Mémoire descriptive Plusieurs techniques sont utilisées pour augmenter ou diminuer la vitesse transmise par un moteur. Le plus commun sur le plan mécanique consiste à
utiliser des engrenages de diamètres différents qui peuvent augmenter ou diminuer la vitesse de l'arbre de sortie. On utilise aussi des engrenages hélicoïdaux (worm gear) qui permettent une réduction importante de la vitesse de l'arbre de sortie.
Avec ces deux types d'engrenage, on peut aussi, comme c'est le cas sur les véhicules routiers, obtenir une vitesse inversée en ajoutant de nouveaux engrenages disposés de manière particulière.
Dans le domaine de l'hydraulique, on obtient une variation de vitesse en contrôlant le flux du fluide circulant dans le système. Au moyen d'un système de valve modifiant le chemin pris par le fluide, on peut faire varier la vitesse, l'inverser, ou encore, freiner la rotation de l'arbre de sortie en bloquant le passage du fluide.
On utilise également des moteurs DC qui tournent à des vitesses différentes selon le flux électrique fourni au moteur. En inversant ce flux électrique, le moteur tourne en sens inverse.
J'ai découvert qu'il était possible d'obtenir tous les résultats recherchés sur les meilleures boîtes de vitesse, ou transmission, par une combinaison particulière d'engrenages et/ou de galets, alimentés par un moteur à vitesse constante. L'invention que je propose permet quatre types de boîtes de vitesse ayant chacune une application particulière soit 1 Une boîte de vitesse permettant une réduction fixe de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie par rapport à la vitesse de rotation de l' arbre du moteur; Descriptive brief Several techniques are used to increase or decrease speed transmitted by a motor. The most common mechanically consists of use gears of different diameters that can increase or decrease the speed of the output shaft. We also use gears worm gear which allows a significant reduction in the speed of the output shaft.
With these two types of gear, one can also, as it is the case on road vehicles, get a reversed speed by adding new ones gears arranged in a particular way.
In the field of hydraulics, we obtain a variation of speed in controlling the flow of fluid flowing in the system. By means of a valve system changing the path taken by the fluid, it can be varied speed, reverse it, or slow down the rotation of the output shaft blocking the passage of fluid.
DC motors that run at different speeds are also used according to the electrical flow supplied to the motor. By reversing this electrical flow, the motor runs in the opposite direction.
I discovered that it was possible to obtain all the desired results sure the best gearboxes, or transmission, by a combination particular gear and / or roller, powered by a speed motor constant. The invention that I propose allows four types of boxes of speed each having a particular application is 1 A gearbox allowing a fixed reduction of the speed of rotation of the output shaft relative to the rotational speed of the motor shaft;
2 Une boîte de vitesse qui, par le déplacement d'un bras de vitesse, permet une augmentation ou une réduction en continu de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie, l'inversion de sa vitesse et le freinage de cedit arbre de sortie; 2 A gearbox which, by moving a speed arm, allows continuous increase or decrease in speed rotation of the output shaft, the reversal of its speed and the braking of said output shaft;
3 Une boîte de vitesse qui, par le déplacement d'un bras de vitesse, permet une augmentation ou une réduction en continu de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie, l'inversion de sa vitesse et le freinage de cedit arbre de sortie, cettedite boîte de vitesse intégrant également un différentiel muni de deux arbres de sortie, cettedite boîte de vitesse étant aussi apte à recevoir de multiples arbres de sortie tournant à la même vitesse que l'arbre du moteur et sans lien avec la vitesse ou le sens de rotation des arbres du différentiel. 3 A gearbox which, by moving a speed arm, allows continuous increase or decrease in speed rotation of the output shaft, the reversal of its speed and the braking of this output shaft, this integrated gearbox also a differential equipped with two output shafts, cettedite gearbox being also able to receive multiple trees of output rotating at the same speed as the motor shaft and without link with the speed or direction of rotation of the differential shafts.
4 Une boîte de vitesse munie d'une manivelle transmettant à l'arbre de sortie une augmentation ou une réduction en continu de sa vitesse, son freinage, et l'inversion de sa vitesse, cettedite boîte de vitesse étant reliée à un moteur à vitesse constante. La configuration des plateaux de cette nouvelle boîte de vitesse permet le positionnement vertical des galets, cesdits galets étant dotés d'un mécanisme exerçant sur eux une pression forçant leurs adhérences aux plateaux. Cette nouvelle configuration de la boîte de vitesse maximise les propriétés d'un montage à deux plateaux en permettant une augmentation de la vitesse de l'arbre de sortie.
Premier modèle : Une boîte de vitesse permettant une réduction fixe de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre du moteur.
Les figures 1 à 3 montrent la version de base et simplifiée de cette nouvelle boîte de vitesse. Sur la figure 1 on voit l'apparence extérieure de trois des composantes du produit soit : un caisson 4 et un arbre de sortie 8, ceux-ci faisant l'objet de mon invention, et un moteur 9 à vitesse constante.
La figure 2 présente une vue de coupe mettant en évidence les pièces se trouvant à l' intérieur de la boîte de vitesse.
La figure 3 montre une vue éclatée de l'ensemble des pièces de l'invention, le moteur 9 ayant été enlevé pour ne laisser apparaître que son arbre.
Ce premier modèle permet d'obtenir une réduction fixe de la vitesse de l'arbre de sortie 8 alors que la vitesse du moteur demeure constante et dans un seul sens de rotation.
Voici les caractéristiques de conception et de fonctionnement de cette nouvelle boîte de vitesse.
Deux plateaux (1 a et 1 b) sont placés face à face. Sur chacun de cesdits plateaux sont fixés deux engrenages en forme d'anneau. Les engrenages extérieurs, appelés les engrenages extérieurs des plateaux (2a et 26), ont un diamètre identique. Les engrenages intérieurs, appelés les engrenages intérieurs des plateaux, ont un diamètre différent (S et ~, un étant plus petit S que l' autre 6.
Les engrenages extérieurs des plateaux (2a et 2b) sont en contact avec quatre roues d'engrenages de diamètre plus petit, appelées les roues d'engrenages extérieures 3. Lesdites roues d'engrenages extérieurs 3 sont fixées au caisson 4 par l'intermédiaire de la pièce 3a, elles sont donc fixes et ne tournent que sur elles-mêmes.
Comme pour les engrenages extérieurs des plateaux (2a et 2b), les engrenages intérieurs des plateaux (S et ~ sont aussi en contact avec quatre roues d'engrenages de diamètre plus petit, appelées les roues d'engrenages intérieurs 7. Lesdits roues d'engrenages intérieurs 7 sont fixées à l'arbre de sortie 8 et contrairement aux quatre roues d'engrenages extérieurs 3 assurant le contact entre les deux plateaux (1 a et 1 b), elles sont mobiles. Comme on le constate sur la figure 2, cesdites roues d'engrenages intérieurs 7 ont un angle incliné, contrairement aux roues d'engrenages extérieurs 3 qui sont parallèles à l'arbre de sortie. Ceci est dû au fait que l'engrenage intérieur des plateaux 6 situé sur le plateau droit 1 b avec lequel les roues d'engrenages intérieurs 7 sont en contact est plus grand que celui de gauche 5.
