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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'IMPORTATION au nom de
INCOM INTERNATIONAL Inc.-415 Holiday Drive
Pittsburgh, Pennsylvania 15220-U. S. A pour "Organe de commande d'un dispositif d'accouplement réglable".
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Cette invention concerne un dispositif d'accouplement réglable pour unité de commande dans lequel 1'unité de commande comprend un corps dans lequel est logé un arbre tournant, un collet traversé par l'arbre, le collet étant muni d'un cran, et un dispositif d'engagement tournant avec l'arbre et conçu pour se loger dans le cran lorsque l'arbre est tourné et placé dans une position d'accouplement sélectionnée.
Les unités de commande utilisées pour des applications marines sont commandées de façon pratique à l'aide d'une seule poignée de commande d'un levier. Cette poignée ou levier sert à engager sélectivement la marche avant ou arrière et'à commander le réglage du niveau des gaz. Ce levier est utile si le réglage des gaz peut être commandé indépendamment de la commande de la boite de vitesse, lorsque celle-ci est au point mort, ceci peut être obtenu en permettant un mouvement longitudinal de l'arbre désolidarisant la commande des gaz de celle des vitesses. 11 est nécessaire de prévoir des dispositifs appropriés d'accouplement afin d'empêcher que les différents éléments de l'unité de commande ne fonctionnent s'ils ne sont pas correctement positionnés ; c'est l'objectif de cette invention de répondre à ce besoin.
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11 est également pratique de permettre une liberté de positionnement de la poignée et de l'unité de commande dans l'une quelconque d'un certain nombre de positions déterminées par la facilité de manipulation pour une personne commandant l'unité de commande, ainsi la présente invention a aussi pour but de fournir une unité de commande intégrant de telles dispositions.
Des exemples de brevets intéressants sont les brevets US n 2254144, 3127785, 4090598, 3511117, 3842695 et 3929039.
Dans le brevet U. S. na3842695, le levier et l'arbre ne peuvent subir de déplacement longitudinal, mais un arbre coulissant dans le levier équipé peut être rétracté. Lorsque la transmission est au point mort, en se rétractant, l'arbre coulissant libère la clavette 96 munie d'une saillie 100 de l'engrenage d'entrainement 56, et tire la goupille 108 dans le trou 110. Le brevet U. S. n 3581603 comprend le même mécanisme. Le brevet U. S. n 3842695 diffère sur plusieurs points de la présente invention ; premièrement, le verrou est sur l'arbre coulissant et non sur le levier ; deuxièmement, l'arbre coulissant. ne tourne pas ; troisièmement, le verrou n'est pas contraint par un ressort. Dans le brevet U.
S. n 3581603, l'arbre coulissant peut tourner.
Les brevets U. S. 3511117 et 3127785 comprennent des leviers de commande qui au point neutre peuvent être sortis afin d'ouvrir la commande de gaz indépendamment de celle des vitesses. Le levier de commande est sous la contrainte d'un ressort. Dans le brevet U. S. 3511117, le flasque de-blocage 134 bloque la partie incurvée 133 contre l'envers de la plaque d'accouplement 131 afin d'empêcher un passage de vitesse accidentel lorsque la commande des gaz est en position neutre. Les ailes latérales 135 ou 136 sont placées entre le flasque de blocage 134 et la roue 38 afin d'empêcher un déplacement latéral du levier de commande 18 excepté en position neutre. Le brevet U. S. 3127785 est muni d'une plaque 70 du
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même type et d'un flasque 37.
Dans le brevet U. S. na3929039, le levier comprend un arbre d'accouplement contraint par un ressort pouvant être libéré lorsque le levier est en position neutre. L'arbre d'accouplement est équipé de goupilles 25 sortant latéralement et couplant l'arbre principal au mécanisme de commande de gaz. En enfonçant l'arbre d'accouplement contre le ressort, les goupilles se libèrent de la roue et la roue de l'arbre.
Ce mécanisme fonctionne dans le sens inverse de celui de la présente invention.
11 reste beaucoup de problèmes dans les dispositifs antérieurs. Un des problèmes concerne les restrictions qui doivent être automatiquement imposées au montage afin d'assurer que le levier de commande soit placé dans une position accessible et pratique. 11 n'est pas fait mention de mécanismes permettant a l'unité de commande d'être montée dans n'importe quelle position tout en p, ermettant l'orientation d'une poignée d'accouplement dans n'importe quelle position désirée.
