter of the gear 213, when driving the input shaft 201, the speed of the output is greater than when this. output is analogously driven by gear 205, gear 212, ratchet wheel 215, pawl 219, pawl holder 209, axle 202, pawl holder 210, etc. or by the gears 204 and 211, the ratchet wheel 214, the pawl 218, the pawl holder 208, the axle 202 etc.
Consider the case where the moment exerted by the preliminary tension of the springs 226 and 227 is smaller than the moment of the springs 235 and 236, the latter moment being, in turn, smaller than the moment exerted by the springs 243 and 244. When the load of the output. 207 exceeds the moment exerted by the
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springs 226 and 227, as a result of the driving force, the axle 202 and the ratchet holder 210 will move relative to the output gear 223 in a direction of rotation which, for the axle 202 shown in Figure 9 , is that of the hands of a clock, displacement during which the pins 228 and
229 will move to the other end of slots 230 and 231.
This relative movement of the pawl holder 210 and of the gear 223 also causes a relative movement of the gear 227, and of the pawl engaged in the ratchet wheel 278 on the one hand, and of the mounted gear 293. on the axis 203 and engages with the gear 223 on the other hand. As a result of this movement, which, in FIG. 9, returns to a leftward rotation of the ratchet wheel 278 and of the pawl 280 with its support 282 relative to the spindle 292, the disc 284 is driven by the pawl pin 281, which causes the tension of the spring 287. Disk 286 is retained by spindle 292, on gear 293.
In the case of a further rotation of the ratchet wheel 278 relative to the gear 293, the raised edge 305 of the hollow 303 pushes the spindle 301 of the disc 286 radially outwards, held by the spindle 292, this which after a relative movement of the ratchet wheel 278 and of the gear 293, releases the pawl 280 from this ratchet wheel. As the ratchet wheel 278 is thus disengaged from the axle 203, as a result of the relaxation of the spring 287, the support 282 moves back by jumps relative to the gear 293. The pawl 280 is thus brought back into contact with the gear. ratchet wheel 278, and reaches the hollow 311.
The axis 203 has therefore rotated relative to the gear 277, which is driven by the pawl holder 210, by an angle which corresponds to the angle formed between the recesses 310 and 311; Through the intermediary of the gears 274 to 276, this rotation is transmitted to the selector gears 260, 266 and 267. This rotation of the pawl selector gears, which in Figs. 10, 11 and 12, is made to the left of the pawl holders and their pawl, moves slots 263, 268 and 269 of the pawl selector gears relative to the pins, which are attached to pawls 218, 219 and 222 .. This causes the lifting of the pawl 222, while, under the influence of the coil spring which acts on it, the pawl 219 engages in the ratchet wheel 215.
In fact, this rotation is so great that the widening 272 of the groove 268 reaches the location of the spindle 270 on the pawl 219. The output shaft 207 is then driven, by means of the gear 205 mounted on the axis 201, gears 212 and 215 which are integral, the pawl 219, the pawl holder 209, the axle 202, the pawl holder 210, etc. As a result of the difference in diameter of the gears 206 and 205 and the mating gears 213 and 212, the transmission ratio is changed. If the load of the output 207 increases further, at some point it will become equal to the moment exerted by the pre-tension of the springs 235 and 236.
This will cause a stronger tension of these springs, which again causes a relative rotation of the pawl holder 210 and of the shaft 202, with respect to the gear 223 of the output; the pins 232 and 233 fixed in the disc 224 will therefore move in the slots 237 and 240, of the disc 225. In a manner analogous to that obtained during the relative movement of the pawl holder 210 and of the gear 223, the pawl 280 will come out of the hollow 311, and will come into the hollow 312. Therefore, the gears 274, 275 and 276, again rotate a certain angle with respect to the gear 277, which also causes a rotation of the selector gears. pawl 260, 266 and 267, in the direction previously followed, with respect to the corresponding pawl holders.
This latter rotation causes the active pawl 219 to lift while, as a result of the new location of the widening 264, relative to the spindle 262, the pawl 218 engages the ratchet wheel 214. The pawl 222 remains raised. . The transmission ratio is thus again modified in such a way that, for a given speed of the input, the speed of rotation of the output is lower.
When the load increases further, so that the springs 243 and 244 are tensioned, thus increasing the relative rotation of the pawl holder 210 and the output gear 223, the pawl 280 is again raised and comes into the recess. following 316 of ratchet wheel 2780 This jump causes the ratchet selector gears 260, 266 and 267 to rotate again, which lifts pawl 218, while pawls 219 and 222 remain raised.
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As the coupling between the axis 202 and the axis 201 is completely eliminated, the elastic coupling formed by the springs between the pawl holder 210 'and the output gear 213, tends to rotate the axis backwards. 202 and the various parts that this tree bears. However, this rotation is prevented by the freewheel coupling between this axis and the casing formed by the parts 306, 307 and 308. The springs of said elastic coupling therefore remain stretched so that on the output shaft 207 remains. a moment acting in the initial direction of rotation.
