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La présente invention concernales bottes de vitesse à vitesse radiale, et particulièrement une nouvelle bote de vitesse à vitesse variable perfectionnée capable de fournir une puissance constante dans une gamme prédéterminée de vites- se, et son dispositif de commandeo
La présente invention a pour objet une botte de vitesse à vitesse variable dans laquelle on utilise des trajets distincts et indépendamment effec- tifs de fluide moteur,mais qui sont disposés de manière que lors de la mise en action de l'un des trajets, l'autre soit mis en état de fonctionner avant son en- trée en action.
La mise en état préalable de fonctionnement de l'autre trajet de fluide est déterminée par un élément faisant partie d'un des trains épicycloidaux et dont la vitesse augmente, tandis qu'un élément faisant partie d'un autre train épicycloîdal ralentit.
Une caractéristique de l'invention réside dans le fait qu'on y a conçu une boite de vitesse dans laquelle les trains épicycloîdaux sont actionnés par un dispositif de vitesse variable, et dans laquelle un dispositif de rapports de vitesse est prévu entre les trains épicycloidaux de l'arbre secondaire, afin d'en- traîner ce dernier en rotation à la même vitesse par l'intermédiaire de l'un ou l'autre des trains épicycloidaux à un point compris dans la gamme de réglage de vitesse du dispositif de vitesse variable.
On a prévu des dispositifs de rapports dissemblables entre les trains épicycloîdaux et l'arbre secondaire en vue d'en- traîner ce dernier en rotation à la même vitesse, quand les éléments compris dans les trains épicycloidaux et dont la vitesse augmente et diminue se trouvent res- pectivement , à des vitesses supérieure et inférieure à la vitesse de référence de leurs trains épicycloidaux respectifso On a prévu pour cette botte de vitesse variable des dispositifs de commande, dans lesquels le transfert de la force motrice de l'un à l'autre des trains épicycloidaux se produit quand .aucune charge n'est exercée ou quand une condition prédéterminée de synchronisation se produit dans la boite, de vitesseo
Conformément à la présente invention,
le demandeur a conçu une boite de vitesse variable comportant : un arbre primaire; un arbre secondaire, plusieurs trajets de fluide'moteur entre ces arbres; un train épicycloidal disposé dans cha- que trajet de fluide ; undispositif pour mettre en action l'un de ces trajets de fluide indépendamment de l'autre; un dispositif de vitesse variable qui est relié, aux trains épicycloïdaux et qui sert à faire tourner un élément de chaque train , épicyoloîdal respectivement à une vitesse supérieure ou inférieure à la vitesse de référence de son train épicycloîdal correspondant, quand la vitesse du dispo- sitif de vitesse variable est modifiée ;
enfin, des dispositifs pour transférer à l'arbre secondaire le fluidermoteur circulant de l'un des trains épicycloldaux à l'autre train épicycloidal quand la vitesse desdits éléments est respectivement supérieure et inférieure à la vitesse de référence de leurs trains épicycloidaux correspondants.
Le dispositif de vitesse variable peut être de n'importe quel type, à condition qu'il puisse être réglé dans les deux sëns entre les limites de sa gamme de variations de vitesse. Il peut être réversible ou non, il peut être ou non un dispositif de- vitesse variable du type sans paliers de vitesse, il peut être ou non un dispositif de vitesse variable d'un type hydraulique sans paliers de vitesses, et il peut être entraîné par l'arbre primaire ou par n'importe quelle source extérieure de force motrice.
Toutefois, dans certaines conditions, si le dispositif de vitesse variable est entraîné par une source extérieure de force motrice, il peut se produire, au cours d'une partie de la gamme de fonctionnement de la boîte de vitesse, une perte de l'énergie de réaction qui pourrait être utilisée autrement avec avantage
Le dispositif de vitesse variable peut être relié aux trains épicy- cloidaux de manière à augmenter la vitesse d'un troisième élément de l'un de ces trains et à diminuer la vitesse d'un troisième élément de l'autre train épi- cycloïdal, quand le dispositif de vitesse variable est actionné dans l'un ou l'au- tre de ses sens de réglage de la vitesse.,
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On a évu , entre 1 .arbre secondaire et les troisièmes éléments des trains iG²01daux,
des dispositifs de rapports de vitesse dont la vitesse augmente et diminua selon le réglage donné au dispositif de vitesse variable.
Dans le mode de réalisation représenté, on utilise des dispositifs de rapports dissemblables, et fls peuvent être tels qu'ils fassent tourner l'arbre secondaire à la même vitesse quand l'un des troisièmes éléments précités tourne à une vitesse supérieure à la vitesse 'de référence de son train épicycloidal et que l'autre
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troisième élément Íeurne à une vitesse inférieure à la vitesse de référence de son train épiaycloiàa14
On peu% également prévoir des dispositifs pour transférer le fluide moteur à l'arbre,secondaire depuis l'un des troisièmes éléments jusqu'à l'autre
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troisième élément',uand ces derniers tournent, respectivement , à des vitesses supérieure et inférieure à la vitesse de référence de leurs trains épicycloidaux correspondants,
ou%ien quand le dispositif de vitesse variable se trouve à l'une des limites de son¯réglage de vitesse.
On peut utiliser pour commander la botte de vitesse variable un dis-
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positif de comn#e qui comporte des dispositifs faisant fonctionner les deux trains épic;rGleUa.1lx de telle manière que l'un d'eux prenne la charge de l'autre avant de le ren8.rinopérant. On peut obtenir ce résultat en utilisant un levier de commande réglable pour faire varier la vitesse du dispositif de vitesse varia- ble qui est relié âum trains épicycloidaux.
En raccourcissant la longueur utile de ce levier au cos des périodes de temps pendant lesquelles la vitesse de 11 arbre secondaire d4% la boîte de vitesse augmente, et en allongeant la longueur utj le de ce levier au cours des périodes de temps pendant lesquelles la vitesse de l'arbre seconda3xe,dïm..r.ej il est possible d'obtenir que l'accouplement soit positivement mis -, prise avec l'un des trains épicycloidaux et que la charge soil soustraite âe 1'aoe train épicyoloidal avant que ce dernier soit rendu inopérant Dans uae boîte de vitesse construite de la manière précitée , on peut obtenir une gaame de vitesses dans laquelle l'un des trains épicycloidaux fonctionne in4épenflaament de l'autre et pendant le réglage du dispositif de vitesse variable dans l'un des sens de son réglage de vitesse.
En outre, on peut obtenir une-autre gamme de vitesses avec l'autre''train épicycloidal fonctionnant
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indépendamment du premier train épicycloldal mentionné, et pendant le réglage du dispositif de vitesse variable dans l'autre sens de son réglage de vitesse; 0n eo$$rendra parfaitement les caractéristiques et avantages de la présente invention en lisant la description suivante qu'on a faite en-se référant au dessin annexé dont la figure unique est une représentation schématique d'une boîte de vitesse et de son dispositif de commande, conformes à la présente invention.
On voit sur le dessin qu'un arbre primaire 10 est relié par un dispositif approprié, tel que des pignons 11 et 12, à un générateur de force) motrice,
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par exemple un mo-e= 13 à courant alternatif et à vitesse constante. L'arbre pri. maire 10 est reliè à un premier élément d'un train épicycloldal D placé dans un premier trajet de fluide moteur.
Dans le mode de réalisation représenté, on voit que l'arbre 'est relié à un planétaire 14, bien qu'il soit évident qu'on
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aurait pu ohoisirl'importe lequel des trois éléments transmetteurs de force motrice du train 6iôyololclal Do Un train de pignons droits comportant des pignons 15, 16 et 17 en- traîne en BSta'tti#p, un arbre 18 à partir de l'arbre 10 dans le même sens que ce dernier, bien qte---e sens de rotation de l'arbre 10 par rapport à l'arbre 18 n'ait pas d'importance, comme on l'expliquera par la suite. L'arbre 18 est relié à un premier élément d'un autr-tra3.n épicyololdal C, qui est disposé dans un autre trajet à fÉ1hàé moteur.
Bien que l'arbre 18 puisse être relié à n'importe lequel des frets i1s transmetteurs de puisssance du train épicycloidal C, on l'a repréené=eïé 3, son planétaire 19.