Cet ensemble de pièces est maintenu en position au moyen d'un caisson 4 fixé au boîtier du moteur 9 et de quatre paliers 10.
On voit que le plateau droit lb est fixé à l'arbre du moteur 9a. Lorsque tourne cedit arbre 9a du moteur 9, il met en rotation cedit plateau droit 1 b.
Dès que le plateau droit 1 b entre en rotation, le plateau gauche 1 a tourne aussi étant donné le lien mécanique établi entre cesdits plateaux (1 a et 16) et les roues d'engrenages extérieurs 3. Cependant, caractéristique importante de l'invention, cedit plateau gauche tourne à la même vitesse que le plateau droit 16 mais, en sens inverse.
Les roues d'engrenages intérieurs 7 étant en contact avec les engrenages intérieurs des plateaux (5 et ~, lorsque cesdits plateaux (1 a et 1 b) sont en rotation, cesdits engrenages intérieurs accomplissent deux mouvements de rotation : premièrement, elles tournent sur elles-mêmes à partir de leurs propres axes, deuxièmement, étant donné leurs positions inclinées, le parcourt de cesdites roues d'engrenages intérieurs 7 est plus long sur l' engrenage intérieur du plateau droit 6 que sur l' engrenage intérieur du plateau gauche S. Ce type de montage force les roues d'engrenages intérieurs 7 à tourner autour de l'axe de l'arbre du moteur. Lesdites roues d'engrenages intérieurs 7 étant fixées à l'arbre de sortie 8, dès qu'elles entrent en rotation, elles entraînent dans leurs mouvements cedit arbre de sortie, d'où l'effet de réduction de vitesse de l'arbre de sortie 8 par rapport à
celle de l' arbre du moteur.
Il va de soi que le nombre de roues d'engrenages (3 et ~ utilisées peut varier de un à plusieurs ainsi que l'angle d'inclinaison des roues d'engrenages intérieurs 7, cedit angle étant déterminée par la réduction de vitesse recherchée. Il est aussi possible de jouer avec l'inclinaison des roues d'engrenages intérieurs en même temps que celui des roues d'engrenages extérieurs de façon à obtenir d'autre ratio de réduction de vitesse.
On pourrait aussi obtenir un effet similaire en inversant la disposition des roues d'engrenages (3 devient ~, celles situées à l'intérieur pouvant être droites et celles à l'extérieur devenant inclinées.
La figure 3 montrant une vue éclatée du produit met en évidence les pièces nécessaires au fonctionnement de cette nouvelle boîte de vitesse. Sur cette figure, seul le caisson a fait l'objet d'une coupe.
Deuxième modèle : une boîte de vitesse qui, par le déplacement d'un bras permet une augmentation ou une réduction en continu de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie, l'inversion de sa vitesse et le freinage de cedit arbre de sortie.
Pour permettre une variation en continu de la vitesse dans les deux sens de rotation et l'ajout de propriétés équivalentes à une vitesse nulle et au freinage de l'arbre de sortie, plusieurs modifications sont apportées au modèle # 1.
Les figures 4 à 18 montrent le détail de ces modifications.
On voit sur la figure 4 certaines composantes déjà présentent sur le modèle # 1 soit : un moteur ll , un caisson 13 et un arbre de sortie 15. Cette vue extérieure permet aussi de constater l'ajout de trois nouvelles pièces (12, 14 et 16) composant le bras de vitesse et/ou de freinage.
Sur la figure 5 montrant une vue de coupe de cette nouvelle boîte de vitesse, les modifications apportées au modèle # 1 pour atteindre les nouvelles propriétés recherchées apparaissent avec évidence. On remarque que les engrenages extérieurs du modèle # 1 ont été remplacés par des galets 18 et que les plateaux (19a et 19b) ont été creusés (l9bl) de façon à recevoir cesdits galets et permettre leurs inclinaisons. On remarque aussi que les plateaux se composent maintenant de deux pièces (19a-20a et 19b-20b) imbriquées une dans l'autre et séparées par de multiples ressorts Zl. Ce montage permet qu'une pression constante soit exercée sur les pièces intérieures des plateaux (20a et ZOb) vers les galets de façon à ce que cesdits galets adhèrent fortement aux plateaux, cesdits galets étant sujet à l'usure.
On voit aussi une vue de coupe des pièces constituant le bras de vitesse et de freinage (12, 14, 16 et 17). Le plateau gauche 19b s'insère directement sur l'arbre du moteur lla alors que le plateau droit 19a est supporté par un palier 23b appuyé sur l'arbre de sortie I5, cedit arbre de sortie étant lui-même supporté par un palier à double billes 23a inséré dans le caisson 13.
La figure 6 présente les pièces constituant le plateau droit (19b-20b) ainsi que le support à galets 24 et les gougeons 18d qui maintiennent en place les galets 18. On remarque que les engrenages extérieurs (2a et 2b) des plateaux présents sur le modèle # 1 ont disparu et que cesdits plateaux ont été
creusés 19b1 pour recevoir cesdits galets 18.
La figure 7 montre le même dessin avec l'ajout des six pièces 18c constituant une partie des six galets 18. Lesdites pièces 18c sont conçue de façon à pivoter sur la pièce 18d et permettre ainsi l'inclinaison des galets 18.
Cettedite pièce 18c est dotée de deux bras troués l8cl conçus pour recevoir la pièce 17. Cettedite pièce 18c maintient le galet à l'aide de la pièce 18e qui se visse sur le contour de cettedite pièce 18c.
Sur la figure 8, les paliers 18b recevant la bande antidérapante 18a des galets sont ajoutés.
La figure 9 montre l'assemblage des pièces constituants les galets 18 une fois leurs bandes antidérapantes 18a ajoutées.
La figure 10 met en évidence la pièce 17 et ses liens avec les pièces 18c.
Pour faciliter la compréhension de ces liens, les pièces 18a 18b et 18e constituant les galets ont été enlevées ainsi que trois des pièces 18c.
Mentionnons d'abord le lien entre les pièces 17 et 18c via les trous l8cl pratiqués sur ladite pièce 18c et les six tiges intérieures 17b de la pièce 17.
On remarque également que cettedite pièce 17 est dotée de six tiges extérieures 17a.
Sur la figure 11, le caisson 13 a été ajouté. On voit que les six tiges extérieures 17a de la pièce 17 sortent par six fentes 136 pratiquées sur cedit caisson 13. Ce montage permet un déplacement latéral de ladite pièce 17 vers la droite ou vers la gauche du caisson 13, c'est-à-dire en direction de l' axe de l' arbre de sortie 15.
Sur la figure 12, la pièce 14 a été ajoutée. Cettedite pièce 14 laisse sortir les six tiges extérieures 17a de la pièce 17 par six fentes inclinées 14a pratiquées sur le contour de cettedite pièce 14. Deux trous 14b apparaissent sur cettedite pièce 14 de façon à permettre la fixation du bras de vitesse 12 et l'union des pièces 12, 14 et 16, cettedite pièce 16 apparaissant sur la figure 13.
En plus de permettre la variation de vitesse, son inversion et le freinage de l'arbre de sortie IS, ce montage permet d'éviter que des impuretés ne s'introduisent dans le caisson 13, principalement par l'intermédiaire de la pièce 16 qui recouvre les ouvertures 13b pratiquées sur le caisson 13.
