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BOITE DE VITESSES.
La présente invention est relative à une botte de vitesses comprenant, d'une part, dans le même alignement, un arbre moteur sur lequel est calé un pignon denté, appelé pignon moteur, et un arbre mené sur lequel est calé un pignon denté, appelé pignon mené, d'un autre diamètre que celui du pignon moteur, d'autre part, un arbre intermédiaire parallèle aux arbres moteur et mené et sur lequel sont calées des roues dentées qui engrènent sans interruption avec les pignons moteur et mené.
On connaît un transformateur de vitesse de ce genre dans lequel l'arbre intermédiaire susdit est monté dans des paliers fixes. Ce transfor- teur ne permet d'obtenir qu'un seul rapport de vitesses.
Pour obtenir plusieurs rapports de vitesse, on a proposé de monter sur l'arbre moteur et/ou sur l'arbre mené plusieurs pignons avec chacun desquels on peut amener isolément en prise une roue dentée correspondante qu' on peut faire glisser sur l'arbre intermédiaire bien que sa position angulaire par rapport à celui-ci ne puisse pas varier.
Avec une boite de vitesses de ce genre, les roues dentées montées sur l'arbre intermédiaire n'engrènent donc pas sans interruption avec les pignons sur l'arbre moteur et/ou sur l'arbre mené.
Dans le même but, on a également proposé de monter sur l'arbre moteur et/ou sur l'arbre mené, plusieurs pignons qui sont constamment en prise avec des roues dentées correspondantes montées folles sur l'arbre intermédiaire mais qui peuvent être rendues solidaires en rotation de celui-ci par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs manchons à griffes pouvant être déplacés axialement sur l'arbre intermédiaire bien que leur position angulaire par rapport à celui-ci soit invariable.
Une telle boite de vitesses présente des inconvénients du même genre que ceux de la boite de vitesses précédente.lorsqu'un manchon à griffes
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doit être amené en contact avec une roue dentée qui tourne folle sur l'ar- bre intermédiaire.
C'est pour remédier à ces inconvénients qu'on a proposé des boites avec trains de roues dentées planétaires dans lesquels chaque satel- lite roule à l'extérieur d'un pignon et à l'intérieur d'une couronne à den- ture intérieure coaxiale à ce pignon.
Dans une forme d'exécution, des satellites engrenant avec un pi- gnon moteur sont montés sur des pivots solidaires d'une couronne à denture intérieure dans laquelle roulent d'autres satellites qui engrènent en même temps avec un pignon coaxial aux arbres moteur et mené mais solidaire d'un plateau faisant partie d'un embrayage électromagnétique. Ce plateau peut. soit être immobilisé par rapport à une pièce fixe, soit être embrayé avec un disque solidaire de l'arbre mené. Quànt à la couronne à l'intérieur de la- quelle roulent les satellites qui engrènent également avec le pignon moteur, elle est solidaire d'un anneau faisant partie d'un autre embrayage électro- magnétique .
Celui-ci permet, soit d'immobiliser cet anneau par rapport à une pièce fixe, soit d'embrayer l'anneau avec un disque solidaire de l'arbre moteur.
Cette boite de vitesses, dont le nombre d'embrayages électro- magnétiques et de trains de roues planétaires pourrait être augmenté, pré- sente l'inconvénient de nécessiter une source de courant électrique qui dé- bite pendant tout le temps où la botte est en service.
Dans une autre forme d'exécution des bottes comprenant des trains d'engrenages planétaires, il y a deux pignons calés sur l'arbre mo- teur.
Le support de palier des satellites du premier train d'engrena- ges planétaire est solidaire de l'arbre mené.
Le support de palier des satellites du second train d'engrenages planétaires est solidaire des couronnes à denture intérieure du premier et du troisième train d'engrenages planétaires.
Le pignon axial du troisième train d'engrenages planétaires peut être fou sur--l'arbre moteur ou être bloqué angulairement.
Un quatrième train d'engrenages planétaires permet d'obtenir la marche arrière. Un pignon axial est solidaire de la couronne à denture in- térieure du premier train d'engrenages planétaires.
Les différentes vitesses sont obtenues en bloquant angulairement la couronne à denture intérieure du premier train planétaire (première vi- tesse), du deuxième train planétaire (deuxième vitesse), du quatrième train planétaire (marche arrière) ou le pignon axial du troisième train planétaire (troisième vitesse).
Cette boite de vitesses est relativement complexe puisqu'elle nécessite autant de trains d'engrenages planétaires, comprenant chacun des satellites, un pignon axial et une couronne à denture intérieure, que 1' on veut obtenir de rapports de vitesses différents. Elle est relativement encombrante parce qu'elle nécessite un grand nombre de couronnes à dentu- re intérieure.
La présente invention est relative à une boite de vitesses qui ne présente pas ces inconvénients. A cet effet, la botte de vitesses sui- vant l'invention est caractérisée en ce que l'arbre intermédiaire est monté dans un support qui peut tourner autour de l'axe des arbres moteur et mené en ce qu'au moins deux roues dentées de diamètres différents calées sur cet arbre intermédiaire engrènent chacune avec une denture correspondante
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qui peut tourner librement autour de l'axe des arbres moteur et mené, en ce que chacune de ces dentures peut isolément être immobilisée angulairement, et en ce que chaque denture pouvant être immobilisée angulairement a un diamè- tre différent de celui du pignon moteur et de celui du pignon mené.
Dans une forme d'exécution avantageuse (ne nécessitant aucune couronne dentée intérieurement) sur l'arbre intermédiaire susdit, sont calés, en plus des deux roues dentées qui engrènent avec les pignons mo- teur et mené, au moins deux autres roues dentées de diamètresdifférents qui engrènent avec des pignons qui peuvent tourner, indépendamment des arbres moteur et mené, autour du même axe que ceux-ci et, en outre, ces derniers pignons peuvent isolément être immobilisés angulairement.
Cette forme d'exécution est en particulier très intéressante à cause de son faible encombrement quand elle doit être appliquée sur un véhicule.
Dans toutes les formes d'exécution, une vitesse supplémentaire peut facilement être obtenue en prévoyant des moyens permettant d'immobiliser angulairement à volonté le support de l'arbre Intermédiaire.