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L'arbre 18 est également relié à un ensemble hydraulique 20 à débit positif variable, dont le débit peut être modifié par le déplacement d'un levier 21 entre deux positions limites pour lesquelles l'ensemble 20 débite du liquide sous pression au maximum de sa capacité dans des sens de circulation opposéso quand le levier 21 est au point médian de son déplacement, l'ensemble 20 ne débi- te pas de fluide..
L'ensemble 20 peut être de n'importe quel type positif à capacité-débit variables et il est relié à un ensemble hydraulique 22 à débit constant monté dans un circuit fermé comprenant des canalisations 23 et 24. L'ensemble 22 est relié à un arbre 25 par un réducteur de vitesse comprenant des pignons 23' et 24', pour urie raison expliquée par la suiteo Un pignon 26 est fixé à l'arbre 25. Le pignon 26 engrène avec un pignon 27 qui est monté sur un second élément 27' du train épicycloïdal D et qui engrène avec un pignon 28 monté sur un second élément du train épicycloîdal C.
De ce qui précède, il est évident que les ensembles hydrauliques 20 et 22 constituent un dispositif .- à vitesse variable qui est relié à un second élément de chaque train épicycloidal D et C. Bien qu'on ait décrit un dispositif hydraulique à vitesse variable sans paliers de vitesse , qui est entraîné à partir de l'arbre primaire 10, il doit être entendu.qu'il n'est pas nécessaire que le dispositif de vitesse variable appartienne à la catégorie des dispositifs du type hydraulique, sans paliers de vitesse, ou qu'il soit entraîné par l'arbre primaire 10. Il peut être constitué par n'importe quel dispositif de vitesse variable pou- vant être réglé dans deux sens entre ces limites de variations de vitesse.
Il peut être entraîné par une source motrice extérieure, bien que, s'il.est ainsi entraîné, il puisse se produire dans certains cas une perte de puissance "de réaction", pouvant être utilisée avec un certain avantage et dans certaines condi- tions de fonctionnement quand le dispositif de vitesse variable est entraîné à partir de l'arbre primaire 100
On a représenté les seconds éléments 27' et 28' des trains épicycloi- daux D et C, comme tournant en sens inverses, mais il s'agit là d'un exemple et non d'une limitationo La seule condition nécessaire est que la rotation du premier et du second élément de chaque train épicycloîdal D et C soit telle que le dispo- sitif de vitesse-variable 20,22 soit actionné de manière à augmenter ou à réduire la vitesse,
et que la vitesse de rotation du troisième élément transmetteur de for- ce motrice compris dans les trains D'ou C augmente, tandis que la vitesse de rota- tion du troisième élément de l'autre train diminue.
Dans le mode de réalisation décrit, le-troisième élément du train épi- cycloîdal D comprend un arbre 29 muni d'un bras 30 comportant à chaque extrémité un satellite 31.Bien entendu, les satellites 31 engrènent avec le planétaire 14 et avec des dents internes 32 du second élément 27' du train épioycloidal D.
Le troisième élément du train épicycloidal C comporte un arbre 33, similaire à l'arbre 29 et comportant un bras 34 aux extrémités duquel sont montés respectivement des satellites 35 engrenant avec le planétaire 19 et avec des dents internes 36 du second élément 28 0
On prévoit des engrenages ayant des rapports différents entre les arbres 29, 33 et un arbre secondaire 370 Ces engrenages comportent un pignon 38, fixé à l'arbre 33 et engrenant avec un pignon 39 monté sur l'arbre 37, et un pignon 40, fixé à l'arbre 29 et engrenant avec un pignon 41 monté sur l'arbre 37.
Des élé- ments d'accouplement 42 et 43 pouvant être commandés indépendamment sont montés par des cannelures sur l'arbre 37, et ils peuvent respectivement, coopérer d'une manière qu'on va décrire avec un dispositif d'accouplement prévu sur les pignons 39 et 410
Pour illustrer au mieux le procédé de l'invention pour faire fonction- ner la boîte de vitesse variable, on va attribuer certaines valeurs purement arbi- traires aux divers organes.
On va utiliser le nombre suivant de dents des divers pignons dans l'exemple qui sera donné .
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<tb> PIGNON <SEP> DENTS <SEP> PIGNON <SEP> DENTS <SEP> PIGNON <SEP> DENTS
<tb>
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11 : 10 y ¯ 19 : 20 35 20
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<tb> 12 <SEP> 10 <SEP> 26 <SEP> 20 <SEP> 36 <SEP> 40
<tb>
<tb> 14 <SEP> : <SEP> 20 <SEP> , <SEP> 27 <SEP> 80 <SEP> 38 <SEP> 25
<tb>
<tb> 15 <SEP> : <SEP> 30 <SEP> 28 <SEP> 80 <SEP> 39 <SEP> 50
<tb>
<tb> 16 <SEP> 30 <SEP> ' <SEP> 31 <SEP> 20 <SEP> 40 <SEP> 25
<tb>
<tb> 17 <SEP> : <SEP> 30 <SEP> 32 <SEP> 40 <SEP> 41 <SEP> 25
<tb>
<tb> 23' <SEP> :
<SEP> 12 <SEP> 24' <SEP> 18
<tb>
Avec ces rapports d'engrenage et lorsque l'arbre primaire 10 tourne, par exemple,'à 1800 tours/minute et du fait que le rapport d'engrenage de chaque
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train épicyclo-làaleest le même, la vitesse de référence VR de chaque train épicycloidal est VR = rs+ s x (vitesse du planétaire), équation dans laquelle r et s sont respectivement le nombre de dents du pignon 32 et le nombre de dents
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du pignon 14, d90-a;: Ver = '20, x 1800 = 600 tours/Min. (l'élément 27' étant fixe). 40 . o
On va supposer qu'on désire faire tourner l'arbre 29 à 200 t/m de plus ou de moins par rapport à la vitesse de référence de 600 t/m.
De ce fait,
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la vitesse de 1 éluément 27' pour obtenir cette différence <\\/ de + 200 tJm de l'arbre 29 serais L1 \1 * r Y x (vitesse de l'élément 27') soit 200 = 40 = (vitesse de 27') 40 + 20
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d'ou : Vitesse de 27' = 200 x 2 + 300 tJm.
En conséquence, l'arbre 25 tourne à + 300 x 80/20 = + 1200 t/m.
-20-
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De o.ui précède, il est évident qu'on peut choisir les ensembles hydrauliques 20 e1,22 de manière que, lorsque l'ensemble 20 est entraîné en rota- tion à 1800,t/m à partir de l'arbre primaire 10 alors que son levier 21 est dis- posé au voisinage ..de ses limites de réglage sans en être étroitement rapproché (pour une raison liquée par la suite), l'ensemble 22 tourne à 1800 t/m et il
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fait tourner ltare '25 à + 1200 t/m par l'intermédiaire de l'engrenage réducteur 23'et 24'.
Ou bien l'arbre 33 du train épicycloidal C, ou bien l'arbre 29 du tra:
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épicycloldal D, 1±s lesquels soit l'élément de réaction 27' soit Isolément de réaction 28 tourne en sens inverse de son planétaire, sera entraîné en rotation
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à 600 - 200 = 400tm, et l'autre arbre tournera à 600 + 200 = 800 t/m du fait que son élément ééiéaation tourne dans le même sens que son planétaireo .De'e qui précède, il est évident que les vitesses de rotation des éléments de'réaotion 27' et 289 ne varient pas l'une par rapport à l'autre, mais que ces éléments tournent en sens inverses, et que les planétaires 14 et 19 , qui constituent"les premiers éléments des trains épicycloidaux D et C, tournent à la même vitesse dans le même sens.
En conséquence, quand les ensembles 20 et 22
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sont réglés ¯de macère â augmenter la vitesse de l'arbre 29, la vitesse de 1 Par- bre 33 dimi&ie''and l'arbre 29 tourne' à sa vitesse maximum, l'arbre 33 tourn à sa vitesse miÉ3l¯ ,"à% vice-versa.