Les figures 14 et 15 montrent les positions d'inclinaison maximales permises aux galets 18 dans les deux sens de rotation de l'arbre de sortie I5. Sur cette vue, les pièces constituant le plateau gauche (19a-20a) ont été enlevées et une coupe a été pratiquée sur le caisson. Les paliers (23-23b) sont également absents de cette figure.
Les figures 16, 17 et 18 montrent une vue de coupe mettant en évidence trois des multiples positions pouvant être occupées par les galets 18 ainsi que le positionnement des autres pièces du mécanisme selon l'inclinaison des galets 18.
Voici les caractéristiques de conception et de fonctionnement de cette nouvelle boîte de vitesse.
Tout comme sur le modèle # 1, on voit sur la figure 5 que le plateau de droite 19b est fixé à l' arbre du moteur 11 a. Lorsque cedit plateau de droite 9b entre en rotation, il entraîne simultanément la rotation inverse du plateau de gauche 19a par l'intermédiaire des galets 18 fixés au caisson 13. Lesdits galets 18 remplacent en quelque sorte les engrenages extérieurs dentelés 3 du modèle #l, tout en améliorant les propriétés des engrenages intérieurs inclinés 7 de cedit modèle # 1. Lesdits galets 18 étant fixés au caisson 13, ils ne peuvent que tourner sur eux-mêmes par la rotation des deux plateaux (19a-19b) et s'incliner par rapport à l'axe de l'arbre de sortie I5.
L'inclinaison de cesdits galets 18 est provoquée par le déplacement du bras de vitesse 12 vers le haut ou vers le bas. Compte tenu que cedit bras de vitesse IZ est solidaire avec la pièce 14 et que cettedite pièce 14 est munie de rainures inclinées 14a dans lesquelles glissent les tiges 17a de la pièce 17, le déplacement de cedit bras de vitesse 12 force un déplacement latéral de cettedite pièce 17, cedit déplacement latéral étant permis par les rainures 13b pratiquées sur le caisson 13. Les tiges intérieures 17b de la pièce 17 étant en lien avec les bras 18c1 des pièces 18c, le déplacement latéral de la pièce 17 force cesdites pièces 18c à s'incliner par rapport à l'axe des pièces 18d du porte-galet 24. Cettedite pièce 18c étant celle supportant l'ensemble des pièces du galet, dans son mouvement d'inclinaison, elle entraîne du même coup l'inclinaison du galet.
Le plateau droit 19b tourne toujours à une vitesse constante et égale à celle de l'arbre du moteur. C'est l'inclinaison à différents angles des galets 18 qui entraîne une variation de la vitesse de rotation du plateau de gauche 19a par rapport à celui de droit 196. Le seul moment où la vitesse des deux plateaux est égale se produit lorsque le bras de vitesse est dans sa position mitoyenne, ce qui implique que les galets sont parfaitement parallèles avec l'arbre de sortie IS tel qu'indiqué sur la figure 17.
En considérant que la force de rotation vient de l'arbre du moteur lla et que celui-ci tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (vue du côté de l'arbre du moteur), dans le cas de la figure 16, la séquence sera la suivante.
Dans son mouvement de rotation, le plateau droit 19b, directement fixé à
l' arbre du moteur 11 a, fait tourner les galets 18 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre. Simultanément, cesdits galets font tourner le plateau de gauche 19a dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, les deux plateaux tournant ainsi en sens inverse. Lesdits galets étant inclinés à un angle de -45 degrés par rapport à l'arbre de sortie I5, leurs points de contact sont beaucoup plus près du centre du plateau gauche 19a que de celui de droite 196. Lesdits galets 18 ayant une position fixe par rapport au caisson 13, la vitesse de rotation du plateau gauche 19a est ainsi accélérée par rapport à celle du plateau droit 19b. Cette différence de vitesse entre les deux plateaux entraîne la rotation de l'arbre de sortie IS, cedit arbre de sortie étant doté de roues d'engrenages (25a et 25b) partageant un lien mécanique avec les engrenages (22a et 22b) fixés sur chacun de cesdits plateaux (19a et 19b).
Sur cette figure 16, nous avons la vitesse maximale pouvant être atteinte par l'arbre de sortie I5. Sur un véhicule à moteur équipé de cette nouvelle boîte de vitesse, cettedite vitesse serait considérée comme celle permettant au véhicule d'avancer.
Sur la figure 17, les galets sont dans une position parallèle à l'arbre de sortie 1 S. Dans cette position, le plateau gauche 19a tourne à la même vitesse que le plateau droit 19b, mais, toujours en sens contraire. Ainsi, la vitesse transmise par les plateaux à l'arbre de sortie IS via les engrenages 25a-25b et 22a-22b est la même pour les deux plateaux, ce qui a pour effet de transmettre à l'arbre de sortie une vitesse nulle. Mais attention, il ne s'agit pas seulement d'une vitesse nulle. Sur cette figure 17, toutes les pièces contribuant à la rotation de l'arbre de sortie IS sont en mouvement, seul l'arbre de sortie IS est immobilisé. Si l'on tente de tourner manuellement cedit arbre de sortie, il faut lutter contre la force de rotation du moteur et d'inertie de toutes les pièces en mouvement. Non, il ne s'agit pas d'une vitesse nulle mais bien d'une o vitesse permettant le freinage de l'arbre de sortie 1 S » et elle est très efficace. Sur ce type de montage, pour que l'arbre de sortie puisse tourner librement, il faut couper la source d'énergie alimentant le moteur. La résistance à tourner de l'arbre de sortie se limite alors à l'énergie requise pour entraîner le déplacement des pièces du mécanisme soit : les engrenages, les plateaux, les galets et les pièces mobiles du moteur.
Sur la figure 18, les galets 18 sont inclinés en sens inverse de la figure 16.
Le comportement du mécanisme est donc le même que celui de la figure 16 mais, avec une différence importante. Alors que sur la figure 16 le plateau gauche 19a tournait plus rapidement que le plateau droit 196, sur la figure 19, la situation est inversée, le plateau gauche 19a tourne maintenant plus lentement que celui de droite 19b, ce qui a pour effet d' inverser le sens de rotation de l'arbre de sortie I S par rapport à la figure 16. Cette nouvelle vitesse de l'arbre de sortie IS est la plus lente permise par le présent mécanisme, tel qu'il a été conçu. Si cette nouvelle boîte de vitesse était installée sur un véhicule motorisé, cette configuration du mécanisme serait celle utilisée pour permettre au véhicule de reculer.
Troisième modèle : une boîte de vitesse qui, par le déplacement d'un bras de vitesse, permet une augmentation ou une réduction en continu de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie, l'inversion de sa vitesse et le freinage de cedit arbre de sortie, cettedite boîte de vitesse intégrant également un différentiel muni de deux arbres de sortie, cettedite boîte de vitesse étant aussi apte à recevoir de multiples arbres de sortie tournant à la même lo vitesse que l'arbre du moteur et sans lien avec la vitesse ou le sens de rotation des arbres du différentie Ce troisième modèle utilise les mêmes principes mécaniques que ceux décrits sur le modèle #2, cependant, il intègre en plus le principe du différentiel que l'on retrouve sur la plupart des véhicules motorisés. Les figures 19 à 27 montrent les détails de conception de ce nouveau modèle.