Cette objectif est atteint en fournissant un dispositif d'accouplement réglable pour unité de commande dans lequel l'unité de commande comprend un corps dans lequel est logé un arbre tournant, un collet traversé par l'arbre, le collet étant muni d'un cran, et un dispositif d'engagement tournant avec l'arbre et conçu pour se loger dans le cran lorsque l'arbre est tourné et placé dans une position d'accouplement sélectionnée,
caractérisé en ce que le collet peut tourner par rapport au corps et qu'il est prévu une plaque de retenue raccordée á un élément de montage et pouvant s'engager sélectivement avec le collet afin de maintenir le collet dans l'une quelconque de plusieurs positions de rotation á l'intérieur du corps afin de permettre l'engagement du cran par le dispositif d'engagement lorsque l'arbre est tourné dans une position d'accouplement désirée.
La pièce de retenue, qui peut être une plaque, empêcheen
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outre tout déplacement axial du collet. Le collet est de préférence réalisé sur une surface latérale extérieure avec des cannelures annulaires et la pièce de retenue est munie d'une ouverture pourvue de cannelures complémentaires. Le collet peut avoir un flasque d'un diamètre suffisamment grand pour venir au contact de la pièce de retenue lorsqu'un tronçon axial d'un côté du flasque pénètre à traversll-ouverture dans la pièce de retenue. Un, tronçon en saillie axiale peut également être prévu de l'autre coté du flasque et placé pour venir engager le corps avec le flasque en butée contre celui-ci.
L'arbre est de préférence mobile exialement par rapport au corps et au collet et le dispositif d'engagement est muni d'une surface axiale interne venant en butée contre la surface-axiale externe du colletafin d'empêcher tout déplacement axial de l'arbre vers le corps lorsque l'arbre tourne à partir d'une position d'accouplement choisie ; le dispositif d'engagement étant conçu pour se loger dans le cran lorsque l'arbre pivote dans la position d'accouplement choisie permettant ainsi un déplacement axial de l'arbre vers le corps.
Le dispositif de déverrouillage peut être raccordé au dispositif d'engagement afin de le libérer du cran lorsque l'arbre est dans la position d'accouplement.
On peut constater que la présente invention fournit un système d'accouplement simple, réglable en de multiples positions et permettant une grande souplesse de positionnement.
Un exemple de dispositif d'accouplement réglable pour unité de commande sera maintenant décrit avec des références aux dessins représentant un mode de réalisation d'un tel dispositif :
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La figure l-montre une vue en coupe du dispositif ; La figure 2-est une vue de dessus d'une plaque de retenue ; La figure 3-est une vue de dessus et la figure 4-est une vue en coupe suivant 4-4 de la figure 3 du collet ; la figure 5-est une vue détaillée en coupe du levier montré
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à la figure 1 ;
La figure 6-est une vue de dessus d'un détail du mécanisme de la manette des gaz de la figure 1 ;
La figure 7-est une vue arrière du dispositif montré à la figure 1 ; et "la figure 8 - est une vue en coupe de détail d'un élément de freinage supplémentaire du dispositif.
Suivant la figure 1, un dispositif de commande
1 à levier unique est fixé à une embasse 2. Le dispositif est de. préférence conçu pour commander séquentiellement une trans- mission et une manette de gaz et sélectivement la manette des gaz indépendamment de la transmission.
L'organe de commande 1 comporte un arbre 4 monté dans un corps 6 et pouvant tourner sur son axe et se-déplacer longitudinalement. L'arbre 4 est muni de clavettes 8 adjacen- tes à un flasque annulaire 10. Les clavettes 8-sont conques pour s'engager dans les rainures 12 d'un moyeu 14 monté tour- nant dans le corps 6. Le flasque 10 vient en butée contre un épaulement annulaire 16 du moyeu 14 lorsque les clavettes 8 et les rainures 12 s'emboitent. L'arbre 4 transmet une force rotative au moyeu. 14 au moyen des clavettes 8.
Un espace 18 est prévu adjacent à l'arbre 4 au-dessus du flas- que annulaire 10 afin de permettre le déplacement axial de l'arbre 4. Lorsque l'arbre est déplacé axialement, les cla- vettes 8 et les rainures 12 se désolidarisent rendant ainsi possible la rotation de l'arbre 4 sans pour autant la rotation du moyeu 14. La surface inférieure des clavettes 8 vient en butée contre la surface supérieure du moyeu 14 jusqu'à ce que la rotation de l'arbre 4 réaligne les clavettes 8 avec les rainures 12. Une des extrémités de l'arbre 4 sort du corps 6 et unr ressort 20 entoure cette extrémité. Une des ex- trémités du ressort vient en butée contre un épaulement annu- laire 22 du corps 6.