A condition de laisser tourner librement les dentures en contact avec les roues dentées calées sur l'arbre intermédiaire, à l'exception du pignon moteur et du pignon mené, la boite de vitesses fonctionne alors comme les transformateurs de vitesse dans lesquels l'arbre intermédiaire est monté dans des paliers fixes.
L'invention a également comme objet une boite de vitesses qui, moyennant l'adjonction de quelques éléments supplémentaires, permet de doubler le nombre de vitesses fournies.
Cette boite à nombre de vitesses double est caractérisée en ce qu'elle comprend deux pignons moteurs coaxiaux de diamètres différents pouvant être mis en rotation isolément à partir de l'arbre par un dispositif d'embrayage qui peut entraîner, soit un arbre moteur auxiliaire, soit un manchon coaxial qui entoure cet arbre moteur auxiliaire et en ce que ces deux pignons moteurs engrènent chacun avec une roue dentée calée sur l'arbre intermédiaire,
Un dispositif analogue prévu pour dédoubler le pignon mené permet également de doubler le nombre de vitesses de sorte que si les deux dispositions sont appliquées simultanément, on quadruple le nombre de vitesses par rapport au cas avec un seul pignon moteur et un seul pignon mené.
En vue de permettre la réalisation de la marche arrière, la boite de vitesses suivant l'invention comprend une roue dentée calée sur l'or- bre intermédiaire qui roule sur une denture pouvant être immobilisée angulairement dont le diamètre est plus petit que celui du pignon mené.
D'autre part, en vue de permettre de faire tourner l'arbre mené en survitesse, on choisit pour le pignon moteur, un diamètre plus grand que celui du pignon mené.
Dans le cas où on désire pouvoir réaliser à l'aide d'une même bolte de vitesses, la marche arrière et la survitesse, les conditions auxquelles doivent satisfaire les diamètres du pignon moteur, du pignon mené ainsi que de la denture immobilisée angulairement (sur laquelle une roue dentée calée sur l'arbre intermédiaire roule pendant la marche arrière) ont comme effet que le support de l'arbre intermédiaire tourne à une vitesse exagérée pendant la marche arrière.
Pour remédier à cet inconvénient, on prévoit de réaliser la
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marche arrière de la façon suivante : on entraîne le support de l'arbre in- termédiaire par l'arbre moteur et on supprime l'entraînement du pignon mo- teur.. La boite de vitesses qui permet d'effectuer la marche arrière de cette façon est donc caractérisée en ce que le pignon moteur susdit est entraîne par un dispositif d'embrayage à déplacement axial qui peut être amené dans une position pour laquelle ce pignon moteur est débrayé et pour laquelle le support de l'arbre intermédiaire est mis en rotation à la vitesse de l'ar- bre moteur et en ce qu'un autre dispositif d'embrayage est prévu entre le moteur et l'arbre moteur.
Dans ce cas, l'entraînement du support de l'arbre intermédiaire par l'arbre moteur peut être effectué sans inconvénient par la mise en con- tact d'un pignon entraîné par l'arbre moteur avec une couronne dentée mé- nagée dans le support de l'arbre intermédiaire. En effets entre la marche avant et la marche arrière, on doit nécessairement passer par une vitesse nulle et, par conséquent, il n'y a rien qui s'oppose à ce que l'arbre moteur soit débrayé du moteur et soit immobile au moment où le pignon à déplacement axial monté sur lui est engagé dans la couronne dentée du support de l'ar- bre intermédiaire. pour l'obtention des rapports de vitesses désirés,.
il faut evidem- ment choisir convenablement, d'une part,les rapports entre les diamètres du ou des pignons moteurs, du ou des pignons menés, du ou des dentures pouvant être immobilisées angulairement et servant de chemin de roulement .aux roues dentées calées sur 1 arbre intermédiaire et, d'autre part, la distance entre l'axe des arbres moteur et mené et l'axe de l'arbre intermédiaire, cette dernière distance intervenant dans la détermination de la vitesse de l'ar- bre mené quand le support de l'arbre intermédiaire est immobilisé angulairement
En supposant que les dents de toutes les roues d'engrenage qui font partie de la boite de vitesses selon l'invention aient le même module,
on peut exprimer le rapport entre la vitesse de l'arbre mené et celle de l'arbre conduit par une formule dans laquelle n'interviennent que les nombres de dents de ces roues.
Si nous désignons par R la vitesse de l'arbre mené ou arbre récepteur, par 11. la vitesse de l'arbre moteur, par n1 le nombre de dents du pignon moteur en service, par n3 le nombre de dents du pignon mené en service et par n5 le nombre de dents de la denture immobilisée angulaire- ment et sur laquelle roule une roue dentée calée sur l'arbre intermédiaire, la formule s'exprime par :
R/M= (n5-n3)n1/(n5-n1)n3
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques for- mes d'exécution de la boite de vitesse suivant l'invention.
Les figures 1. 2,3 et 4 représentent schématiquement chacune une forme d'exécution de la boite de vitesses suivant l'invention.
La figure 5 est, en partie, une coupe longitudinale et, en partie, une vue en élévation de la boite de vitesses suivant la figure 4.
La figure 6 est une coupe transversale par un plan désigné par la ligne VI-VI à la figure 5 dans le support des arbres intermédiaires de
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la boîte de vitesses selon la figure 5.
Les figures 7. 8, 9, 10, 11 et 12 représentent schématiquement d'autres boites de vitesses selon l'invention,
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques,
La boite de vitesses représentée à la figure 1 comprend un ar- bre moteur 2 sur lequel est calé un pignon denté 3, appelé pignon moteur.
Dans le même alignement que celui de l'arbre 2, est disposé un arbre mené 4 sur lequel est calé un pignon denté 5, appelé ci-après pignon mené.
Le diamètre de ce pignon est différent de celui du pignon moteur 3.
La boite de vitesses représentée comprend, en outre, un support 6 pour deux arbres intermédiaires 7, à 1800 l'un de l'autre. Ce support 6 est monté òu autour des arbres moteur 2 et mené 4. Les arbres intermédiai- res 7 sont parallèles aux arbres 2 et 4. Sur chacun de ces arbres intermé- diaires, sont calées des roues dentées désignées par 8. 9, 10 et 11. Les roues 9 et 10 engrènent sans interruption, respectivement avec le pignon mo- teur 3 et avec le pignon mené 5. Les roues dentées 8 et 11 ont des diamè- tres différents.