La figure 19 montre une vue d'ensemble de cette nouvelle boîte de vitesse.
Comme on le constate, l'arbre du moteur 26 est situé à l'avant de la boîte de vitesse plutôt que sur le côté et, comme sur tout différentiel, on retrouve deux arbres de sortie (27a et 276) placés sur les côtés de cettedite boîte de vitesse. Comme sur le deuxième modèle, nous avons un caisson 28 contenant l'ensemble du mécanisme ainsi qu'un bras de vitesse 29.
La figure 20 montre tous les engrenages dentelés intégrés au système soit un des engrenages extérieurs des plateaux en forme d'anneau 30b et fixé au plateau droit 31 a, les trois roues dentelées (32a, 326 et 32c) fixées au caisson 28, la roue dentelée 33 fixée à l'arbre du moteur 26 et faisant tourner les deux plateaux (31 a et 31 b) en sens inverse, les deux roues dentelées (34a et 34b) fixées aux porte-galets 36 et finalement, les deux roues dentelées (35a et 35b) fixées sur chacun des arbres de sortie du différentiel (27a et 276). Cette figure 20 met également en évidence la pièce 36 sur laquelle va être fixé chacun des quatre galets à l'aide d'un boulon 36a.
Pour faciliter la compréhension du mécanisme, le plateau de gauche 31 a n'apparaît sur aucune de ces figures. Les détails de conception des plateaux faisant en sorte qu'une pression soit exercée sur les galets pour favoriser leur adhérence à cesdits plateaux ne sont également pas décrits, le principe étant similaire à celui présenté sur le modèle #2. Mentionnons tout de même les lignes (3lal-31a2) apparaissant sur la figure 20 et montrant l'endroit où
s'effectue la séparation entre les deux pièces constituant cesdits plateaux.
Sur la figure 21, une partie de la pièce 37 (37a) forçant l'inclinaison des galets 38 a été ajoutée. Celle-ci se compare à la pièce intérieure d'un roulement à billes, cesdites billes 37c apparaissant sur le contour extérieur de cettedite pièce 37a. On remarque également le détail 37d de la pièce 37, soit celui où va s'insérer la partie du galet 38a permettant un lien mécanique entre cesdites pièces 36 et 37.
La figure 22, où les galets 38 sont ajoutés, montre une vue de coupe mettant en évidence les liens mécaniques entre les galets 38 et les pièces 36 et 3 7.
La partie manquante de la pièce 37 (37b) a également été ajoutée. On voit que les galets sont en mesure de s'incliner en pivotant sur le boulon 36a et ceci, sous l'effet du déplacement latéral de la pièce 37.
La figure 23 montre les pièces 39 contribuant au déplacement latéral de la pièce 37, cedit déplacement latéral entraînant l'inclinaison des galets 38. On remarque sur cettedite pièce 39 la présence de deux tiges (39a et 39b).
Celles-ci contribuent au déplacement latéral de cettedite pièce 39, c'est-à-dire, parallèle à l'axe des arbres du différentiel.
Sur la figure 24 la pièce attachée au bras de vitesse 40 ainsi que cedit bras de vitesse 40c sont ajoutés. Cette figure met en évidence les liens entre cettedite pièce 40 et les tiges (39a et 39b) de la pièce 39. On voit que des rainures (40d et 40e) ont étë pratiquées pour permettre à cettedite pièce 40 de tourner légèrement sur son axe. En montant ou en descendant le bras de vitesse 40c, les rainures inclinées (40a et 40b) pratiquées sur cettedite pièce 40 force un déplacement latéral de la pièce 39. Ce déplacement latéral n'est cependant possible qu'avec la pièce 41 présentée sur la figure 25. Cettedite pièce 41, fixée au caisson 28, empêche la pièce 39 de tourner sur son propre axe. Les rainures 41a pratiquées sur la pièce 41 ne font que permettrent une liberté de mouvement du bras de vitesse 40c.
La figure 26 montre l'ensemble des pièces du mécanisme et de son caisson 28, une fois enlevé Ie couvercle de cedit caisson 28. Tout comme pour la pièce 41, les rainures 28a et 28b pratiquées sur la pièce 41 visent à
permettre une liberté de mouvement du bras de vitesse 40c.
La figure 27 montre que cettedite boîte de vitesse peut être équipée de plusieurs arbres de sortie tournant tous à la même vitesse que l'arbre du moteur.
Cette nouvelle boîte de vitesse fonctionne de la manière suivante.
Lorsque l'arbre du moteur 26 entre en rotation, il fait tourner les deux plateaux (31 a et 31 b) à la même vitesse mais en sens inverse. Les galets 38, en contact serré avec les deux plateaux, entrent en même temps en rotation.
Lorsque cesdits galets 38 sont parfaitement parallèles à l'axe des arbres du différentiel 27, ils font du sur-place en tournant sur eux-mêmes.
Ce comportement du mécanisme implique que le bras de vitesse 40 est en position mitoyenne ce qui équivaut aussi à la position de freinage.
Dès que cedit bras de vitesse 40 est abaissé ou monté, les liens mécaniques entre les pièces 37, 38, 39, 40 et 41, forcent les galets 38 à s'incliner de la manière suivante. Les rainures (40a et 40b) de la pièce 40 font glisser les tiges (39a et 396) de la pièce 39 forçant le déplacement latéral de cettedite pièce 39. La pièce 39 étant fixée sur la pièce 37 (37b), cettedite pièce 39 force à son tour le déplacement latéral de cettedite pièce 37. Cettedite pièce 37 étant en lien avec les galets (38a dans 37d), ce déplacement latéral entraîne donc l'inclinaison des galets.
Une fois incliné, le chemin parcouru par cesdits galets devient plus important sur un plateau que sur l'autre. Ceux-ci se mettent alors à tourner autour de l'axe des arbres du différentiel 27 (contrairement aux autres modèles, cesdits galets ne sont donc pas fixés au caisson et tournent selon le même axe que celui de l' arbre du moteur, d' ailleurs la pièce supportant les galets 36 - une fois modifier - pourrait être fixée directement sur un arbre de sortie unique plutôt qu'à un mécanisme de différentiel, ce qui démontre une nouvelle façon de permettre la rotation ou le freinage dudit arbre de sortie).
Lesdits galets étant tous fixés à la pièce 36, dans Leurs mouvements de rotation, ils entraînent cettedite pièce 36. On sait que cettedite pièce 36 est munie de deux engrenages (34a et 34b) en contact avec les engrenages (35a et 35b) des deux arbres (27a et 27b) du différentiel 27. En tournant, la pièce 36 agit sur cesdits arbres de sortie du différentiel selon la même loi mécanique que celle que l'on retrouve sur un différentiel conventionnel.
Nous savons que pour plusieurs vëhicules munis d'un différentiel, en particulier les véhicules utilitaires, il est souvent pratique d'obtenir une sortie permettant d'alimenter d'autres appareils, telle que de la machinerie agricole. On voit sur la figure 20 les trois engrenages (32a, 32b et 32c) fixés au caisson 28, le quatrième 33 étant fixé à l'arbre du moteur 26. Rien n'empêche qu'un ou plusieurs de cesdits engrenages (32a, 32b et 32c) soient reliés à un arbre de sortie tournant à la même vitesse que l'arbre du moteur.