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Lorsque les sens de rotation 'sont tels qu'indiqués sur le dessin et que le levier 21 est disposé, comme illustré en trait plein, au voisinage de l'une de ses positions limites, l'arbre 33 tourne à 400 t/m et l'arbre 29 à 800 t m.
Lorsque l'accouplement 42 est en prise et que l'accouplement 43 n'est pas en pri- se et, du fait, comme on s'en souviendra, du rapport 1 : 2 des pignons 38 et 39, l'arbre 37 tourne à 200 t m. Lorsque le levier 21 est amené à sa position n 2. les arbres 29 et 33 tournent à la vitesse de référence de 600 t/m, et l'arbre 37 tourne à 300 t/mo
Lorsque le levier 21 est amené à sa position n 3 près de son autre limite de course, l'arbre 37 tourne de ce faità 400 t/m, soit la vitesse de l'ar- bre 29 et du pignon 41 en raison du rapport 1 :
1 des pignons 40 et 41.En consé- quence, l'accouplement 43 peut être mis en prise, tandis que l'accouplement 42 reste solidaire en raison du synchronisme de vitesse des pignons 39 et 410 Après solidarisation de l'accouplement 43 avec le pignon 41, l'accouplement 42 peut être désolidarisé du pignon 390
On se rappellera que l'arbre 29 tourne à 400 t/m et que sa vitesse peut être portée à 800 t/m quand le levier 21 est ramenér à sa position n 1.
Dans le mode de réalisation décrit, il est évident que l'accouplement 42 doit être relié au pignon 39 et que l'accouplement 43 doit être désolidarisé du pignon 41 quand le,levier 21 est initialement placé au voisinage de sa position supérieure illustrée en trait plein, et lorsque le levier 21 est disposé au voisi- nage de sa position inférieure illustrée en trait interrompu, l'accouplement 43 doit d'abord être relié au pignon 41 et ensuite l'accouplement 42 doit être dé- solidarisé du pignon 39 pour empêcher qu'il se produise une condition dans laquel- le aucune transmission de force motrice ne peut se faire jusqu'à l'arbre secon- daire 370
Pour assurer un engrènement correct des dispositifs de mise en prise des accouplements entre les pignons 41,39 et les accouplements 43, 42, sans con- tact des têtes des dents les unes sur les autres,
et pour assurer une mise en fonctionnement de l'accouplement 43 et une soustraction de charge de l'accouple- ment 42 avant que ce dernier soit désolidarisé, et vice versa, on a prévu un dis- positif pour commander la boîte de vitesse. Ce dispositif comprend un levier bala- deur ou fourchette d'accouplement 44 relié à une tige de piston 45 s'étendant dans un cylindre 46 dans lequel un piston 47 peut aller et venir. Les surfaces utiles de chaque côté du piston 47 peuvent être égales,
Un autre levier baladeur ou fourchette d'accouplement 49 est relié à l'accouplement 43 et à une tige de piston 50 s'étendant dans un cylindre 51 dans lequel un piston 52 peut aller et venir.
Les surfaces utiles de chaque coté du piston 52 peuvent aussi être égales,
Les extrémités opposées du cylindre 46 sont raccordées par des cana- lisations 55 et 56 à une chambre de soupape 57, dans laquelle une soupape-ti- roir 58 peut aller et venir et est représenté comme étant élastiquement repoussée vers la gauche de la chambre 57 par un ressort 590
Les extrémités opposées du cylindre 51 sont raccordées par des cana- lisations 60 et 61 à une chambre de soupape 62 dans laquelle une soupape-tiroir 63 peut aller et venir et est représentée comme étant élastiquement repoussée vers la gauche de la chambre 62 par un ressort 640
Les soupapes-tiroirs 58 et 63 comportent respectivement des tiges 65 et 66,
qui y sont reliées et qui sont respectivement commandées par des solénoi- des 67 et 680 Un conduit d'admission de fluide sous pression 69 relie les chambres 57 et 62. Lorsque les soupapes-tiroirs 58 et 63 sont dans la position illustrée sur le dessin, le fluide sous pression passe, à partir du conduit d'admission 69, dans les canalisations 56 et 61, ce qui détermine la mise en prise de l'ac- couplement 42 et du pignon 39, et la mise hors de prise de l'accouplement 43 et du pignon 41. L'extrémité de droite des cylindres 46 et 51 comporte des lumières
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d'échappement respectives 70 et 71.
L'excitation du solénoïde 68 a pour résultat de déplacer la soupape-tiroir 63 vers la droite en comprimant le ressort 64,
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ce qui fait 1>ass-er",.lê fluide sous pression, provenant du conduit d'admission 69, par la canalisatioi 60 jusqu'à l'extrémité de droite du cylindre 51o Du fait que' l'extrémité 6e gauche du. cylindre 51 communique à ce moment avec une lumière d'é- chappement 7p, l'accouplement 43 se met en prise avecuo pignon 41.
L'excitation du solénoide 67 a pour résultat de repousser la soupape-tiroir 58 vers la droite en comprimant le rssort 59, ce qui fait passer le fluide sous pression, provenant du conduit d'admission 69, par la canalisation 55 jusqu'à l'extrémité de droite du cylindre 46. Etant donné;que l'extrémité de gauche du cylindre 46 communique
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à ce moment avec e ltlm1ère d'échappement 73e l'accouplement 42 se désolidarise du pignon 39. L'excitation des solénoides 67 et 68 peut avoir lieu dans un cycle
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d'opérations de commande qu'on décrira par la suite.
;Le levier 21 peut être actionné entre les limites de sa course par le pivotement d'un levier 74 qui est relié à un axe d'jM"6ioulation réglable 75. Ce levier comporte une fente 76 qui coopère avec un dé d'entraînement 77 fixé à une sellette 78 pouvant être animée d'un mouvement alternatif sur des glissières 79
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et 80. Un galet àe/6ime 81, qui tourne sur un axe fixé à Impartie supérieure de la sellette 78, seP'd.éplaoe dans une gorge de came 82 ménagée à la périphérie d'une came circulaire'83%qui est fixée à un arbre rotatif 84. Ce dernier est fixé à un pignon 85 de vis sans fin pouvant être entraîné en rotation sur un peu moins de 3600 dans les deux'sens et dont la rotation est limitée par une butée 86 et un organe d'arrêt fixa 86'.
Un arbre 87 à cames est entraîné en rotation à partir de l'arbre 87 par des pignons coniques 86 et 89, avec un rapport de 1 : 2. Des cames 90, 91, 92 et 93 sont fixées à l'arbre 87 et sont disposées, par rapport à des interrup-
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teurs 94, 95e 96, 57, 98 et 98' de la manière illustrée sur le dessin.
Lorsque l'appareil est dans la condition représentée sur le dessin et qu'on ferme un interrupteur 99', le moteur 13 est excité et,de.,ce fait, l'ensemble hydraulique 20 envoie un volume maximum de fluide à l'ensemble hydraulique 22 pour que ce délier fasse tourner l'arbre 25 à 1200 t m. Les butées limitant le déplacement maximum du levier 21 sont réglées de manière que l'arbre 25 soit amené à tourner légèrement plus vite que + 1200 t/m pour une raison qu'on va dé-
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crire. Lorsque 1 arbre 25 tourne à 1200 t lm, l'arbre 33 tourne à 400 t/m et l'ar- bre 29 tourne à 800 t m. Etant donné que l'accouplement 42 est en prise et que l'accouplement 43--test-pas en prise, l'arbre 37 tourne à 200 t m.
Lorsque la butée 86 sur l'arbre 84 porte contre l'organe d'arrêt fixe 86', l'interpteur 96 se ferme et l'interrupteur 97 est maintenu ouvert.Du fait que l'interrupteur 97 est maintenu ouvert, la fermeture de l'interrupteur 100 de démarrage en sens inverse n'envoie pas de courant au relais MR du moteur.