La roue dentée 8 engrène avec une denture constituée par un pi- gnon 12 coaxial aux pignons 3 et 5. Ce pignon 12 peut tourner autour de 1' axe des arbres moteur et mené mais il peut être immobilisé angulairement par l'usager.
Les moyens d'immobilisation angulaire de ce pignon ont été schématisés par un tambour de frein 13.
De même, la roue dentée 11 engrène avec un pignon 14 monté autour de l'arbre mené 4 comme le pignon 12 est monté autour de l'arbre moteur 2. Ce pignon 14 peut être immobilisé angulairement par l'usager quand celui-ci agit sur un tambour de frein 15.
L'immobilisation angulaire du pignon 14 peut être effectuée sépa- rément de celle du pignon 12.Les pignons 12 et 14 ont chacun un diamètre différent de celui du pignon moteur 3 et de celui du pignon mené 5.
Si on suppose que l'arbre moteur 2 tourne et que le pignon 12 est immobilisé angulairement tandis que le pignon 14 peut tourner libre- ment, la rotation du pignon moteur 3 entraîne la rotation de la roue dentée 9 et, par conséquent, celle de la roue dentée 8.
Par le fait que le pignon 12 est immobilisé. la roue dentée 8 roule sur lui et, par conséquent, le support 6 se met à tourner autour de l'axe des arbres 2 et 4 pendant que l'arbre intermédiaire 7 tourne sur lui-même Ces deux rotations combinées ont comme effet de faire tourner le pignon 5 et, par conséquent, l'arbre 4.
Si on suppose que c'est le pignon 14 qui est immobilisé angulai- rement au lieu du pignon 12, la vitesse d'entraînement du pignon 5 est diffé- rente de cette réalisée dans le cas précédent.
On voit également à la figure 1 que le support 6 des arbres in- termédiaires 7 peut être immobilisé angulairement à volonté par l'usager agissant, par exemple, sur un tambour de frein 16.
Si on effectue cette immobilisation et qu'on laisse tourner li- brement les pignons 12 et 14, la vitesse du pignon mené 5 est la même que dans le cas d'un transformateur de vitesse comprenant des arbres intermé-
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diaires montés dans des paliers fixes.
La.boîte de vitesses représentée à la figure 1 permet donc d' obtenir trois vitesses pour l'arbre mené.
Dans la boite de vitesses représentée à la figure 2, sur chaque arbre intermédiaire 7, ne sont calées que les deux roues dentées 9 et 10 qui roulent respectivement sur le pignon moteur 3 et sur le pignon mené 5 mais ces roues dentées 9 et 10 engrènent, en outre., chacune avec une autre dentu- re constituée par une couronne dentée intérieurement. Ces couronnes dentées sont désignées respectivement par 17 et 18. Elles peuvent tourner autour de l'axe des arbres 2 et 4 ou être isolément immobilisées angulairement, par exemple, quand on agit sur des tambours de frein 19 et 20.
A la figure 3, on a représenté une autre botte de vitesses selon l'invention dans laquelle l'arbre intermédiaire 7 porte, en plus des roues dentées 9 et 10 engrenant avec les pignons 3 et 5, deux roues dentées 8 et 11. Chacune de ces deux dernières roues engrène, d'une part, avec le pignon denté 12 ou 14 et, d'autre part, avec une couronne dentée 21 ou 22 qui peut tourner sur elle-même. Les couronnes dentées 21 et 22 peuvent être immobilisées angulairement quand on agit. par exemple, sur des tambours de frein 23 et 24.
L'immobilisation angulaire des pignons 12 et 14 ainsi que des couronnes den- tées 21 et 22 peut être effectuée isolément pour chacun de ces éléments.
Comme on peut s'en rendre compte, la boite de vitesses repré- sentée à la figure 3 permet de faire tourner l'arbre mené 4 à cinq vi- tesses différentes malgré que le nombre de roues dentées calées sur chacun des arbres 7 ne soit pas supérieur à celui prévu dans la boite de vi- tesses selon la figure 1.
On pourrait même faire tourner l'arbre mené 4 à sept vitesses différentes avec le même nombre de roues dentées 8 à 11 si on prévoyait, com- me à la figure 2, la possibilité d'immobiliser des couronnes dentéesà 1' intérieur desquelles rouleraient les roues dentées 9 et 10.
La boite de vitesses représentée à la figure 4 comprend deux pignons moteurs coaxiaux 3 et 25 de diamètres différents qui peuvent être mis en rotation isolément à partir de l'arbre moteur 2.
A cet effet, la boite de vitesses comprend un dispositif d'em- brayage 26 qui peut entraîner, soit un arbre moteur auxiliaire 27 sur le- quel le pignon moteur 3 est calé, soit un manchon 28 coaxial à l'arbre motetr auxiliaire 27 et sur lequel est calé le pignon moteur 25. Celui-ci engrène avec des roues dentées 29 calées sur les arbres intermédiaires 7.
Si, par le dispositif d'embrayage 26, on provoque l'entraînement du pignon moteur 3 en laissant libre le pignon moteur 25, les vitesses qu'on peut obtenir pour l'arbre méné 4 dont les mêmes que dans le cas de la figure 1. Si, au contraire, on actionne le pignon moteur 25 à l'aide du dispositif d'embrayage 26 sans entraîner le pignon moteur 3, on obtient, pour l'arbre mené, deux vitesses supplémentaires selon que l'on immobilise la roue dentée 12 ou 14.
Si en entra!.ne simultanément les pignons moteurs 3 et 25 par le dispositif d'embrayage 26, l'arbre mené 4 est entraînée à la même vitesse que l'arbre moteur 2. En d'autres termes, on a réalisé la prise directe.
Pour embrayer l'arbre moteur 2 avec l'arbre moteur auxiliaire 27, il suffit de faire pivoter dans le sens de la flèche X. un levier 30 dont ure extrémité est engagée dans un collier 31 solidaire d'une couronne d'embrayage 32 pouvant être appliquée contre un plateau 33 solidaire de l'arbre moteur auxiliaire 27.