L'extrémité inférieure du ressort 20 vient en butée contre une plaque de friction 24 montée sur l'arbre
4 adjacent a un element de commande 26 de la manette de gaz
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e solidementà l'extrémité de l'arbre 4. Le ressort 20 maintient une pression constante contre les clavettes 8 les for-
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çant à s'engager automatiquement dans les rainures 12, lorsque l'arbre 4 amène par rotation les clavettes 8 en alignement avec les rainures 12.
Le moyeu 14 comprend une partie du mécanisme de manette de gaz 30 et représente un élément mené. Le mécanisme de manette de gaz 30 est une roue dentée qui s'emboite avec une'roue dentée 32 pivotant dans le corps 6. La roue dentée 32 est solidement connectée à un bras de commande 34 de la transmission ; le bras 34 et la roue 32 tournant simultanément. Comme il est montré à la figure 6, la rotation de la roue 30 du mécanisme de manette des gaz entraine la rotation de la roue 32 du mécanisme de transmission seulement lorsque les dents des roues 30 et 32 sont engrenées. Une importante rotation de la roue 30 du mécanisme de manette des gaz, qeulque soit son sens, désolidarise les dents de la roue 30 du mécanisme de la manette des gaz 30 et de la roue 32.
La poursuite de la rotation de la roue 30 entraine une partie incurvée concave 34 de la roue 32 à s'emboiter sur une surface incurvée 36 de la roue 30 et ainsi à empêcher la rotation de la roue 32.
Le fonctionnement séquentiel de la manette des gaz et du mécanisme de transmission de l'unité de commande ainsi que le fonctionnement indépendant et sélectif de la manette des gaz de l'unité de commande peut maintenant. être bien compris. Un bras de commande de la manette des gaz 40 est connecté à un mécanisme de commande des manettesdes gaz (non représenté). De même le bras de commande de transmission 34 est connecté à un mécanisme de transmission (non représenté). Les connexions sont faites afin de permettre la réglage du ralenti du moteur au point mort lorsque les roues 30 et 32 des mécanismesde la manette des gaz et de la transmission se trouvent alignées comme à la figure 6. La rotation de l'arbre 4 dans un sens entraine la rotation de la roue 30 dans
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le même sens.
Au départ, la roue 32 pivote également dans le même sens. Lorsque la partie incurvée concave 34 de la roue
32 vient en butée contre la partie incurvée de la roue 30, la roue 32 s'arrête de tourner. A ce moment, le passage de la transmission du point mort à une vitesse, par exemple la - marche avant, est terminé. La poursuite de la rotation de l'arbre 4 entraîne la rotation de la roue 30 du mécanisme de la manettedes gaz et de l'organe de commande de gaz 26. En con- séquence, le papillon des gaz du moteur est ouvert. Lorsque l'arbre 4 tourne dans le sens inverse, la roue 30 du mécanisme de la manette des gaz et l'organe de commande de gaz 26 tour- nent aussi dans le sens inverse. Au départ, le papillon des gaz est refermé. La poursuite de la rotation de l'arbre
4 entraîne les dents de la roue 30 du mécanisme de la manette des gaz à s'engréner avec la roue 32.
La transmission passe de la marche avant au point mort. Si l'arbre 4 poursuit sa rotation la transmission passe du point mort à la marche arrière.
Un retour de la manette des gaz a lieu par une poursuite de la rotation de l'arbre 4. Afin d'empêcher l'actionnement du papillon des gaz pendant que la roue 32 est en rotation, le bras de commande 40 de la manette des gaz est connecté au mé- canisme de la manette des gaz par un dispositif à course morte ou tout autre dispositif comparable.
Un bras de verrouillage 42 est connecté à la plaque de friction 24 et traverse une ouverture 44 dans le corps 6.
L'extrémité 46 du ressort 20 traverse une ouverture dans le bras 42 et est ainsi connecté au bras de verrouillage 42. La roue 30 du mécanisme de la manette des gaz comporte un'cran 48 conçu pour recevoir le bras de verrouillage 42 lorsque le cran 48 est aligné avec l'ouverture 44 dans le corps 6. Le cran 48 est positionné pour pouvoir s'aligner avec l'ouverture
44 dans le corps 6 lorsque les roues 30 et 32 du mécanisme de la manette des gaz et de la transmission sont en alignement neutre.