When, for some reason, the load on the output drops to a value less than that of the moment exerted by the springs 235 and 237, these springs drive the output in the initial direction of rotation with respect to the stopped ratchet holder 210 and to the coupled axis 202. During this rotation, which causes (fig. 9), a clockwise rotation of the gear 293, the spindle 292 drives the disc 284 to the left, while the pawl axis 281 s 'stops and retains the disc 286. As a result of the rotation of the disc 284 the raised edge 305 of the recess 302 pushes the spindle 301 radially outwards which causes the lifting of the pawl 280.
As soon as the pawl is disengaged from the ratchet wheel 278, the spring 280 relaxes so that the disc 286 follows the disc 284 and the axle 203 rotates relative to the gear 277 and the ratchet wheel 278. The pawl 280 then enters recess 312 and again locks pin 203 relative to gear 277. As a result of the rotation of pin 203, pawl selector gears 260, 266 and 267 have rotated backwards. relative to the ratchet holders conjugated with liquets 218, 219 and 222 at an angle such that the pawl 218 re-engages with the ratchet wheel 214 which re-establishes the coupling between the input shaft and the shaft of exit.
When the load on the output drops to a value such that the springs 235 and 236 can return to their initial position, the resulting decrease in relative rotation between the ratchet holder 210 and the output 223, 207 causes the ratchet to switch again. 280 which brings this pawl back into the hollow 311 of the ratchet wheel 278. This causes the disengagement of the pawl 218 and the engagement of the pawl 219.
When the load of the output finally starts to a value less than the moment exerted by the springs 226 and 227, the relative rotation between the ratchet holder 210 with axis 202 and the output axis 207 with gear 223, is completely canceled and the pawl 280 is returned to the recess 310, which causes the lifting of the pawl 219 and the engagement of the pawl 222, and therefore restores the starting position.
In the above description of the transmission device shown in FIGS. 9 to 15, we started from the fact that in the idle state, that is to say in the unloaded state, the pawl 280 is located in the hollow 310 of the ratchet wheel 278. In this position, the pawl selector gears 260 and 266 hold the pawls 218 and 219 in the raised position while the pawl 222 is engaged. The speed of output 217 is therefore the greatest. It may be desirable to reduce the speed of axis 207. This can be achieved by inserting another transmission between axis 201 and the output.
Using the button 297 which allows to slide first axially the sleeve 294 to the right, then to turn this sleeve, the pawl 280 can be brought into one of the other hollows of the wheel ratchet 278, which at the same time ensures that the pawl selector gears 260, 266 and 267 have another position with respect to the corresponding pawl holders so that, depending on the recess in which the pawl 280 is placed, another of the pawls 218 and 219 is made active or none of the pawls are made active. Thus, when in this position of the device the pawl 280 is brought into the hollow 312, the pawl 218 engages with the ratchet wheel 214, while the pawls 219 and 222 are kept raised.
When, in this position, the load exceeds a value greater than that of the moment exerted by the springs 226 and 227, there occurs between the parts 210 and 223, a relative rotation which the gears 277 and 293 transmit to the system formed by the pawl 280 and discs 284 and 286.
Therefore, the pawl 280 is
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brought from the hollow 312 into the hollow 313 which causes, in the manner already described, the lifting of the pawl 218 and the actuation of the coupling; freewheeling between the axis 202 and the housing 200; furthermore, the coupling between the inlet and the outlet is kept disengaged until, as a result of a reduction in the load, the outlet turns under the influence of the springs
226 and 227, in the initial direction of rotation, the pawl 218 being engaged again.
In the embodiments described of the transmission device in accordance with the invention, the motor couplings between the various transmissions and the auxiliary member, respectively the auxiliary members, are formed by ratchet couplings. However, it is also possible to use , other couplings, for example band couplings, claw couplings, plate couplings and electromagnetic couplings., In the latter coupling, the relative displacement between the auxiliary member, respectively the auxiliary members , and the output, can be used to operate electrical switches that control the couplings.
The transmission device according to the invention, with several stages, as shown for example in FIGS. 8 to 15, is suitable for use in wheel-driven vehicles and in lifting gear.
In fact, we are dealing in these cases with an automatic gearbox in which the change from one gear to another is carried out automatically according to the load of the transmission device and therefore of the motor mechanism. This arrangement may have advantages over the automatic gearboxes used in vehicles, gearboxes in which the switching is dependent on the speed of rotation.
A multistage transmission device according to the invention can also be designed so that it works for different directions of movement.
Besides use in lifting devices, it should be noted that the transmission device according to the invention is also suitable for transshipment bridges. FIG. 16 schematically represents such a bridge. It frequently happens that an end piece 400 of such a bridge protruding from a ship to be loaded or unloaded must be lifted to pass over a mast, the deck of the ship, or other obstacle. This lifting is effected by rotating the end piece about a horizontal axis 402 at the point where this piece connects to the rest of the transfer bridge.
The force required for this is highly dependent on the position of the end piece as the moment exerted by gravity decreases rapidly as the tilt of the end piece increases. To minimize the loss of time resulting from the lifting of that piece terminal, the best solution is to adapt the speed of the lifting to the lifting force available. This result can be obtained automatically by controlling the lifting hoist or other part 403 controlling the end piece through a device. multistage transmission according to the invention.