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Pour embrayer l'arbre moteur 2 avec le manchon 28, il suffit de faire pivoter, dans le sens de la flèche Y, un levier 34 dont une extrémité est engagée dans un collier 35 solidaire d'une couronne d'embrayage 36 qu' on peut appliquer contre un plateau 37 calé sur le manchon 28, On peut ame- ner les leviers 30 et 34 dans la position d'embrayage, séparément ou simul- tanément.
Le pignon moteur 25 peut également être immobilise angulairement afin d'obtenir une vitesse supplémentaire pour l'arbre mené. Lorsqu'il est immobilisé, le pignon 25 joue le même rôle que les pignons 12 et 14 lorsque ceux-ci sont immobilisés. Pour bloquer le pignon 25, on peut agir. par exem- ple, sur un tambour de frein 38 solidaire du plateau 37.
Une partie de la botte de vitesses schématisée à la figure 4 est représentée, sous forme constructive, à la figure 5 où on voit que le support
6 des arbres intermédiaires 7, au lieu d'entourer les différentes roues den- tées calées sur les arbres intermédiaires., comme représenté à la figure 4. passe entre celles-ci et les arbres moteur et mené. Ce support comprend deux flasques 6 dont on peut voir la forme à la figure 6. Ces flasques sont réunis entre eux par des joues 6'. Des joues semblables sont prévues entre un des flasques 6 et le tambour de frein 16 qui doit permettre l'immobilisation du support des arbres intermédiaires.
A la figure 7, on a représenté une autre botte de vitesses suivant l'invention comprenant deux pignons menés coaxiaux 5 et 39 de diamètres différents. Le pignon mené 39 engrène avec une roue dentée 40 calée sur 1' arbre intermédiaire 7 en même temps que la roue dentée 10 qui engrène avec le pignon mené 5. Celui-ci est calé sur un arbre mené auxiliaire 41 tandis que le pignon 39 est calé sur un manchon 42 coaxial à l'arbre 41. Un dispositif d'embrayage 43 permet de connecter l'arbre mené 4, soit au manchon 42, soit à l'arbre 41. Ce dispositif d'embrayage est analogue au dispositif 26 et peut être commandé d'une façon semblable à celui-ci.
Il comprend., à cet effet, un levier pivotant 44 dont une extrémité est engagée dans un collier 45 solidaire d'une couronne d'embrayage 46 pouvant être appliquée contre un plateau 47 calé sur l'arbre mené auxiliaire 41. Il comprend également un levier pivotant 48 dont une extrémité est engagée dans un collier 49 solidaire d'une couronne d'embrayage 50 pouvant être appliquée contre un plateau 51 calé sur le manchon 42.
L'embrayage des couronnes 46 et 50, respectivement avec des plateaux 47 et 51, peut être réalisé isolément ou en même temps.
Un dispositif d'immobilisation angulaire du manchon 42 est également prévu afin de donner une vitesse supplémentaire. Ce dispositif d' immobilisation est schématisé par un tambour de frein 52.
Pour que la botte de vitesses suivant l'invention donne lieu à une marche arrière, il faut qu'un des pignons ou une des couronnes dentées qu'on peut immobiliser angulairement et sur lesquels roulent des roues dentées calées sur l'arbre intermédiaire 7 ait un diamètre plus petit que celui du pignon mené. A la figure 8, on voit que le pignon 14 est plus petit que le pignon mené 5.
Si on désire que la botte de vitesses suivant l'invention donne lieu, pour l'arbre mené, à une vitesse plus grande que celle de l'arbre moteur, il faut que le pignon moteur utilisé quand on désire obtenir omette vitesse, soit plus grand que le pignon mené utilisé au même moment.
La botte de vitesses représentée à la figure 8 permet d'obtenir une survitesse de ce genre par ce qu'elle comprend un pignon moteur 3' d'un diamètre plus grand que celui du pignon mené 5.
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Lorsqu'une boite de vitesses suivant l'invention permet de réali- ser séparément une marche arrière et une survitesse, le support 6 des ar- bres intermédiaires 7 tourne à très grande vitesse pendant qu'on réalise la marche arrière. On peut éviter cet inconvénient en entrainant le sup- port 6 à la même vitesse que l'arbre moteur 2 et en débrayant en même temps le pignon moteur 3'.
A la figure 8, le pignon 3' est monté òu sur l'arbre moteur au- xiliaire 27 et il peut être rendu solidaire de celui-ci en rotation par un dispositif d'embrayage 53 qui est représenté dans une position correspondant au débrayage du pignon 3'.
Ce dispositif d'embrayage 53 est solidaire d'un pignon 54 qui, dans la position représentée, n'est en prise avec aucune denture. Mais on peut amener ce pignon 54 en contact avec une couronne dentée 55 solidaire du support 6. Cette mise en contact peut être effectuée sans inconvénient pendant que l'arbre moteur auxiliaire 27 est débrayé de l'arbre moteur 2.
A la figure 9, on a représenté une boite de vitesses selon l'in- vention dans laquelle les arbres intermédiaires 7 portent, en plus des roues dentées 9 et 10 engrenant respectivement avec les pignons 3 et 5, une seule roue dentée supplémentaire 8. Celle-ci roule non seulement à l'extérieur du pignon 12 mais également à l'intérieur de la couronne dentée 21 qui peut être immobilisée angulairement, par exemple, en agis- sant sur le tambour de frein 23. Le pignon 12 et la couronne dentée 21, qui peuvent tourner chacun autour de leur axe, peuvent être isolément immobilisés angulairement. Leurs diamètres sont différents de celui du pignon moteur et de celui du pignon mené.
A la figure 10, on voit une botte de vitesses selon l'invention dans laquelle chacun des arbres intermédiaires 7 ne porte, en plus des roues dentées 9 et 10 qui engrènent respectivement avec les pignons 3 et 5, qu'une seule roue dentée qui est désignée par 11. Celle-c roule sur le pignon denté 14 qui peut tourner autour de l'axe de l'arbre 4 mais peut être immobilisé angulairement.