Un mouvement axial de l'arbre 4 au point neutre libère les
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clavette 8 des rainures 12 et projette le bras de verrouillage 42 dans le cran 48 dans la roue 30, verrouillant ainsi les roues 30 et 32 du mécanisme de la manette des gaz et de la transmission en position neutre. La rotation de l'arbre 4 actionne le papillon des gaz du moteur. Le ressort 20 provoque la friction de la plaque de friction 24 avec l'organe de commande de gaz 26 afin d'éviter un glissement de la commande des gaz. Lorsque l'arbre 4 est mis en position neutre, les clavettes 8 s'engagent automatiquement dans les rainures 12 et le bras de verrouillage 42 se libère automatiquement du cran 48 dans la roue 30 au moyen d'une charge axiale provoquée par le ressort 20.
L'extrémité 46 du ressort 20 reliée au bras de verrouillage 42, facilite le dégagement du bras 42 du cran 48 de la roue 30 et porte le bras 42.
Lorsque la roue 30 de la manette des gaz se dégage du point neutre par rotation, le cran 48 de la roue 30 n'est plus aligné avec l'ouverture 44 dans le corps 6. Le bras de verrouillage 42 empêche toute translation axiale de l'arbre 4.
Un ergot 50 est monté dans le corps 6 adjacent à, la roue 30 du mécanisme de la manette des gaz. Un ressort 52 est associé à l'ergot et maintient un galet 54 contre le
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côté de la roue 30 du mécanisme de la manette de gaz. La c o roue 30 est munie d'entailles 56,58 et 60 espacées et positionnées pour recevoir le galet 54. L'entaille centrale 58 est disposée pour pouvoir recevoir le galet 54 lorsque la roue 30 se trouwe alignée au neutre. Les entailles latérales 56 et 60 sont disposées pour pouvoir recevoir 1e galet 54
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lorsque 32 est d'abord pivotée jusqu'au contact de la partie incurvée 36 de la roue 30. L'engagement du galet 54 avec les entailles 56,58 et 60 a tendance à bloquer la rotation de la roue 30.
L'opération de l'unité de commande 1 est informé de ce fait que la boite de vitesse du moteur est au point mort, en marche avant ou en marche arrière. De plus, les entailles latérales 56 et 60 sont prévues pour s'engager avec 1e galet 54 lorsque
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l'unité de commande 1, fonctionnant en mode séquentiel, termine le passage des vitesse et commence l'ouverture du papillon des gaz du moteur.
Un patin de friction 61 est connecté à l'extrémité d'une vis 62, vissée dans le corps 6. Comme cela apparalt sur la figure 8, la patin 61 vient en butée contre une surface spécialement profilée 64 de la roue 30 du mécanisme de la manette de gaz. La surface 64 comprend une partie 66 en retrait par rapport au patin de friction 61 ; la longueur d'arc de la partie 66 correspondant au déplacement angulaire de la roue 30 au cours duquel le mécanisme de la manette des gaz 30 fait tourner la roue 32. Lorsque l'unité de commande 1 fonctionne en commande de transmission, le patin de friction 61 offre relativement peu de résistance de frottement à la rotation de la roue 30, étant donné que le patin de friction 61 est aligné avec la partie 66 en retrait de la roue 30.
Toutefois, pendant un fonctionnement en commande des gaz, le patin de friction 61 est aligné avec la partie 67 de la surface profilée 64 de la roue 30 immédiatement adjacent à la surface interne du corps 6, offrant ainsi une relativement importante résistance de friction à la rotation de la roue 30. La résistance de frottement offerte par le patin 61 à la rotation de la roue 30 peut être réglée par l'écrou 62.
11 est intéressant de savoir que l'unité de commande 1 peut être adaptée aux moteurs de bateaux. En conséquence, des paliers à baque 68,69 et 71 ont pour fonction d'étanchéiser l'unité 1 et d'empêcher toute dégradation des composants due à l'environnement.
Se référant maintenant aux figures 2,3 et 4, un collet d'accouplement 70 et un collet de retenue 72 sont
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connectés à l'unité de commande 1 avant le montage de l'unité de commande 1 sur l'embase 2. Un levier d'accouplement neutre 74 est connecté à l'extrémité de l'arbre 4 se projetant à travers une ouverture 76 dans l'embase de montage 2. L'extrémité inférieure du capot 78 du levier abrite une partie. du
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collet d'accouplement 70 et est muni d'un dispositif parmettant de bloquer le levier 74 contre toute rotation lorsque le levier est en position neutre.