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La fermeture &9'un'-ÎntexTupteur 101 envoie du courant au relais MF du moteur, ce qui ferme les con0ts F-F d'un moteur 102 qui fait tourner le pignon 85 de vis sans fin, par l'intermédiaire d'une vis sans fin 103. L'excitation du relais MF du moteur ouvre également les contacts normalement fermés MF-l qui sont compris
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dans le circuit à-l;relais ",,moteur dR., En outre, l'excitation du relais de moteur MF ferme les contacts normalement ouverts MF-2, ce qui excite un solénoide 99 pou:
placer l'axe d'articulation 75 dans la position illustrée, ce qui détermine un arc de déplacement du levier 21 plus court que celui qui est nécessaire pour que l'ensemble 20 fournisse son débit maximum et, par suite fait tourner l'arbre 25 à une vitesse légèrement inférieure à 1200 t/m quand le levier 21 est dans sa position ? 3.
.Dès que le moteur 102 commence à tourner en avant, l'arbre 87 tourne en sens inverser des aiguilles d'une montre. Une portée 104, prévue sur la came
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90, laisse immédiatement l'interrupteur 97 se fermer, mais il n'en résulte pas une mise en, état Y.,. fCi)co,rmer pour le circuit du relais de moteur MIR du fait qu les contactsfermés MF-l sont alors dans une condition ouverte.
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Lorsque l'arbre 84 tourne, le galet de came 81 se déplace dans la gorge 82 de la came 83, ce qui déplace la sellette 78 vers le bas. De ce fait, le levier 21 est déplacé vers sa position N 2, ce qui augmente la vitesse de l' arbre 37, qui passe de 200 à 300 t/m quand le levier 21 atteint sa position N 2, tous ces fonctionnements se produisant comme décrit précédemment.
En continuant à tourner dans le même sens, l'arbre 84 amène la came 83 à déplacer le levier 21 jusqu'au voisinage de sa position ? 3 et, s'il atteint cette position, l'ensemble 22 aura accéléré la rotation de l'arbre 37 jusqu'à 400 t/m et aura réduit la vitesse du pignon 41, de 800 à 400 t/m. Toutefois, comme décrit précédemment, l'arc de déplacement du levier 21 a été raccourci par le fait que l'axe d'articulation 75 a été disposé dans la position illustrée. En conséquence, quand la came 83 a déplacé le levier 21 vers le bas autant qu'il est possible dans le mode de réalisation décrit, la vitesse de rotation de l'arbre 37 n'a pas augmenté jusqu'à 400 t/m, mais elle a atteint une vitesse légèrement inférieure, par exemple 395 t m.
En outre, la vitesse du pignon 41 n'a pas été réduite à 400 t/m mais à une vitesse égale, dans ce cas, à 405 t m. En conséquence, il existe une différence de vitesse de 10 t m entre le pignon 41 et l'accouplement 43 qui est relié par des cannelures à l'arbre 37.
A ce moment, une portée 105, prévue sur la came 92, qui maintenait l'interrupteur 95 ouvert depuis le démarrage le laisse se fermer. La fermeture de l'interrupteur 95 excite le solénoide 68 qui déplace la soupape -tiroir 63 vers la droite en comprimant le ressort 64, ce qui fait que le liquide sous pres- sion passe par la canalisation 60 et refoule le piston 52 vers la gauche, du fait que la canalisation 61 communique à ce moment avec la lumière d'échappement 72.
Il en résulte que l'accouplement 43 est amené en prise avec le pignon 41 et, du fait qu'il existe une différence de vitesse de 10 t m entre le pignon 41 et l'accouplement 43, la mise en prise est assurée, étant donné que les têtes des dents ne peuvent passe maintenir en contact les unes avec les autres. On se rappellera que le pignon 41 tourne plus vite que l'accouplement 43 et, du fait que l'accouplement 42 est encore en prise, la force motrice transmise par le pi- gnon 39 et l'accouplement 42 est transférée au pignon 41 et à l'accouplement 430 Non seulement ce transfert se produit grâce au fait que le pignon 41 tourne plus vite que l'arbre 37, mais encore l'accouplement 42 est libéré de sa charge, car si celui-ci restait en prise, il bloquerait la boîte de vitesse.
Le transfert de force motrice précité se produit pendant la rotation de l'arbre à cames 87 entre 90 et quelques degrés d'avance, quand une portée 106 prévue sur la came 91 ferme l'interrupteur 94. La fermeture de cet interrupteur excite le solénofde 67, ce qui repousse la soupape-tiroir 58 vers la droite en comprimant le ressort 590 Par suite, le liquide sous pression passe par la canali- sation 55 et refoule le piston 47 vers la gauche, étant donné qu'à ce moment là canalisation 56 communique avec la lumière d'échappement 73. En conséquence, l'ac- couplement 42 se désolidarise du pignon 39.
La distance entre l'extrémité de la portée 105 prévue sur la came 92 et le début de la portée 106 prévue sur la came 95 est telle qu'elle permet de transférer la force motrice à l'accouplement 43 et d'interrompre l'application de la charge à l'accouplement 42. Cette distance peut être déterminée par des essaiso Il est évident que si l'interrupteur 101 était libéré pendant la période de temps au cours de laquelle les deux accouple- ments 42 et 43 sont en prise avec les pignons 39 et 41, la boîte de vitesse se bloqueraito Pour empêcher cet inconvénient, une portée 107, prévue sur la came 93, ferme les contacts 98 qui sont sans action quand ils sont fermés, sauf si 1' interrupteur 101 est libéré pendant la période de temps où les accouplements 42 et 43 ont un rôle actif.
Dans ce cas, le relais de moteur MF reste excité, ce qui actionne la portée! 106 qui ferme l'interrupteur 94 pour désolidariser, de ce fait, l'accouplement 420 De ce qui précède, il est évident que la longueur de la portée 107, prévue sur la came 93, est égale à l'arc de cercle compris entre l'extrémité de la portée 105 de la came 92 et le début de la portée 106 de la came 91.
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A ce mènent, la came 83 a tourné de 180 par rapport à sa position de départ, et la sellette 78'est placée à la limite de sa position basse. Le main
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tien poursuivi c3. .terruption 101 a pour résultat de continuer à faire tourner là came 83 dans li-même sens, ce.qui écarte le levier 21 de sa position N 3, po laquelle l'arbre 37" tourne à 400 tJm, ou mieux, par exemple à 405 tjon en raison du transfert" préei'6& de la force motrice et du fait que la charge n'est plus appli quée à l'accouplement 42. A mesure que le levier 21 est déplacé vers le haùt jus-
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qù'à sa position j2 la vitesse de l'arbre 37 augmente jusqu'à 600 t/m.
A mesur que le levier ,21, oontimue à se déplacer vers le haut, la vitesse de l'arbre 37 augmente jusqu'à e:qvirQ1l 800 t/m et, à ce moment, la portée 104 de la came 90 ou- Fre l'interxupteur6z ce ,qui désexcite le relais de moteur MF et arrête la rota- tion de 1,'srbre . è<.i3.mes 87, l'arbre 37 tournant à sa vitesse maximum d'environ 800 t/m.
Pour diminuer la vitesse de l'arbre 37, l'interrupteur 100 est fermé et, du fait que Interrupteur 97 est alors dans une condition fermée, le relais
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dê moteur n; e13't e-j6,-ité, En raison d 7lexcitation du relais URe les contacts nor- màlement fermés MÊ=.3. s'ouvrent et les contacts normalement ouverts 1qR-2 se fer- mént. L'ouverture "\es contacts BR-1 empêche l'excitation du relais de moteur 1!F, -au cas où llînteziri#îteur 101 serait fermé.
En se fermant, les contacts IR-2 exci- tent le solé=1&e Po te çe. qui amène l'axe d'articulation 75 dans sa position dé droite 75' e,¯, ÎS'ar suite, augmente la course du levier 21 pendant la période suivante du .'cycle de fonctionnements , pour une raison qu'on va expliquer.
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L'egci-âtion du relais MR ferme également les contacts normalement ouverts RR du moteur le,2' ce qui le fait tourner de manière à entraîner en rota- tion l'arbre à came 87'dans le sens des aiguilles d'une montre.
Quand l'arbre à ca mes 87 commence à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, l'interrupteur 96 se ferme,., mais. ;6', relais MF ne peut pas être excité par la fermeture de l'in-
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terrupteur 101, dxlfait que les contacts MB-1 sont à ce moment dans une condition ouverte.