L'immobilisation de ce pignon donne lieu à une vitesse de l'arbre mené 4.
Une autre vitesse de cet arbre est obtenue par l'immobilisation du support 6.
La boite de vitesses représentée à la figure 11 ne diffère de celle représentée à la figure 10 que par le fait que les roues dentées calées sur les arbres intermédiaires 7 et qui peuvent rouler sur une denture qu'on peut immobiliser angulairement sont constituées par les roues dentées 10 qui engrènent avec le pignon mené.
Dans toutes les boites de vitesses qui ont été décrites ci- avant, la vitesse de rotation du support 6 des arbres intermédiaires est assujettie au roulement d'une roue dentée sur une denture fixe.
On peut également contrôler la vitesse de rotation du support 6 par un moteur à plusieurs vitesses. Une boite de vitesses de ce genre est représentée à la figure 12 où on voit que le support 6 est solidaire d'un pignon 56 qui engrène avec un autre pignon 57 calé sur l'arbre d'un moteur 58 pouvant tourner à différentes vitesses.
Ce moteur peut, par exemple, être un moteur à vitesse variable ou un moteur asynchrone que l'on peut, soit faire tourner dans un sens, soit faire tour- ner en sens opposé, soit immobiliser.
Un moteur de ce dernier genre permet donc d'obtenir trois vi- tesses pour l'arbre mené 4. La puissance du moteur à différentes vitesses- nécessaire pour provoquer la variation de vitesse de l'arbre mené 4 est inférieure à la puissance du moteur qui entraîne l'arbre 2.
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Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes d'exécution représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme,, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifi- cations ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des reven- dications suivantes.
Il va de soi, par exemple, que lorsque la vitesse de rotation du support 6 n'est pas élevée et que la puissance à transmettre est fai- ble, on peut utiliser un seul arbre intermédiaire 7 au lieu de plusieurs.
La répartition symétrique de ces arbres évite la formation d'un balourd qui serait très gênant dans le cas où la vitesse du support 6 serait élevée.
D'autre part, l'augmentation du nombre d'arbres intermédiaires et, par conséquent, du nombres de roues dentées calées sur eux réduit 1' importance des efforts exercés sur les dents de ces roues dentées.
REVENDICATIFS.
1.- Boite de vitesses comprenant, d'une part, dans le même aligne- ment un arbre moteur sur lequel est calé un pignon denté, appelé pignon mo- teur, et un arbre mené sur lequel est calé un pignon denté, appelé pignon mené, d'un arbre diamètre que celui du pignon moteur, d'autre part, un arbre intermédiaire parallèle aux arbres moteur et mené et sur lequel sont calées des roues dentées qui engrènent sans interruption avec les pignons moteur et mené, caractérisée en ce que l'arbre intermédiaire est monté dans un support qui peut tourner autour de l'axe des arbres moteur et mené, en ce qu'au moins deux roues dentées de diamètres diffé- rents calées sur cet arbre intermédiaire engrènent chacune avec une dentu- re correspondante qui peut tourner librement autour de l'axe des arbres moteur et mené,
en ce que chacune de ces dentures peut isolément être im- mobilisée angulairement et en ce que chaque denture pouvant être immobi- lisée angulairement a un diamètre différent de celui du pignon moteur et de celui du pignon mené.
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GEARBOX.
The present invention relates to a gearbox comprising, on the one hand, in the same alignment, a drive shaft on which is wedged a toothed pinion, called motor pinion, and a driven shaft on which is wedged a toothed pinion, called driven pinion, of a different diameter than that of the driving pinion, on the other hand, an intermediate shaft parallel to the driving and driven shafts and on which toothed wheels are wedged which mesh continuously with the driving and driven pinions.
A speed transformer of this type is known in which the aforesaid intermediate shaft is mounted in fixed bearings. This transformer only makes it possible to obtain a single speed ratio.
In order to obtain several speed ratios, it has been proposed to mount on the motor shaft and / or on the driven shaft several pinions, each of which can be individually brought into engagement a corresponding toothed wheel which can be slid on the shaft. intermediate although its angular position relative to it cannot vary.
With a gearbox of this type, the toothed wheels mounted on the intermediate shaft therefore do not mesh without interruption with the pinions on the motor shaft and / or on the driven shaft.
For the same purpose, it has also been proposed to mount on the motor shaft and / or on the driven shaft, several pinions which are constantly engaged with corresponding toothed wheels mounted idle on the intermediate shaft but which can be made integral. in rotation thereof by means of one or more claw sleeves able to be displaced axially on the intermediate shaft although their angular position relative to the latter is invariable.
Such a gearbox has drawbacks of the same kind as those of the previous gearbox. When a claw sleeve
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must be brought into contact with a toothed wheel which turns idle on the intermediate shaft.
It is to remedy these drawbacks that gearboxes with planetary toothed wheel trains have been proposed in which each satellite rolls outside a pinion and inside a ring gear with internal teeth. coaxial with this pinion.
In one embodiment, planet wheels meshing with a driving pinion are mounted on pivots integral with an internally toothed ring gear in which other planet wheels roll which mesh at the same time with a pinion coaxial with the driving shafts and driven. but integral with a plate forming part of an electromagnetic clutch. This tray can. either be immobilized in relation to a fixed part, or be engaged with a disc integral with the driven shaft. While the ring gear inside which the planet wheels roll, which also mesh with the motor pinion, it is integral with a ring forming part of another electromagnetic clutch.
This allows either to immobilize this ring relative to a fixed part, or to engage the ring with a disc integral with the motor shaft.
This gearbox, of which the number of electromagnetic clutches and planetary wheelsets could be increased, has the drawback of requiring a source of electric current which discharges during the entire time the boot is in operation. service.
In another embodiment of the boots comprising planetary gear trains, there are two pinions wedged on the drive shaft.
The bearing support for the planet gears of the first planetary gear train is integral with the driven shaft.
The bearing support for the planet wheels of the second planetary gear train is integral with the internally toothed rings of the first and third planetary gear trains.
The axial pinion of the third planetary gear train may be loose on the motor shaft or be locked angularly.
A fourth planetary gear train provides reverse gear. An axial pinion is integral with the internally toothed ring gear of the first planetary gear train.