Comme montré à la figure 5, le levier 74 est muni d'une pièce 80 montée coulissante dans le capot 78. La pièce 80 est connectée à un bouton de déblocage 82 par un bras 84 monté coulissant à l'intérieur de l'arbre 86 du levier 74. Un ressort 88 est connecté au bras 84 et l'arbre 86 sollicite la pièce 80 vers le centre du capot 78. Une vis 90 traverse une encoche dans le bras 84 et débouche dans une pièce coulissante 92 placée dans le moyeu 86 afin de maintenir le bras 84 dans un bon alignement. En actionnant le bouton 82 dans le sens indiqué par la flèche 94 on provoque le coulissement de la pièce 80 vers le côté du capot 78. Lorsque le bouton 82 est relâché, le ressort 88 entraîne la pièce 80 à se déplacer automatiquement vers le centre du capot 78.
Le capot 78 est positionné sur le collet 70, d'une manière permettant à la surface interne transversale de la pièce 80 de venir en butée contre la surface externe de la partie longitudinale supérieure 102 du collet 70 (figures 3 et 4). Le capot 78 est connecté à l'arbre 4 et tourne avec celui-ci. La rotation de l'arbre 4 entraine la pièce 80 à se déplacer le long de la surface 102 du collet 70. Un cran 100 placé dans la partie longitudinale supérieure 102 du collet 70 est conçu pour recevoir la pièce 80 lorsque cette dernière est alignée avec le cran. Le cran 100 est de préférence placé pour s'engager avec la pièce 80 lorsque le levier 74 et l'arbre 4 est tourné et arrêté au point neutre. L'engagement de la pièce 80 et du cran 100 empêche toute rotation du levier 74 et de l'arbre 4.
En agissant sur le bouton 82 dans le sens indiqué par la flèche 94, la pièce 80 est déplacée vers lecófé du ca- pot 73, libéj'ajitsinsilapièce 80du cran 100. Le levier 74 et l'arbre 4 peuvent alors tourner et sortir de leur position neutre.
Lorsque le levier 74 et l'arbre 4 sont replacés en position
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neutre, le ressort 88 entraine la pièce 80 à s'engager automatiquement dans le cran 100, empêchant ainsi toute rotation du levier 74 et de l'arbre 4.
Le collet 70 est maintenu contre le corps 6 par la plaque de retenue 72 qui se superpose au flasque annulaire 104 placé sur la partie longitudinale inférieure 106 du collet 70. La plaque de retenue 72 est munie de cannelures 108 conformées pour coopérer avec des cannelures 110 sur la partie longitudinale inférieure 106 du collet 70 adjacent au flasque 104. Les cannelures 108 et 110 empêchent la rotation du collet 70 lorsqu'elles sont engagées. Avant de monter l'unité de commande 1 sur l'embase 2, le collet 70 est orienté dans la plaque de retenue 72 dans la position désirée. Le collet 70 est de préférence orienté de manière à ce que le cran d'accouplement 100 s'engage avec la pièce 80 lorsque le levier 74 se trouve dans une position neutre appropriée.
Le capot 78 est muni d'un épaulement annulaire 112 qui vient en butée avec la surface externe de l'embase 2 lorsque les clavettes 8 sur l'arbre 4 s'engagnertdans les rainu- res sur le moyeu 14. Lorsque l'arbre 4 est déplacé longitudinalement pour libérer les clavettes 8 des rainures 12, l'épaulement 112 est séparé de la surface de l'embase 2, indiquant ainsi à l'operateur que le mécanisme de la manette des gaz de l'unité de commande 1 est en position neutre.
Dans un autre mode de réalisation, le capot 78 est placé sur le collet 70 d'un manière qui permet à la surface interne longitudinale de la pièce 80 de venir en butée contre l'extrémité externe longitudinale de la partie longitudinale supérieure 102 du collet 70 lorsque le levier 74 est dégagé de la position neutre, le mécanisme de manette des gaz de l'organe de commande 1 étant en position neutre. Lorsque le levier 74 est mis en position neutre, la pièce 80-s'engage dans le cran 100, permettant ainsi un déplacement axial de l'arbre 4 et l'engagement des clavettes 8 dans les rainures 12, l'arbre étant chargé par Ie ressort 20. Le levier 74 est
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dégagé de la position neutre par rotation de la manière décrite précédemment.