La figure 27 montre l'invention que nous venons de décrire avec trois arbres de sortie supplémentaire (42a, 42b et 42c).
Le même principe pourrait également s'appliquer au modèle # 1 que nous avons décrit précédemment. Cependant, compte tenu des différences de diamètre entre les engrenages extérieurs des plateaux (2a et 2b) et celui des roues d'engrenages extérieurs 7, la vitesse de ces nouveaux arbres de sortie par rapport à celle de l'arbre du moteur sera considérablement accélérée.
Quatrième modèle : une boîte de vitesse munie d'une manivelle transmettant à l'arbre de sortie une augmentation ou une réduction en continu de sa vitesse, son freinage, et l'inversion de sa vitesse, cettedite boîte de vitesse étant reliée à un moteur à
vitesse constante. La configuration des plateaux de cette nouvelle boîte de vitesse permet le positionnement vertical des galets, cesdits galets étant dotés d'un mécanisme exerçant une pression sur les plateaux forçant l'adhérence de cesdits galets aux plateaux Cette nouvelle configuration de la boîte de vitesse maximise les propriétés d'un montage à deux plateaux en permettant une augmentation maximale de la vitesse de l'arbre de sortie.
Nous avons vu sur les modèles #2 et #3 que l'inclinaison maximale des galets était égale dans les deux sens de rotation. Bien que ce mécanisme permet une vitesse plus importante dans un sens que dans l'autre, nous savons qu'ü est parfois souhaitable que la vitesse de l'arbre de sortie du moteur soit beaucoup plus rapide dans un sens que dans l'autre. Par exemple la vitesse avant des véhicules à moteur est habituellement beaucoup plus rapide que celle de reculons. J'ai découvert qu'il était possible de configurer cette nouvelle boîte de vitesse de manière à ce que la vitesse transmise par le plateau fixé à l'arbre du moteur au deuxième plateau soit maximale, ce qui implique une position parfaitement perpendiculaire des galets par rapport à l'arbre de sortie.
La figure 28 montre l'aspect extérieur de cette nouvelle boîte de vitesse.
Comme on le constate, nous retrouvons des composantes similaires à celles présentes sur les modèles décrits précédemment soit : un caisson (SOa et SOb), un axbre de sortie Sl et une manivelle S2a et son boîtier S2b, cettedite manivelle jouant le même rôle que le bras de vitesse présent sur les modèles #2 et #3. Nous apercevons aussi la partie extérieure du porte-galet S3.
La figure 29 montre les deux plateaux (S4 et SS) de cette nouvelle boîte de vitesse. On remarque que ceux-ci sont passablement différents des modèles précédant, le plateau relié à l'arbre du moteur SS étant considérablement plus allongé que celui de gauche S4. Cette figure montre aussi quatre paliers soit ceux (S6b et S6c) soutenant le plateau gauche S4 au boîtier SOb et les deux autres (S6a et S6d) soutenant l'arbre de sortie S9 à la fois au boîtier SOb et au plateau gauche S4. Celui S6d supportant l'arbre de sortie au plateau gauche est intégré dans l'engrenage S7a de cedit plateau gauche.
La figure 30 présente les mêmes pièces que celles de la figure 29 en plus des engrenages des plateaux (57a et 57b) et ceux (58a et 58b) de l'arbre de sortie 59.
Les figures 31, 32 et 33 montrent trois positions pouvant être occupées par les galets.
Sur la 31, la position des galets 60 est parfaitement verticale. Cette position des galets 60 équivaut à la vitesse maximale pouvant être atteinte par l'arbre de sortie 59, le plateau gauche 54 tournant beaucoup plus vite que celui de droite.
Sur la figure 32, les galets 60 sont légèrement inclinés dans le sens des aiguilles d'une montre. Lorsqu'ils sont dans cette position, le sens de rotation de l'arbre de sortie 59 est inversé puisque le plateau gauche 54 tourne maintenant un peu moins vite que celui de droite SS. De plus, la vitesse de l'arbre de sortie 59 est de beaucoup diminuée.
La figure 33 montre les galets 60 en position parfaitement horizontale. Les deux plateaux (54 et SS) tournant ainsi à la même vitesse, cette position des galets 60 équivaut à celle du freinage.
La figure 34 montre les galets 60 et une partie de leurs composantes. Nous remarquons aussi certaines des pièces contribuant à leurs inclinaisons. Des coupes ont été pratiquées et certaines pièces ont été enlevées pour permettre une meilleure compréhension du mécanisme. En réalité, l'ensemble des pièces identifiées par le #61 est reproduit trois fois ce qui équivaut au trois galets du bas. Quant au quatrième galet identifié par le #62, il est identique aux trois autres galets sauf qu'en plus, il intègre les composantes (52, 72,73 et 74) permettant l'inclinaison de cesdits galets.
Ces nouvelles pièces et leurs liens mécaniques sont très différents de ce que nous avons vu sur les modèles précédant. Les galets 60 sont maintenant doubles et en contact avec deux pièces 64 subissant chacune la pression d'un ressort 63. Lesdites pièces 64 sont supportées par la pièce 65 sur laquelle elles peuvent se déplacer en direction des galets 60 par l' intermédiaire de quatre fentes 65a pratiquées sur la pièce 65. Le même principe est utilisé sur la pièce 66 porteuse des composantes permettant l'inclinaison de galets. Ce montage permet de compenser l'usure de cesdits galets 60 tout en forçant leur adhérence aux plateaux (54 et SS) par l'intermédiaire de deux ressorts 63, cesdits ressorts étant appuyés sur cesdites pièces 65 et 66. Étant prisonniers des pièces 64 et des deux plateaux (54 et 55), les galets sont ainsi maintenus en place. L'ensemble des pièces identifiées par le #67 et où plusieurs coupes ont été pratiquées permet de constater les liens mécaniques établis entre les galets (60a), les pièces et les ressorts 63. Cet ensemble montre bien que sans les plateaux (54 et SS), les galets sont poussés hors de leurs emplacements par les ressorts 63 agissant sur les pièces 64. Le contact entre les galets 60a et les pièces 64 pourrait se faire par adhérence ou par l'intermédiaire de dents d'engrenages.
Comme nous l'avons déjà mentionné, l'ensemble des pièces identifiées par le #62 intègre les pièces du mécanisme permettant l'inclinaison des galets et le changement de vitesse de l'arbre de sortie 59. La pièce 66 est semblable aux pièces 65 sauf qu'en plus, elle intègre un engrenage 72 fixe sur un de ses côtés. Cedit engrenage 72 de la pièce 66 est relié à un deuxième engrenage 73, cedit engrenage 73 étant fixé au bout d'une tige 74 sortant du caisson, l'autre bout de cettedite tige 74 recevant une manivelle 52. En tournant cettedite manivelle 52, l'ensemble des pièces constituant l'ensemble #62 subit une rotation. On remarque que les deux bouts des pièces 65 et de la pièce 66 sont dotés d'engrenages 76, cesdits engrenages 76 étant tous en contact avec ceux du galet voisin. Ainsi, lorsque l'ensemble #62, équivalent au quatrième galet, subit une rotation en tournant la manivelle 52, il entraîne avec lui les trois autres galets dans un rotation identique.