The different speeds are obtained by angularly locking the ring gear of the first planetary gear (first gear), the second planetary gear (second gear), the fourth planetary gear (reverse gear) or the axial pinion of the third sun gear ( third gear).
This gearbox is relatively complex since it requires as many planetary gear trains, each comprising the planet wheels, an axial pinion and a ring gear with internal teeth, as one wishes to obtain different speed ratios. It is relatively bulky because it requires a large number of crowns with internal teeth.
The present invention relates to a gearbox which does not have these drawbacks. For this purpose, the gearbox according to the invention is characterized in that the intermediate shaft is mounted in a support which can rotate around the axis of the driving shafts and driven in that at least two toothed wheels of different diameters wedged on this intermediate shaft each mesh with a corresponding toothing
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which can rotate freely around the axis of the driving and driven shafts, in that each of these toothings can individually be immobilized angularly, and in that each toothing which can be immobilized angularly has a diameter different from that of the motor pinion and that of the driven pinion.
In an advantageous embodiment (not requiring any internal toothed ring) on the aforesaid intermediate shaft, are wedged, in addition to the two toothed wheels which mesh with the motor and driven pinions, at least two other toothed wheels of different diameters. which mesh with pinions which can rotate, independently of the driving and driven shafts, around the same axis as the latter and, in addition, these latter pinions can individually be immobilized angularly.
This embodiment is in particular very interesting because of its small size when it must be applied to a vehicle.
In all the embodiments, an additional speed can easily be obtained by providing means allowing the support of the intermediate shaft to be angularly immobilized at will.
Provided that the teeth are left to rotate freely in contact with the toothed wheels set on the intermediate shaft, with the exception of the motor pinion and the driven pinion, the gearbox then operates like the speed transformers in which the intermediate shaft is mounted in fixed bearings.
The subject of the invention is also a gearbox which, by adding a few additional elements, makes it possible to double the number of speeds supplied.
This gearbox with a double number of speeds is characterized in that it comprises two coaxial drive gears of different diameters which can be rotated separately from the shaft by a clutch device which can drive either an auxiliary drive shaft, either a coaxial sleeve which surrounds this auxiliary drive shaft and in that these two drive pinions each mesh with a toothed wheel wedged on the intermediate shaft,
A similar device provided for splitting the driven pinion also makes it possible to double the number of speeds so that if the two arrangements are applied simultaneously, the number of speeds is quadrupled with respect to the case with a single driving pinion and a single driven pinion.
In order to enable reverse gear to be carried out, the gearbox according to the invention comprises a toothed wheel wedged on the intermediate shaft which rolls on a toothing which can be angularly immobilized, the diameter of which is smaller than that of the pinion. led.
On the other hand, in order to make it possible to rotate the driven shaft in overspeed, a diameter greater than that of the driven pinion is chosen for the drive pinion.
In the event that it is desired to be able to achieve, using the same gearbox, reverse gear and overspeed, the conditions which must be met by the diameters of the motor pinion, of the driven pinion as well as of the teeth immobilized angularly (on which a toothed wheel set on the intermediate shaft rolls during reverse gear) cause the intermediate shaft carrier to rotate at an exaggerated speed during reverse.
To remedy this drawback, provision is made to carry out the
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reverse as follows: the intermediate shaft support is driven by the motor shaft and the drive of the motor pinion is eliminated. The gearbox which allows this to be reversed. way is therefore characterized in that the aforesaid drive pinion is driven by an axially displaced clutch device which can be brought into a position for which this drive pinion is disengaged and for which the support of the intermediate shaft is rotated at the speed of the motor shaft and in that another clutch device is provided between the motor and the motor shaft.
In this case, the drive of the support of the intermediate shaft by the drive shaft can be effected without inconvenience by placing a pinion driven by the drive shaft in contact with a toothed ring gear formed in the gear. intermediate shaft support. In effect between forward and reverse gear, we must necessarily go through zero speed and, consequently, there is nothing preventing the motor shaft from being disengaged from the motor and being stationary at the time where the axially displaced pinion mounted on it is engaged in the ring gear of the intermediate shaft support. to obtain the desired gear ratios ,.
it is obviously necessary to choose suitably, on the one hand, the ratios between the diameters of the driving pinion (s), of the driven pinion (s), of the tooth (s) which can be immobilized angularly and which serve as a raceway. 1 intermediate shaft and, on the other hand, the distance between the axis of the motor and driven shafts and the axis of the intermediate shaft, the latter distance intervening in the determination of the speed of the driven shaft when the intermediate shaft support is angularly immobilized
Assuming that the teeth of all the gear wheels which form part of the gearbox according to the invention have the same modulus,
one can express the ratio between the speed of the driven shaft and that of the driven shaft by a formula in which only the numbers of teeth of these wheels intervene.
If we denote by R the speed of the driven shaft or driven shaft, by 11. the speed of the motor shaft, by n1 the number of teeth of the motor pinion in service, by n3 the number of teeth of the driven pinion in service and by n5 the number of teeth of the teeth fixed angularly and on which a toothed wheel wedged on the intermediate shaft runs, the formula is expressed by:
R / M = (n5-n3) n1 / (n5-n1) n3
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto, which represent schematically, and by way of example only, some embodiments of the gearbox according to invention.
Figures 1, 2, 3 and 4 each schematically represent an embodiment of the gearbox according to the invention.
Figure 5 is, in part, a longitudinal section and, in part, an elevational view of the gearbox according to Figure 4.
Figure 6 is a cross section through a plane designated by the line VI-VI in Figure 5 in the support of the intermediate shafts of
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the gearbox according to figure 5.
Figures 7. 8, 9, 10, 11 and 12 schematically show other gearboxes according to the invention,
In these different figures, the same reference notations designate identical elements,
The gearbox shown in FIG. 1 comprises a motor shaft 2 on which is wedged a toothed pinion 3, called a motor pinion.
In the same alignment as that of the shaft 2, there is arranged a driven shaft 4 on which is wedged a toothed pinion 5, hereinafter called driven pinion.
The diameter of this pinion is different from that of the motor pinion 3.