En continuant à tourner en sens inverse, la came 83 déplace de nou- veau la sellette 78 vers le bas, ce qui déplace le levier 21 vers le bas jusqu'à
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xà position 1 2, t l'arbre 37 ralentit jusqu'à 600 t/m. Quand le levier 21 se rapproche de nouveau de sa position ? 3, l'arbre 29 ralentit vers une valeur de 400 t/m, et la vitesse de l'arbre 33 augmente vers une valeur de 800 t/m. En rai- son du rapport 2 : 1 des pignons 39 et 38, la vitesse du pignon 39 augmente vers
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une valeur due QOQ jim. Toutefois, étant donné que l'arc de cercle décrit par le levier 21 est plgrand , du fait que l'axe d'articulation 75 a été déplacé vers la droite, la vitesse de-3'arbre 29 et du pignon 41 diminue en dessous de 400 t m pour atteindre, par exemple 395 t m.
De manière correspondante, la vitesse du pi-
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gnon 39 augmente au delà de 400 tJm, et atteint dans ce cas 405 t/m. En conséquoi ce, il existe une différence de vitesse de 10 t m entre l'accouplement 42 et le pignon 39, de qui fait que leur mise en prise peut se faire sans risque d'un con- tact entre les têtes des dents.
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A ce moment du cycle, la portée 106 de la came 91 laisse l'interrup- teur 94 s'ouvrir, ce qui désexcite le solénoïde 67. Par suite, le ressort 59 peut ràmener la soupape 58 dans la position illustrée sur le dessin, dans laquelle le liquide sous pression est obligatoirement amené à passer par la canalisation 56 pour repousser le piston 47 vers la droite, du fait que la canalisation 55 commu- nique à ce moment avec la lumière d'échappement 70.
En conséquence, l'accouplemen 42 est mis en prise avec le pignon 39, tandis que l'accouplement 43 reste en prise avec le pignon 41.'Etant donné, comme on l'a précédemment expliqué que le pignon 39 tend à faire tonner l'accouplement 42,par exemple à 405 t m, et que le pignon
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41 tend à faire tcrner l'accouplement 43 à 395 tim dans ce cas, il est évident qùe la force motrice qui était transmise précédemment par le pignon 41 et l'accou plement 43 est transférée au pignon 39 et à l'accouplement 42. En outre, la charg n'est plus appliquée au pignon 41 et à l'accouplement 43 pendant la période où le
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deux accoupemei-.,-.,q,'2-é1? jouent ensemble un râle actif.
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De plus, pendant cette période, la portée 107 de la came 93 a fermé les contacts 98' pour maintenir le relais MR excité au cas où l'interrupteur 100 aurait été libéré.
A la fin de cette courte période, la portée 105 de la came 92 ouvre l'interrupteur 95, ce qui désexcite le solénoide 68. Par suite, le ressort 64 peut ramener la soupape 63 à la position illustrée sur le dessin, dans laquelle le liquide sous pression passe par la canalisation 61 et refoule le piston 52 vers la droite, du fait que la canalisation 60 communique à ce moment avec la lumière d'échappement 71. En conséquence, l'embrayage 43 se désolidarise d'avec le pignon 41.
En continuant à tourner, la came 83 ramène le levier 21 à sa position N 1, pour laquelle l'arbre 37 tourne à 200 t m. A ce moment, la portée 104 de la came 90 a ouvert l'interrupteur 97, ce qui désexcite le relais MR et arrête le moteur 102.
- De ce qui précède, il est évident que l'interrupteur 101 peut être abaissé pour augmenter sans paliers la vitesse de l'arbre 37 à une valeur quel- conque comprise entre 200 et 800 t m, et que lorsque l'interrupteur 101 est libé- ré ,l'arbre 37 continue à tourner à la vitesse désirée. A partir de cette vites- se choisie, on peut augmenter ou diminuer la vitesse de l'arbre 37 jusqu'à n'impor- te quelle valeur désirée, en maintenant simplement l'interrupteur 101 ou l'in- terrupteur 100 fermés jusqu'à ce que la vitesse désirée soit atteinte.
On a décrit ici la boîte de vitesse uniquement à titre d'exemple pour illustrer les moyens généraux de la présente invention et, bien qu'une boîte de vitesse à vitesse variable sans paliers de vitesse et pouvant fournir une gamme de vitesses comprise entre 200 et 800 t m avec une puissance constante puisse être quelque peu limitée quant à son application dans des installations indus- trielles, il est évident qu'on peut réaliser des boites de vitesse qui, d'une part, couvrent des gammes extrêmement plus étendues de vitesses utiles entre une vitesse zéro et des vitesses dépassant celles de l'arbre primaire et qui, d'autre part, peuvent être conçues conformément aux moyens généraux de la présente invention pour donner une gamme de puissance constante à n'importe quel rapport de transmis- sion désiré.
Bien que le demandeur ait décrit en détail un mode de réalisation de l'invention, il est évident qu'on peut y apporter diverses modifications sans s'écarter de l'esprit de l'invention .
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The present invention relates to radial speed gear boots, and particularly to a novel and improved variable speed gearbox capable of delivering constant power over a predetermined range of speeds, and its control device.
The present invention relates to a variable speed gear boot in which separate and independently effective paths of working fluid are used, but which are arranged so that when one of the paths is put into action, the the other is put into working order before it comes into operation.
The preoperability of the other fluid path is determined by an element which is part of one of the epicyclic trains and whose speed increases, while an element which forms part of another epicyclic train slows down.
A characteristic of the invention resides in the fact that a gearbox has been designed therein in which the epicyclic gears are actuated by a variable speed device, and in which a gear ratio device is provided between the epicyclic gears of the secondary shaft, in order to cause the latter to rotate at the same speed by means of one or the other of the epicyclic gears at a point included in the speed adjustment range of the variable speed device .
Devices have been provided for dissimilar ratios between the epicyclic gears and the secondary shaft with a view to dragging the latter in rotation at the same speed, when the elements included in the epicyclic gears and whose speed increases and decreases are found. respectively, at speeds higher and lower than the reference speed of their respective epicyclic gears. Control devices have been provided for this variable speed boot, in which the transfer of the driving force from one to the other epicyclic trains occur when no load is exerted or when a predetermined condition of synchronization occurs in the gearbox, of speed.
In accordance with the present invention,
the applicant has designed a variable speed gearbox comprising: a primary shaft; a secondary shaft, several motor fluid paths between these shafts; an epicyclic train disposed in each fluid path; a device for activating one of these fluid paths independently of the other; a variable speed device which is connected to the epicyclic gears and which serves to rotate an element of each epicyclic gear respectively at a higher or lower speed than the reference speed of its corresponding epicyclic gear, when the speed of the device variable speed is changed;
finally, devices for transferring to the secondary shaft the fluidermotor circulating from one of the epicyclic gears to the other epicyclic gear when the speed of said elements is respectively greater and less than the reference speed of their corresponding epicyclic gears.
The variable speed device can be of any type, provided that it can be adjusted within both directions within the limits of its range of speed variations. It may or may not be reversible, it may or may not be a variable speed device of the stepless type, it may or may not be a variable speed device of a hydraulic type without speed steps, and it may be driven. by the primary shaft or by any external source of motive power.
However, under certain conditions, if the variable speed device is driven by an external source of motive force, there may be loss of power during part of the operating range of the gearbox. reaction that could be used otherwise with advantage
The variable speed device can be connected to the epicycloidal trains so as to increase the speed of a third element of one of these trains and to decrease the speed of a third element of the other epicycloidal train, when the variable speed device is actuated in one or the other of its speed control directions.,
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We have seen, between a secondary shaft and the third elements of the iG²01daux trains,
speed ratio devices the speed of which increases and decreases according to the setting given to the variable speed device.
In the illustrated embodiment, dissimilar ratio devices are used, and these may be such that they cause the secondary shaft to rotate at the same speed when one of the aforementioned third elements rotates at a speed greater than the speed. reference point of its epicyclic train and that the other
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third element operates at a speed lower than the reference speed of its train épiaycloiàa14
We can also provide devices for transferring the driving fluid to the secondary shaft from one of the third elements to the other.
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third element ', when the latter rotate, respectively, at speeds greater and less than the reference speed of their corresponding epicyclic gears,
or% ien when the variable speed device is at one of the limits of its speed setting.