La figure 35 montre une autre façon de concevoir le galet. Contrairement à
celui présent sur la figure 34 montrant un galet doté d'une rainure (60a), celui présent sur cette figure 35 n'a aucune rainure, ce qui contribue à
augmenter son adhérence aux plateaux. Pour ce faire, les deux pièces 64 ont été remplacées par deux nouvelles pièces 69 épousant parfaitement la surface du galet en contact avec les plateaux (54 et SS). Une rainure a été
pratiquée sur cettedite pièce 69 de façon à recevoir un ressort 70 assez similaire à celui décrit précédemment. Les autres caractéristiques de ce nouveau montage sont similaires à ceux déjà décrits sur la figure 34.
La figure 36 met en évidence les pièces fixées au caisson SOb et supportant l'ensemble des pièces constituant les galets (#61 et #62). Nous avons la pièce principale 53a fixée au caisson et les pièces 53b permettant de fixer chacun des galets 60 au moyen de vis 53c.
La figure 37 montre une vue du côté de l'arbre de sortie. Une coupe a été
pratiquée sur les deux parties du caisson (SOa et SOb), les deux plateaux ainsi que sur trois paliers.
La figure 38 montre une vue du côté du moteur, cedit moteur ayant été
enlevé. Une coupe a également été pratiquée sur les deux parties du caisson et les deux plateaux.
Les particularités de cette nouvelle boîte de vitesse et son originalité par rapport aux modèles précédents sont nombreuses. Contrairement aux modèles #2 et #3, on remarque sur les figures 29 et 30 qu'aucun mécanisme n'est prévu pour forcer le rapprochement des deux plateaux vers les galets G0. Etant donné cette nouvelle configuration des plateaux (54 et SS) leurs rapprochements n'auraient aucun effet sur les galets 69 lorsque ceux-ci adoptent une position de plus en plus verticale (fig. 31 ). Le manque d'adhérence des galets aux plateaux, accentué par leur usure normal, aurait vite fait de rendre le mécanisme inefficace. Il fallait donc trouver un autre moyen d'atteindre ce double objectif, soit l'adhérence des galets aux plateaux et un mécanisme permettant de compenser l'usure. Les figures 34 et 35 présentent les détails du mécanisme permettant de résoudre ces problèmes. En utilisant deux galets 60 alignés et en contact avec deux autres pièces similaires 64, cesdites pièces 64 exerçant une pression sur cesdits galets au moyen de deux ressorts 63, il devient alors possible d'optimiser le fonctionnement de cette nouvelle boîte de vitesse.
L'autre originalité de ce quatrième modèle de boîte de vitesse vient du mécanisme d'inclinaison des galets. Un mécanisme semblable pourrait d'ailleurs s'appliquer au modèle #2. Les liens établis entre les pièces supportant les galets (65 et 66) via les engrenages 76, le tout solidement fixé
aux porte-galets (53a, 53b et 53c), permettent l'atteinte de propriétés intéressantes sur Ie plan du fonctionnement et de la simplicité.
C'est ainsi que cette nouvelle conception et ce nouveau montage de la boîte de vitesse que j'ai inventés permettent d'atteindre les objectifs recherchés par l'utilisation d'une boîte de vitesse et que l'on ne retrouve que sur les systèmes hydrauliques. Ainsi, la figure 31 montre les galets dans une position parfaitement verticale et où la vitesse de l'arbre de sortie est à
son maximum. La figure 32 montre les galets légèrement inclinés vers la droite ce qui permet d'obtenir une vitesse très lente et inversée de l'arbre de sortie.
Finalement, la figure 33 montre les galets dans une position parfaitement horizontale ce qui équivaut à la position de freinage de l'arbre de sortie, les deux plateaux tournant à égale vitesse. Rappelons qu'entre ces trois positions se trouve une infinité de vitesse pouvant être atteinte en continu en tournant la manivelle 52. Comme sur les trois autres modèles présentés ci-haut, la position neutre qui libère l'arbre de sortie est obtenue en coupant l'alimentation du moteur.
Revendication : Ä venir 4 A gearbox with a crank transmitting to the shaft output a continuous increase or decrease in its speed, braking, and reversing its speed, this box speed being connected to a constant speed motor. The configuration of the trays of this new gearbox allows the vertical positioning of the rollers, said rollers being provided with a mechanism exerting pressure on them forcing their adhesions to the trays. This new configuration of the gearbox maximizes the properties of a dual-deck mount allowing an increase in the speed of the output shaft.
First model: A gearbox allowing a reduction fixed speed of rotation of the output shaft relative to the speed of rotation of the motor shaft.
Figures 1 to 3 show the basic and simplified version of this new gearbox. In Figure 1 we see the external appearance of three of components of the product: a box 4 and an output shaft 8, these subject of my invention, and a motor 9 at constant speed.
Figure 2 shows a sectional view showing the parts located inside the gear box.
FIG. 3 shows an exploded view of all the parts of the invention, the engine 9 having been removed to reveal only its tree.
This first model makes it possible to obtain a fixed reduction in the speed of the output shaft 8 while the motor speed remains constant and in one direction of rotation.
Here are the design and operating features of this new gearbox.
Two trays (1a and 1b) are placed face to face. On each of these trays are fixed two ring-shaped gears. Gears outside, called the outer gears of the plates (2a and 26), have a identical diameter. Inner gears, called gears trays, have a different diameter (S and ~, one being more small S than the other 6.
The outer gears of the trays (2a and 2b) are in contact with four smaller diameter gear wheels, called the gear wheels 3. The outer gear wheels 3 are attached to the box 4 via the part 3a, they are therefore fixed and do not turn only on themselves.
As for the external gears of the trays (2a and 2b), the gears inside the trays (S and ~ are also in contact with four smaller diameter gear wheels, called the gear wheels 7. The inner gear wheels 7 are attached to the spindle output 8 and unlike the four outer gear wheels 3 ensuring the contact between the two plates (1a and 1b), they are mobile. As we as can be seen in FIG. 2, said inner gear wheels 7 have a angled angle, unlike the outer gear wheels 3 which are parallel to the output shaft. This is due to the fact that the internal gear trays 6 located on the right tray 1b with which the wheels 7 internal gears are in contact is larger than that of left 5.
This set of parts is held in position by means of a box 4 attached to the motor housing 9 and four bearings 10.
It can be seen that the right plate 1b is fixed to the motor shaft 9a. When turns the said shaft 9a of the motor 9, it rotates said right tray 1b.
As soon as the right plate 1b rotates, the left plate 1 has rotated also given the mechanical link established between these said trays (1 a and 16) and the outer gear wheels 3. However, important feature of the invention, said left plate rotates at the same speed as the plate right 16 but, in the opposite direction.
The inner gear wheels 7 being in contact with the gears trays (5 and ~, when said trays (1a and 1b) are in rotation, said inner gears complete two movements of rotation: first, they turn on their own from their own axes, secondly, given their inclined positions, the runs through these inner gear wheels 7 is longer on the inner gear of the right plate 6 only on the internal gear of the left plate S. This type of mounting forces the gear wheels 7 to rotate around the axis of the motor shaft. Said wheels of internal gears 7 being fixed to the output shaft 8, as soon as they come into rotation, they drag in their movements cedit tree of output, hence the speed reduction effect of the output shaft 8 by report to that of the motor shaft.