The gearbox shown further comprises a support 6 for two intermediate shafts 7, 1800 from each other. This support 6 is mounted around the drive shafts 2 and driven 4. The intermediate shafts 7 are parallel to the shafts 2 and 4. On each of these intermediate shafts, toothed wheels designated by 8. 9, 10 are wedged. and 11. The wheels 9 and 10 mesh without interruption, respectively with the driving pinion 3 and with the driven pinion 5. The toothed wheels 8 and 11 have different diameters.
The toothed wheel 8 meshes with a toothing constituted by a pinion 12 coaxial with the pinions 3 and 5. This pinion 12 can rotate around the axis of the driving and driven shafts but it can be angularly immobilized by the user.
The means for angular immobilization of this pinion have been shown schematically by a brake drum 13.
Likewise, the toothed wheel 11 meshes with a pinion 14 mounted around the driven shaft 4 as the pinion 12 is mounted around the motor shaft 2. This pinion 14 can be angularly immobilized by the user when the latter acts. on a brake drum 15.
The angular immobilization of pinion 14 can be carried out separately from that of pinion 12. Pinions 12 and 14 each have a diameter different from that of motor pinion 3 and that of driven pinion 5.
If it is assumed that the motor shaft 2 rotates and that the pinion 12 is angularly immobilized while the pinion 14 can rotate freely, the rotation of the motor pinion 3 causes the rotation of the toothed wheel 9 and, consequently, that of the toothed wheel 8.
By the fact that the pinion 12 is immobilized. the toothed wheel 8 rolls on it and, consequently, the support 6 starts to turn around the axis of the shafts 2 and 4 while the intermediate shaft 7 turns on itself These two combined rotations have the effect of making turn pinion 5 and, consequently, shaft 4.
If it is assumed that it is the pinion 14 which is angularly immobilized instead of the pinion 12, the driving speed of the pinion 5 is different from that achieved in the previous case.
It can also be seen in FIG. 1 that the support 6 of the intermediate shafts 7 can be immobilized angularly at will by the user, acting, for example, on a brake drum 16.
If this immobilization is carried out and the pinions 12 and 14 are allowed to rotate freely, the speed of the driven pinion 5 is the same as in the case of a speed transformer comprising intermediate shafts.
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diaries mounted in fixed bearings.
The gearbox shown in FIG. 1 therefore makes it possible to obtain three speeds for the driven shaft.
In the gearbox shown in Figure 2, on each intermediate shaft 7, are wedged only the two toothed wheels 9 and 10 which roll respectively on the motor pinion 3 and on the driven pinion 5 but these toothed wheels 9 and 10 mesh , moreover., each with another toothing constituted by an internally toothed crown. These toothed rings are designated by 17 and 18 respectively. They can rotate around the axis of shafts 2 and 4 or be isolated angularly, for example, when acting on brake drums 19 and 20.
In Figure 3, there is shown another gearbox according to the invention in which the intermediate shaft 7 carries, in addition to the toothed wheels 9 and 10 meshing with the pinions 3 and 5, two toothed wheels 8 and 11. Each of these last two wheels mesh, on the one hand, with the toothed pinion 12 or 14 and, on the other hand, with a toothed ring 21 or 22 which can turn on itself. The toothed rings 21 and 22 can be angularly immobilized when acting. for example, on brake drums 23 and 24.
The angular immobilization of the pinions 12 and 14 as well as the toothed rings 21 and 22 can be carried out in isolation for each of these elements.
As can be seen, the gearbox shown in FIG. 3 makes it possible to rotate the driven shaft 4 at five different speeds despite the fact that the number of toothed wheels fixed on each of the shafts 7 is not no greater than that provided in the gearbox according to figure 1.
The driven shaft 4 could even be rotated at seven different speeds with the same number of toothed wheels 8 to 11 if provision were made, as in FIG. 2, for the possibility of immobilizing toothed rings within which the wheels would roll. cogwheels 9 and 10.
The gearbox shown in FIG. 4 comprises two coaxial drive pinions 3 and 25 of different diameters which can be rotated separately from the drive shaft 2.
To this end, the gearbox comprises a clutch device 26 which can drive either an auxiliary drive shaft 27 on which the drive pinion 3 is wedged, or a sleeve 28 coaxial with the auxiliary drive shaft 27 and on which the motor pinion 25 is wedged. The latter meshes with toothed wheels 29 wedged on the intermediate shafts 7.
If, by the clutch device 26, the drive of the motor pinion 3 is caused while leaving the motor pinion 25 free, the speeds that can be obtained for the mined shaft 4, the same as in the case of the figure 1. If, on the contrary, the drive pinion 25 is actuated using the clutch device 26 without driving the drive pinion 3, two additional speeds are obtained for the driven shaft, depending on whether the wheel is immobilized. toothed 12 or 14.
If the drive gears 3 and 25 are simultaneously driven by the clutch device 26, the driven shaft 4 is driven at the same speed as the drive shaft 2. In other words, the engagement has been achieved. direct.
To engage the motor shaft 2 with the auxiliary motor shaft 27, it suffices to pivot in the direction of arrow X. a lever 30 whose ure end is engaged in a collar 31 secured to a clutch ring 32 capable of be applied against a plate 33 integral with the auxiliary motor shaft 27.
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To engage the motor shaft 2 with the sleeve 28, it suffices to pivot, in the direction of arrow Y, a lever 34, one end of which is engaged in a collar 35 integral with a clutch ring 36 which is can be applied against a plate 37 wedged on the sleeve 28. The levers 30 and 34 can be brought into the clutch position, separately or simultaneously.
The motor pinion 25 can also be angularly immobilized in order to obtain additional speed for the driven shaft. When immobilized, pinion 25 plays the same role as pinions 12 and 14 when the latter are immobilized. To block the pinion 25, one can act. for example, on a brake drum 38 integral with the plate 37.
Part of the gear boot shown schematically in Figure 4 is shown, in constructive form, in Figure 5 where it can be seen that the support
6 of the intermediate shafts 7, instead of surrounding the various toothed wheels wedged on the intermediate shafts., As shown in FIG. 4, passes between these and the driving and driven shafts. This support comprises two flanges 6, the shape of which can be seen in FIG. 6. These flanges are joined together by cheeks 6 '. Similar cheeks are provided between one of the flanges 6 and the brake drum 16 which must allow the immobilization of the support of the intermediate shafts.