To control the variable speed boot, you can use a
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positive comn # e which includes devices operating the two epic trains; rGleUa.1lx in such a way that one of them takes charge of the other before operating it again. This can be achieved by using an adjustable control lever to vary the speed of the variable speed device which is connected to the planetary gears.
By shortening the useful length of this lever at the cos of the periods of time during which the speed of the secondary shaft d4% the gearbox increases, and by lengthening the useful length of this lever during the periods of time during which the speed of the second axis, dïm..r.ej it is possible to obtain that the coupling is positively put -, taken with one of the epicyclic trains and that the load is subtracted from the epicyoloidal aoe before this the latter is rendered inoperative.In a gearbox constructed in the aforementioned manner, a range of gears can be obtained in which one of the epicyclic trains operates independently of the other and during the adjustment of the variable speed device in one of the gears. sense of its speed adjustment.
In addition, a different range of speeds can be achieved with the other '' planetary gear operating
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independently of the first mentioned planetary gear, and during the adjustment of the variable speed device in the other direction of its speed adjustment; 0n eo $$ will fully illustrate the characteristics and advantages of the present invention by reading the following description which has been given with reference to the appended drawing, the single figure of which is a schematic representation of a gearbox and its control device. control, according to the present invention.
It can be seen from the drawing that a primary shaft 10 is connected by a suitable device, such as pinions 11 and 12, to a motive force generator,
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for example a mo-e = 13 at alternating current and at constant speed. The pri tree. mayor 10 is connected to a first element of an epicyclic train D placed in a first path of driving fluid.
In the embodiment shown, it is seen that the shaft 'is connected to a sun gear 14, although it is obvious that
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could have chosen any of the three motive force transmitting elements of the train 6iôyolclal Do A spur gear train with pinions 15, 16 and 17 drives in BSta'tti # p, a shaft 18 from shaft 10 in the same direction as the latter, although qte --- e direction of rotation of the shaft 10 relative to the shaft 18 is not important, as will be explained later. The shaft 18 is connected to a first element of a autr-tra3.n épicyololdal C, which is arranged in another path with fÉ1hàé motor.
Although the shaft 18 can be connected to any of the frets i1s power transmitters of the epicyclic gear C, it has been reproduced = eïé 3, its planetary 19.
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The shaft 18 is also connected to a hydraulic assembly 20 with variable positive flow, the flow of which can be modified by moving a lever 21 between two limit positions for which the assembly 20 delivers liquid under pressure to its maximum. capacity in opposite directions of flow when the lever 21 is at the midpoint of its movement, the assembly 20 does not deliver fluid.
The assembly 20 can be of any positive type with variable capacity-flow and it is connected to a hydraulic assembly 22 with constant flow mounted in a closed circuit comprising pipes 23 and 24. The assembly 22 is connected to a shaft 25 by a speed reducer comprising pinions 23 'and 24', for a reason explained later: A pinion 26 is fixed to the shaft 25. The pinion 26 meshes with a pinion 27 which is mounted on a second element 27 'of the epicyclic gear D and which meshes with a pinion 28 mounted on a second element of the epicyclic gear C.
From the foregoing, it is obvious that the hydraulic assemblies 20 and 22 constitute a variable speed device which is connected to a second element of each epicyclic train D and C. Although a hydraulic device with variable speed has been described without speed bearings, which is driven from the primary shaft 10, it should be understood that the variable speed device need not belong to the category of devices of the hydraulic type, without speed steps , or that it is driven by the primary shaft 10. It can be constituted by any variable speed device that can be adjusted in two directions between these speed variation limits.
It can be driven by an external motive source, although if so driven there may in some cases be a loss of "reactive" power, which can be used with some advantage and under certain conditions. of operation when the variable speed device is driven from the primary shaft 100
The second elements 27 'and 28' of the planetary gears D and C have been shown as rotating in opposite directions, but this is an example and not a limitation. The only necessary condition is that the rotation of the first and of the second element of each epicyclic train D and C is such that the variable-speed device 20, 22 is actuated so as to increase or decrease the speed,
and that the rotational speed of the third motive force transmitting element included in the D or C trains increases, while the rotational speed of the third element of the other train decreases.
In the embodiment described, the third element of the epicycloidal train D comprises a shaft 29 provided with an arm 30 comprising at each end a satellite 31. Of course, the satellites 31 mesh with the sun gear 14 and with teeth. internal 32 of the second element 27 'of the epioycloidal train D.
The third element of the epicyclic gear train C comprises a shaft 33, similar to the shaft 29 and comprising an arm 34 at the ends of which are respectively mounted planet wheels 35 meshing with the sun gear 19 and with internal teeth 36 of the second element 28 0
There are provided gears having different ratios between the shafts 29, 33 and a secondary shaft 370 These gears comprise a pinion 38, fixed to the shaft 33 and meshing with a pinion 39 mounted on the shaft 37, and a pinion 40, fixed to the shaft 29 and meshing with a pinion 41 mounted on the shaft 37.
Independently controllable coupling elements 42 and 43 are mounted by splines on the shaft 37, and they can respectively cooperate in a manner to be described with a coupling device provided on the pinions. 39 and 410
To best illustrate the method of the invention for operating the variable speed box, certain purely arbitrary values will be assigned to the various components.
We will use the following number of teeth of the various pinions in the example which will be given.
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<tb> SPROCKET <SEP> TEETH <SEP> SPROCKET <SEP> TEETH <SEP> PINION <SEP> TEETH
<tb>
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11:10 y ¯ 19: 20 35 20
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<tb> 12 <SEP> 10 <SEP> 26 <SEP> 20 <SEP> 36 <SEP> 40
<tb>
<tb> 14 <SEP>: <SEP> 20 <SEP>, <SEP> 27 <SEP> 80 <SEP> 38 <SEP> 25
<tb>
<tb> 15 <SEP>: <SEP> 30 <SEP> 28 <SEP> 80 <SEP> 39 <SEP> 50
<tb>
<tb> 16 <SEP> 30 <SEP> '<SEP> 31 <SEP> 20 <SEP> 40 <SEP> 25
<tb>
<tb> 17 <SEP>: <SEP> 30 <SEP> 32 <SEP> 40 <SEP> 41 <SEP> 25
<tb>
<tb> 23 '<SEP>:
<SEP> 12 <SEP> 24 '<SEP> 18
<tb>
With these gear ratios and when the input shaft 10 rotates, for example, at 1800 rpm and because the gear ratio of each
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epicyclic train is the same, the reference speed VR of each epicyclic train is VR = rs + s x (planetary speed), equation in which r and s are respectively the number of teeth of the pinion 32 and the number of teeth
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of pinion 14, d90-a ;: Ver = '20, x 1800 = 600 revolutions / Min. (element 27 'being fixed). 40. o
We will assume that we want to rotate the shaft 29 at 200 rpm more or less than the reference speed of 600 rpm.
Thereby,
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the speed of 1 element 27 'to obtain this difference <\\ / of + 200 tJm of shaft 29 would be L1 \ 1 * r Y x (speed of element 27') or 200 = 40 = (speed of 27 ') 40 + 20
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hence: Speed of 27 '= 200 x 2 + 300 tJm.
As a result, shaft 25 rotates at + 300 x 80/20 = + 1200 rpm.
-20-
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From the above, it is obvious that one can choose the hydraulic assemblies 20 e1, 22 so that, when the assembly 20 is rotated at 1800, rpm from the primary shaft 10 while its lever 21 is placed in the vicinity of its adjustment limits without being closely approached (for a reason subsequently liquidated), the assembly 22 rotates at 1800 rpm and it
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rotates ltare '25 at + 1200 rpm through the reduction gears 23 'and 24'.
Either the shaft 33 of the epicyclic gear C, or the shaft 29 of the tra:
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epicyclic D, 1 ± s which either the reaction element 27 'or the reaction unit 28 rotates in the opposite direction of its planetary, will be driven in rotation
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at 600 - 200 = 400tm, and the other shaft will rotate at 600 + 200 = 800rpm due to the fact that its element is rotating in the same direction as its planetary. From the above, it is obvious that the speeds of rotation of the reaction elements 27 'and 289 do not vary with respect to each other, but that these elements rotate in opposite directions, and that the planets 14 and 19, which constitute "the first elements of the epicyclic gears D and C, rotate at the same speed in the same direction.