It goes without saying that the number of gear wheels (3 and ~ used may vary from one to many as well as the inclination angle of the gear wheels 7, said angle being determined by the speed reduction sought. It is also possible to play with the inclination of the wheels of internal gears at the same time as that of the gears to obtain a different speed reduction ratio.
A similar effect could also be achieved by reversing the gear wheels (3 becomes ~, those inside can be straight and those outside becoming inclined.
Figure 3 showing an exploded view of the product highlights the parts necessary for the operation of this new gearbox. On this figure, only the box has been cut.
Second model: a gearbox which, by displacement of one arm allows continuous increase or reduction the rotational speed of the output shaft, the inversion of its speed and braking of this output shaft.
To allow a continuous variation of the speed in both directions of rotation and the addition of equivalent properties at zero speed and braking of the output shaft, several modifications are made to the model # 1.
Figures 4 to 18 show the details of these modifications.
We see in Figure 4 some components already present on the model # 1 is: a motor ll, a box 13 and an output shaft 15. This view exterior also shows the addition of three new pieces (12, 14 and 16) composing the speed and / or braking arm.
In FIG. 5 showing a sectional view of this new gearbox, the changes made to Model # 1 to reach the news properties sought are evident. We note that Model # 1 outer gears have been replaced with 18 rollers and that the trays (19a and 19b) have been dug (l9bl) so as to receive these said rollers and allow their inclinations. We also note that trays now consist of two pieces (19a-20a and 19b-20b) nested one inside the other and separated by multiple Zl springs. This assembly allows constant pressure to be exerted on the parts trays (20a and ZOb) to the rollers so that these said rollers strongly adhere to the plates, said rollers being subject to wear.
We also see a sectional view of the parts constituting the arm of speed and braking (12, 14, 16 and 17). The left plate 19b is inserted directly on the motor shaft lla while the right tray 19a is supported by a bearing 23b supported on the output shaft I5, said output shaft being itself even supported by a double ball bearing 23a inserted in the casing 13.
Figure 6 shows the parts constituting the right tray (19b-20b) and that the roller support 24 and 18d gougeons which hold in place the 18. It is noted that the external gears (2a and 2b) of the trays on model # 1 have disappeared and that these trays have summer dug 19b1 for receiving said rollers 18.
Figure 7 shows the same drawing with the addition of the six 18c pieces part of the six rollers 18. Said parts 18c are designed to pivoting on the piece 18d and thus allow the inclination of the rollers 18.
This piece 18c is equipped with two l8cl perforated arms designed to receive 17. This piece 18c holds the roller using the 18th piece which is screwed on the outline of this coin 18c.
In FIG. 8, the bearings 18b receiving the anti-slip strip 18a shingle are added.
FIG. 9 shows the assembly of the components constituting the rollers 18 times their anti-slip strips 18a added.
Figure 10 highlights the piece 17 and its links with the pieces 18c.
To facilitate understanding of these links, 18a 18b and 18e constituting the rollers were removed as well as three of the pieces 18c.
Let us first mention the link between parts 17 and 18c via holes l8cl performed on said piece 18c and the six inner rods 17b of the piece 17.
We also note that this piece 17 has six stems outside 17a.
In Figure 11, the box 13 has been added. We see that the six stems 17a outside the room 17 out by six slots 136 practiced on cedit 13. This assembly allows a lateral displacement of said part 17 to the right or to the left of the box 13, that is to say in the direction of the axis of the output shaft 15.
In Figure 12, part 14 has been added. This piece 14 lets out the six outer rods 17a of the piece 17 by six inclined slots 14a practiced on the contour of this part 14. Two holes 14b appear on this part 14 so as to allow the attachment of the speed arm 12 and the union of the pieces 12, 14 and 16, this piece 16 appearing on the figure 13.
In addition to allowing the speed variation, its inversion and braking the output shaft IS, this arrangement makes it possible to prevent impurities from are introduced into the casing 13, mainly via the piece 16 which covers the openings 13b made on the casing 13.
Figures 14 and 15 show the maximum inclination positions allowed to the rollers 18 in both directions of rotation of the output shaft I5. Sure this view, the pieces constituting the left plate (19a-20a) were removed and a cut was made on the box. The bearings (23-23b) are also absent from this figure.
Figures 16, 17 and 18 show a sectional view showing three multiple positions that can be occupied by the rollers 18 and the positioning of the other parts of the mechanism according to the inclination of rollers 18.
Here are the design and operating features of this new gearbox.
Just like in model # 1, we can see in figure 5 that the plateau on the right 19b is attached to the motor shaft 11a. When this right tray 9b in rotation, it simultaneously causes the inverse rotation of the plateau of left 19a through the rollers 18 fixed to the box 13. Said rollers 18 replace in some way the toothed outer gears 3 of the #l model, while improving the properties of the internal gears inclined 7 of said model # 1. Said rollers 18 being fixed to the casing 13, they can only turn on themselves by the rotation of the two trays (19a-19b) and tilt relative to the axis of the output shaft I5.
The inclination of these rollers 18 is caused by the movement of the arm speed 12 up or down. Given that this arm of speed IZ is integral with the piece 14 and that this piece 14 is provided of inclined grooves 14a in which the rods 17a of the piece slide the displacement of said speed arm 12 forces a lateral displacement of this part 17, said lateral displacement being allowed by the grooves 13b on the casing 13. The inner rods 17b of the piece 17 being in link with the arms 18c1 of the parts 18c, the lateral displacement of the part 17 forces said parts 18c to tilt relative to the axis of the parts 18d of roller holder 24. This piece 18c being the one supporting all the parts of the wheel, in its tilting movement, it entails the same blow the slope of the roller.
The right plate 19b always rotates at a constant speed and equal to that of the motor shaft. This is the inclination at different angles of the rollers 18 who causes a variation of the rotation speed of the left plate 19a by compared to that of law 196. The only moment where the speed of the two trays equals occurs when the speed arm is in its position terraced, which implies that the rollers are perfectly parallel with the tree of IS output as shown in Figure 17.
Considering that the rotational force comes from the motor shaft lla and that it turns clockwise (seen from the side of the motor shaft), in the case of Figure 16, the sequence will be as follows.
In its rotational movement, the right plate 19b, directly attached to the motor shaft 11 has rotated the rollers 18 in the opposite direction to the Clockwise. Simultaneously, these said rollers turn the plate left 19a counterclockwise, both trays turning in the opposite direction. Said rollers being inclined to a angle of -45 degrees relative to the I5 output shaft, their points of contact are much closer to the center of the left plateau 19a than to that of 196. Said rollers 18 having a fixed position relative to the box 13, the speed of rotation of the left plate 19a is thus accelerated compared to that of the right tray 19b. This difference in speed between the two trays causes rotation of the output shaft IS, said tree of exit being provided with gear wheels (25a and 25b) sharing a mechanical link with the gears (22a and 22b) attached to each of said plates (19a and 19b).
In this figure 16, we have the maximum speed that can be reached by the output shaft I5. On a motor vehicle equipped with this new box speed, this speed would be considered as allowing vehicle to advance.