In FIG. 7, another gearbox according to the invention has been shown comprising two coaxial driven pinions 5 and 39 of different diameters. The driven pinion 39 meshes with a toothed wheel 40 set on the intermediate shaft 7 at the same time as the toothed wheel 10 which meshes with the driven pinion 5. The latter is set on an auxiliary driven shaft 41 while the pinion 39 is wedged on a sleeve 42 coaxial with the shaft 41. A clutch device 43 enables the driven shaft 4 to be connected either to the sleeve 42 or to the shaft 41. This clutch device is similar to the device 26 and can be ordered in a manner similar to this one.
It comprises., For this purpose, a pivoting lever 44, one end of which is engaged in a collar 45 integral with a clutch ring 46 which can be applied against a plate 47 wedged on the auxiliary driven shaft 41. It also comprises a pivoting lever 48, one end of which is engaged in a collar 49 integral with a clutch ring 50 which can be applied against a plate 51 wedged on the sleeve 42.
The engagement of the crowns 46 and 50, respectively with the plates 47 and 51, can be carried out individually or at the same time.
An angular immobilization device for the sleeve 42 is also provided in order to provide additional speed. This immobilization device is shown schematically by a brake drum 52.
So that the gearbox according to the invention gives rise to a reverse gear, it is necessary that one of the pinions or one of the toothed rings which can be immobilized angularly and on which the toothed wheels set on the intermediate shaft 7 roll must have a diameter smaller than that of the driven pinion. In figure 8, we see that the pinion 14 is smaller than the driven pinion 5.
If it is desired that the gearbox according to the invention gives rise, for the driven shaft, to a speed greater than that of the motor shaft, it is necessary that the motor pinion used when it is desired to obtain omitted speed, is more larger than the driven pinion being used at the same time.
The gearbox shown in FIG. 8 makes it possible to obtain an overspeed of this type by virtue of the fact that it comprises a motor pinion 3 'with a diameter greater than that of the driven pinion 5.
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When a gearbox according to the invention enables reverse gear and overspeed to be performed separately, the support 6 of the intermediate shafts 7 rotates at very high speed while the reverse gear is being performed. This drawback can be avoided by driving the support 6 at the same speed as the motor shaft 2 and at the same time disengaging the motor pinion 3 '.
In FIG. 8, the pinion 3 'is mounted either on the auxiliary motor shaft 27 and it can be made integral with the latter in rotation by a clutch device 53 which is shown in a position corresponding to the disengagement of the motor. pinion 3 '.
This clutch device 53 is integral with a pinion 54 which, in the position shown, is not in engagement with any teeth. However, this pinion 54 can be brought into contact with a toothed ring 55 integral with the support 6. This contacting can be carried out without inconvenience while the auxiliary motor shaft 27 is disengaged from the motor shaft 2.
In FIG. 9, there is shown a gearbox according to the invention in which the intermediate shafts 7 carry, in addition to the toothed wheels 9 and 10 meshing respectively with the pinions 3 and 5, a single additional toothed wheel 8. This rolls not only outside the pinion 12 but also inside the toothed ring 21 which can be angularly immobilized, for example, by acting on the brake drum 23. The pinion 12 and the ring gear toothed 21, which can each rotate about their axis, can be isolated angularly. Their diameters are different from that of the motor pinion and that of the driven pinion.
In Figure 10, we see a gearbox according to the invention in which each of the intermediate shafts 7 carries, in addition to the toothed wheels 9 and 10 which mesh respectively with the pinions 3 and 5, only one toothed wheel which is designated by 11. This rolls on the toothed pinion 14 which can rotate around the axis of the shaft 4 but can be angularly immobilized.
The immobilization of this pinion gives rise to a driven shaft speed 4.
Another speed of this shaft is obtained by immobilizing the support 6.
The gearbox shown in Figure 11 differs from that shown in Figure 10 only by the fact that the toothed wheels wedged on the intermediate shafts 7 and which can run on a toothing that can be immobilized angularly are formed by the wheels toothed 10 which mesh with the driven pinion.
In all the gearboxes which have been described above, the speed of rotation of the support 6 of the intermediate shafts is subject to the rolling of a toothed wheel on a fixed toothing.
It is also possible to control the speed of rotation of the support 6 by a motor with several speeds. A gearbox of this type is shown in Figure 12 where it can be seen that the support 6 is integral with a pinion 56 which meshes with another pinion 57 wedged on the shaft of a motor 58 which can rotate at different speeds.
This motor can, for example, be a variable speed motor or an asynchronous motor which can either be rotated in one direction, or rotated in the opposite direction, or immobilized.
A motor of the latter type therefore makes it possible to obtain three speeds for the driven shaft 4. The power of the motor at different speeds necessary to cause the variation in speed of the driven shaft 4 is less than the power of the motor. which drives shaft 2.
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It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications are not inconsistent with the purpose of each of the following claims.
It goes without saying, for example, that when the speed of rotation of the support 6 is not high and the power to be transmitted is low, it is possible to use a single intermediate shaft 7 instead of several.
The symmetrical distribution of these shafts avoids the formation of an unbalance which would be very annoying in the event that the speed of the support 6 would be high.
On the other hand, the increase in the number of intermediate shafts and, consequently, of the number of toothed wheels set on them reduces the magnitude of the forces exerted on the teeth of these toothed wheels.
CLAIMS.
1.- Gearbox comprising, on the one hand, in the same alignment a motor shaft on which is wedged a toothed pinion, called a motor pinion, and a driven shaft on which is wedged a toothed pinion, called a pinion driven, with a shaft diameter than that of the driving pinion, on the other hand, an intermediate shaft parallel to the driving and driven shafts and on which are wedged toothed wheels which mesh continuously with the driving and driven pinions, characterized in that the intermediate shaft is mounted in a support which can rotate around the axis of the driving shafts and driven, in that at least two toothed wheels of different diameters wedged on this intermediate shaft each mesh with a corresponding toothing which can rotate freely around the axis of the motor and driven shafts,
in that each of these toothings can individually be immobilized angularly and in that each toothing which can be immobilized angularly has a diameter different from that of the driving pinion and that of the driven pinion.