As a result, when sets 20 and 22
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are set ¯from maceration to increasing the speed of shaft 29, the speed of 1 Par- ber 33 dimi & ie '' and shaft 29 turns' at its maximum speed, shaft 33 turns at its speed miÉ3l¯, " to% vice versa.
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When the directions of rotation 'are as indicated in the drawing and the lever 21 is disposed, as illustrated in solid lines, in the vicinity of one of its limit positions, the shaft 33 rotates at 400 rpm and the shaft 29 to 800 t m.
When coupling 42 is engaged and coupling 43 is not engaged and, as will be remembered, of the 1: 2 ratio of pinions 38 and 39, shaft 37 rotates. at 200 t m. When the lever 21 is brought to its n.2 position, the shafts 29 and 33 rotate at the reference speed of 600 rpm, and the shaft 37 turns at 300 rpm
When the lever 21 is brought to its position n 3 near its other limit of travel, the shaft 37 therefore rotates at 400 rpm, which is the speed of the shaft 29 and of the pinion 41 due to the ratio 1:
1 of the pinions 40 and 41. Consequently, the coupling 43 can be engaged, while the coupling 42 remains secured due to the speed synchronism of the pinions 39 and 410 After securing the coupling 43 with the pinion 41, coupling 42 can be detached from pinion 390
It will be remembered that the shaft 29 rotates at 400 rpm and that its speed can be increased to 800 rpm when the lever 21 is returned to its position n 1.
In the embodiment described, it is obvious that the coupling 42 must be connected to the pinion 39 and that the coupling 43 must be detached from the pinion 41 when the lever 21 is initially placed in the vicinity of its upper position shown in line. full, and when the lever 21 is disposed near its lower position shown in broken lines, the coupling 43 must first be connected to the pinion 41 and then the coupling 42 must be detached from the pinion 39 for prevent a condition from occurring in which no transmission of driving force can take place up to the secondary shaft 370
To ensure correct meshing of the engaging devices of the couplings between the pinions 41, 39 and the couplings 43, 42, without contact of the heads of the teeth on one another,
and in order to ensure that the coupling 43 is put into operation and that the load is subtracted from the coupling 42 before the latter is disconnected, and vice versa, a device is provided for controlling the gearbox. This device comprises a swing lever or coupling fork 44 connected to a piston rod 45 extending into a cylinder 46 in which a piston 47 can move back and forth. The useful surfaces on each side of the piston 47 may be equal,
Another sliding lever or coupling fork 49 is connected to the coupling 43 and to a piston rod 50 extending into a cylinder 51 in which a piston 52 can move back and forth.
The useful surfaces of each side of the piston 52 can also be equal,
The opposite ends of cylinder 46 are connected by lines 55 and 56 to a valve chamber 57, in which a slide valve 58 can move back and forth and is shown as being elastically pushed to the left of chamber 57. by a spring 590
The opposite ends of cylinder 51 are connected by lines 60 and 61 to a valve chamber 62 in which a slide valve 63 can move back and forth and is shown to be resiliently pushed to the left of chamber 62 by a spring. 640
The slide valves 58 and 63 respectively have rods 65 and 66,
which are connected thereto and which are respectively controlled by solenoids 67 and 680 A pressurized fluid inlet duct 69 connects the chambers 57 and 62. When the slide valves 58 and 63 are in the position shown in the drawing , the pressurized fluid passes, from the inlet duct 69, into the pipes 56 and 61, which determines the engagement of the coupling 42 and the pinion 39, and the disengagement of the 'coupling 43 and pinion 41. The right end of cylinders 46 and 51 has lights
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respective exhaust 70 and 71.
The energization of the solenoid 68 results in moving the slide valve 63 to the right by compressing the spring 64,
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which makes 1> ass-er ", the pressurized fluid, coming from the inlet duct 69, through the pipe 60 to the right end of the cylinder 51o Because the left 6th end of the. cylinder 51 communicates at this moment with an exhaust port 7p, the coupling 43 engages with the pinion 41.
The energization of the solenoid 67 results in pushing the slide valve 58 to the right by compressing the spring 59, which causes the pressurized fluid, coming from the inlet duct 69, to pass through the line 55 to the right. right end of cylinder 46. Given that the left end of cylinder 46 communicates
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at this moment with the 73rd exhaust ltlm1st, the coupling 42 disengages from the pinion 39. The energization of the solenoids 67 and 68 can take place in a cycle.
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control operations that will be described later.
The lever 21 can be actuated between the limits of its stroke by the pivoting of a lever 74 which is connected to an adjustable axis 75. This lever has a slot 76 which cooperates with a drive die 77. attached to a saddle 78 which can be reciprocated on slides 79
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and 80. A roller ate / 6ime 81, which rotates on an axis fixed to the upper part of the fifth wheel 78, is displaced in a cam groove 82 formed at the periphery of a circular cam 83% which is fixed to a rotary shaft 84. The latter is fixed to a worm gear 85 which can be driven in rotation over a little less than 3600 in both directions and whose rotation is limited by a stop 86 and a stop member stared at 86 '.
A camshaft 87 is rotated from the shaft 87 by bevel gears 86 and 89, with a ratio of 1: 2. Cams 90, 91, 92 and 93 are attached to the shaft 87 and are attached to the shaft 87. arranged, in relation to interrup-
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teurs 94, 95e 96, 57, 98 and 98 'as illustrated in the drawing.
When the apparatus is in the condition shown in the drawing and a switch 99 'is closed, the motor 13 is energized and, therefore, the hydraulic assembly 20 sends a maximum volume of fluid to the assembly. hydraulic 22 so that this unbind rotates the shaft 25 at 1200 t m. The stops limiting the maximum displacement of the lever 21 are adjusted so that the shaft 25 is caused to rotate slightly faster than + 1200 rpm for a reason which will be de-
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to write. When 1 shaft 25 turns at 1200 rpm, shaft 33 turns at 400 rpm and shaft 29 turns at 800 rpm. Since coupling 42 is engaged and coupling 43 - test-not engaged, shaft 37 rotates at 200 rpm.
When the stop 86 on the shaft 84 bears against the fixed stop member 86 ', the switch 96 closes and the switch 97 is kept open. Because the switch 97 is kept open, the closing of the reverse start switch 100 does not send current to the motor relay MR.
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The closing & 9'-ÎntexTupteur 101 sends current to the MF relay of the motor, which closes the FF con0ts of a motor 102 which rotates the worm gear 85, via a worm screw. 103. Excitation of the motor MF relay also opens the normally closed MF-l contacts which are included
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In addition, energizing the MF motor relay closes the MF-2 normally open contacts, which energizes a 99 solenoid for:
placing the hinge pin 75 in the position shown, which determines an arc of movement of the lever 21 shorter than that necessary for the assembly 20 to provide its maximum flow and, therefore, rotates the shaft 25 at a speed slightly less than 1200 rpm when lever 21 is in its position? 3.
As soon as the motor 102 begins to rotate forward, the shaft 87 rotates in a counterclockwise direction. A range 104, provided on the cam
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90, immediately leaves the switch 97 to close, but this does not result in a setting, state Y.,. fCi) co, rmer for the MIR motor relay circuit as the closed contacts MF-1 are then in an open condition.
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As the shaft 84 rotates, the cam follower 81 moves in the groove 82 of the cam 83, which moves the fifth wheel 78 downward. As a result, the lever 21 is moved to its position N 2, which increases the speed of the shaft 37, which goes from 200 to 300 rpm when the lever 21 reaches its position N 2, all these operations occurring. as described previously.
By continuing to rotate in the same direction, shaft 84 causes cam 83 to move lever 21 to the vicinity of its position? 3 and, if it reaches this position, the assembly 22 will have accelerated the rotation of the shaft 37 up to 400 rpm and will have reduced the speed of the pinion 41, from 800 to 400 rpm. However, as described above, the arc of movement of the lever 21 has been shortened by the fact that the hinge pin 75 has been arranged in the position shown. As a result, when the cam 83 moved the lever 21 down as far as possible in the described embodiment, the rotational speed of the shaft 37 did not increase to 400 rpm, but it reached a slightly lower speed, for example 395 t m.
Further, the speed of pinion 41 was not reduced to 400 rpm but at a speed equal, in this case, to 405 rpm. As a result, there is a speed difference of 10 mt between the pinion 41 and the coupling 43 which is connected by splines to the shaft 37.
At this time, a bearing 105, provided on the cam 92, which held the switch 95 open from start-up, allows it to close. Closing switch 95 energizes solenoid 68 which moves slide valve 63 to the right compressing spring 64, causing liquid under pressure to pass through line 60 and push piston 52 to the left. , because the pipe 61 communicates at this time with the exhaust port 72.
As a result, the coupling 43 is brought into engagement with the pinion 41 and, since there is a speed difference of 10 mt between the pinion 41 and the coupling 43, the engagement is ensured, since that the heads of the teeth cannot keep in contact with each other. It will be remembered that pinion 41 rotates faster than coupling 43 and, because coupling 42 is still engaged, the driving force transmitted by pinion 39 and coupling 42 is transferred to pinion 41 and to the coupling 430 Not only does this transfer occur thanks to the fact that the pinion 41 turns faster than the shaft 37, but also the coupling 42 is released from its load, because if the latter remained in engagement, it would block the gearbox.
The aforementioned transfer of driving force occurs during the rotation of the camshaft 87 between 90 and a few degrees of advance, when a bearing 106 provided on the cam 91 closes the switch 94. Closing this switch energizes the solenoid. 67, which pushes the slide valve 58 to the right by compressing the spring 590 As a result, the pressurized liquid passes through the pipe 55 and pushes the piston 47 to the left, given that at this time there is pipe 56 communicates with the exhaust port 73. As a result, the coupling 42 disengages from the pinion 39.
The distance between the end of the bearing 105 provided on the cam 92 and the start of the bearing 106 provided on the cam 95 is such that it allows the driving force to be transferred to the coupling 43 and the application to be interrupted. load at coupling 42. This distance can be determined by testing It is obvious that if switch 101 were released during the period of time in which the two couplings 42 and 43 are engaged with the gears 39 and 41, the gearbox would lock. To prevent this inconvenience, a bearing 107, provided on the cam 93, closes the contacts 98 which are inactive when they are closed, unless the switch 101 is released during the period. time when couplings 42 and 43 have an active role.
In this case, the MF motor relay remains energized, which actuates the range! 106 which closes the switch 94 to disconnect, therefore, the coupling 420 From the above, it is obvious that the length of the bearing surface 107, provided on the cam 93, is equal to the arc of a circle between the end of the seat 105 of the cam 92 and the start of the seat 106 of the cam 91.
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At this point, the cam 83 has rotated 180 from its starting position, and the fifth wheel 78 is placed at the limit of its low position. The hand
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your continued c3. The interruption 101 results in continuing to rotate the cam 83 in the same direction, which moves the lever 21 from its position N 3, in which the shaft 37 "rotates at 400 rpm, or better, for example to 405 tjon due to the previous transfer of the driving force and the fact that the load is no longer applied to the coupling 42. As the lever 21 is moved upwards to
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that at its position j2 the speed of the shaft 37 increases up to 600 rpm.
As the lever, 21, continues to move upwards, the speed of the shaft 37 increases to e: qvirQ1l 800 rpm and, at this time, the reach 104 of the cam 90 or- Fre the inter-switch ce, which de-energizes the MF motor relay and stops the rotation of 1.srbre. è <.i3.mes 87, the shaft 37 rotating at its maximum speed of about 800 rpm.
To decrease the speed of the shaft 37, the switch 100 is closed and, because the switch 97 is then in a closed condition, the relay
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engine no; e13't e-j6, -ité, Due to the energization of the URe relay the normally closed contacts MÊ = .3. open and the normally open contacts 1qR-2 close. Opening the BR-1 contacts prevents the motor relay 1! F from being energized, -in case the intergreater 101 is closed.
When closing, the IR-2 contacts energize the ground = 1 & e Po te çe. which brings the articulation axis 75 in its right-hand position 75 'e, ¯, ÎS'Afterwards, the stroke of the lever 21 increases during the following period of the operating cycle, for a reason which will be explained .
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The egci-âtion of the MR relay also closes the normally open contacts RR of the motor le, 2 'which causes it to rotate so as to rotate the camshaft 87' in a clockwise direction. .
When the ac shaft 87 starts to turn clockwise, switch 96 closes,., But. ; 6 ', MF relay cannot be energized by closing the in-
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switch 101, dxl causes the MB-1 contacts to be in an open condition at this time.
Continuing to rotate in the opposite direction, the cam 83 again moves the fifth wheel 78 downwards, which moves the lever 21 downwards to
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x at position 1 2, t shaft 37 slows down to 600 rpm. When the lever 21 approaches its position again? 3, the shaft 29 slows down to a value of 400 rpm, and the speed of the shaft 33 increases to a value of 800 rpm. Due to the 2: 1 ratio of pinions 39 and 38, the speed of pinion 39 increases towards
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a value due QOQ jim. However, since the arc of a circle described by the lever 21 is larger, because the hinge pin 75 has been moved to the right, the speed of the shaft 29 and the pinion 41 decreases below. of 400 tm to reach, for example 395 t m.
Correspondingly, the speed of the pi-
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gnon 39 increases beyond 400 tJm, and in this case reaches 405 t / m. As a result, there is a speed difference of 10 t m between the coupling 42 and the pinion 39, so that their engagement can be done without risk of contact between the heads of the teeth.
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At this point in the cycle, the seat 106 of the cam 91 allows the switch 94 to open, which de-energizes the solenoid 67. As a result, the spring 59 can return the valve 58 to the position shown in the drawing, in which the pressurized liquid is obligatorily brought to pass through the pipe 56 to push the piston 47 to the right, because the pipe 55 communicates at this moment with the exhaust port 70.
As a result, the coupling 42 is engaged with the pinion 39, while the coupling 43 remains in engagement with the pinion 41. Since, as previously explained, the pinion 39 tends to thunder. 'coupling 42, for example at 405 tm, and that the pinion
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41 tends to cause the coupling 43 to run at 395 tim in this case, it is obvious that the driving force which was previously transmitted by the pinion 41 and the coupling 43 is transferred to the pinion 39 and to the coupling 42. In this case In addition, the load is no longer applied to the pinion 41 and the coupling 43 during the period when the
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two mating -., -., q, '2-é1? play an active rattle together.
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In addition, during this period, the reach 107 of the cam 93 closed the contacts 98 'to keep the MR relay energized in the event that the switch 100 was released.
At the end of this short period, the reach 105 of the cam 92 opens the switch 95, which de-energizes the solenoid 68. As a result, the spring 64 can return the valve 63 to the position shown in the drawing, in which the pressurized liquid passes through line 61 and forces piston 52 to the right, due to line 60 communicating at this time with exhaust port 71. As a result, clutch 43 is disengaged from pinion 41 .
By continuing to rotate, the cam 83 returns the lever 21 to its position N 1, for which the shaft 37 rotates at 200 rpm. At this point, the reach 104 of the cam 90 opened the switch 97, which de-energizes the MR relay and stops the motor 102.
- From the above, it is obvious that the switch 101 can be lowered to continuously increase the speed of the shaft 37 to any value between 200 and 800 rpm, and that when the switch 101 is released - d, shaft 37 continues to rotate at the desired speed. From this chosen speed, the speed of shaft 37 can be increased or decreased to any desired value, by simply keeping switch 101 or switch 100 closed until until the desired speed is reached.
The gearbox has been described here only by way of example to illustrate the general means of the present invention and, although a variable speed gearbox without speed steps and capable of providing a range of speeds between 200 and 800 tm with constant power may be somewhat limited as to its application in industrial installations, it is obvious that gearboxes can be produced which, on the one hand, cover extremely wider ranges of useful speeds between zero speed and speeds exceeding those of the input shaft and which, on the other hand, can be designed in accordance with the general means of the present invention to give a constant power range at any transmission ratio longed for.
Although the applicant has described in detail one embodiment of the invention, it is obvious that various modifications can be made thereto without departing from the spirit of the invention.