In FIG. 17, the rollers are in a position parallel to the shaft of output 1 S. In this position, the left plate 19a turns to the same speed as the right tray 19b, but always in the opposite direction. So, the speed transmitted by the trays to the IS output shaft via the gears 25a-25b and 22a-22b is the same for both trays, which has the effect to transmit to the output shaft zero speed. But be careful, he does it's not just about zero speed. In this figure 17, all the parts contributing to the rotation of the IS output shaft are in motion, only the output shaft IS is immobilized. If we try to turn manually cedit output shaft, it must fight against the rotation force of motor and inertia of all moving parts. No, it's not about a zero speed but a speed o allowing the braking of the output shaft 1 S "and it is very effective. On this type of assembly, for that the output shaft can rotate freely, it is necessary to cut the source of energy supplying the engine. The resistance to rotate of the output shaft is then limited to the energy required to move the parts mechanism: gears, trays, rollers and parts moving motor.
In FIG. 18, the rollers 18 are inclined in the opposite direction of FIG.
The behavior of the mechanism is therefore the same as that of FIG.
but with one important difference. While in Figure 16 the plateau left 19a rotated faster than the right tray 196, in the figure 19, the situation is reversed, the left board 19a now turns over slowly than the right one 19b, which has the effect of reversing the meaning of rotation of the output shaft IS with respect to FIG. 16. This new speed of the IS output shaft is the slowest allowed by this mechanism, as it was designed. If this new gearbox was installed on a motorized vehicle, this configuration of the mechanism would be the one used to allow the vehicle to retreat.
Third model: a gearbox that, by moving of a speed arm, allows an increase or a reduction continuously the rotational speed of the output shaft, the reversal of its speed and the braking of said output shaft, this gearbox also incorporating a differential equipped with two output shafts, this gearbox being also suitable to receive multiple output trees rotating at the same lo speed as the motor shaft and unrelated to the speed or the direction of rotation of the trees of the differentiation This third model uses the same mechanical principles as those described in model # 2, however, it also incorporates the principle of differential that is found on most motorized vehicles. The Figures 19 to 27 show the design details of this new model.
Figure 19 shows an overview of this new gearbox.
As can be seen, the motor shaft 26 is located at the front of the box of rather than on the side and, as on any differential, we find two output trees (27a and 276) placed on the sides of this box speed. As on the second model, we have a box 28 containing the entire mechanism and a speed arm 29.
Figure 20 shows all the serrated gears built into the system either one of the outer gears of the ring-shaped trays 30b and attached to the right plate 31a, the three serrated wheels (32a, 326 and 32c) attached to the box 28, the toothed wheel 33 attached to the motor shaft 26 and making turn the two plates (31 a and 31 b) in opposite directions, the two serrated wheels (34a and 34b) attached to the roller carriers 36 and finally, the two serrated wheels (35a and 35b) attached to each of the output shafts of the differential (27a and 276). This figure 20 also highlights the piece 36 on which will be fixed each of the four rollers with a bolt 36a.
To facilitate the understanding of the mechanism, the left plate 31 a does not appear on any of these figures. The design details of the trays causing pressure to be exerted on the rollers to favor their adhesion to these said trays are also not described, the principle being similar to that presented on model # 2. Let's mention the lines (31a-31a2) appearing in Figure 20 and showing where separating the two pieces constituting said said trays.
In FIG. 21, part of the part 37 (37a) forcing the inclination of the rollers 38 has been added. This one compares to the inner room of a ball bearing, said balls 37c appearing on the outer contour of this part 37a. Note also detail 37d of Exhibit 37, that is that where will be inserted the part of the roller 38a allowing a mechanical link between said pieces 36 and 37.
Figure 22, where the rollers 38 are added, shows a sectional view showing highlight the mechanical links between the rollers 38 and the parts 36 and 37.
The missing part of Exhibit 37 (37b) has also been added. We see that the rollers are able to tilt by pivoting on the bolt 36a and this, under the effect of the lateral displacement of the piece 37.
Figure 23 shows the parts 39 contributing to the lateral displacement of the piece 37, said lateral displacement causing the inclination of the rollers 38.
remark on this piece 39 the presence of two rods (39a and 39b).
These contribute to the lateral displacement of this piece 39, that is, parallel to the axis of the differential shafts.
In FIG. 24 the part attached to the speed arm 40 as well as said arms of 40c speed are added. This figure highlights the links between this piece 40 and the rods (39a and 39b) of part 39. It can be seen that grooves (40d and 40e) have been made to allow this part 40 to turn slightly on its axis. When going up or down the arm of speed 40c, the inclined grooves (40a and 40b) practiced on this room 40 forces a lateral displacement of the piece 39. This lateral displacement is not however, possible only with the part 41 shown in FIG. 25. Cettedite piece 41, fixed to the box 28, prevents the piece 39 from turning on its own axis. The grooves 41a made on the part 41 only make it possible to freedom of movement of the speed arm 40c.
Figure 26 shows all the parts of the mechanism and its box 28, once removed the lid of said box 28. Just as for the part 41, the grooves 28a and 28b made on the part 41 are intended to to permit a freedom of movement of the speed arm 40c.
Figure 27 shows that this gearbox can be equipped with several output shafts all rotating at the same speed as the engine.
This new gearbox works in the following way.
When the motor shaft 26 rotates, it turns the two trays (31 a and 31 b) at the same speed but in the opposite direction. The rollers 38, in close contact with the two plates, at the same time enter in rotation.
When said rollers 38 are perfectly parallel to the axis of the shafts of the differential 27, they make the spot by turning on themselves.
This behavior of the mechanism implies that the speed arm 40 is in middle position which is also equivalent to the braking position.
As soon as said speed arm 40 is lowered or mounted, the mechanical links between the pieces 37, 38, 39, 40 and 41, force the rollers 38 to tilt the following way. The grooves (40a and 40b) of the workpiece 40 slide the rods (39a and 396) of the piece 39 forcing the lateral displacement of this die Exhibit 39. Exhibit 39 being attached to Exhibit 37 (37b), this Exhibit 39 force in turn the lateral displacement of this piece 37. This piece of work 37 being in connection with the rollers (38a in 37d), this lateral displacement therefore entails the inclination of the rollers.
Once inclined, the path traveled by these said pebbles becomes more important on one tray than on the other. These then start turning around the shaft axis of the differential 27 (unlike the others models, these said rollers are not attached to the box and rotate according to the same axis as that of the motor shaft, moreover the part supporting the rollers 36 - once modify - could be attached directly to a tree of single output rather than a differential mechanism, which demonstrates a new way to allow rotation or braking of said output shaft).
Said rollers being all fixed to the piece 36, in their movements of rotation, they cause this part 36. It is known that this part 36 is provided with two gears (34a and 34b) in contact with the gears (35a and 35b) of the two shafts (27a and 27b) of the differential 27. While turning, the piece 36 acts on these differential output shafts according to the same law mechanical than that found on a conventional differential.
We know that for many vehicles equipped with a differential, commercial vehicles, it is often practical to obtain output to power other devices, such as machinery agricultural. We see in Figure 20 the three gears (32a, 32b and 32c) fixed to the box 28, the fourth 33 being attached to the motor shaft 26. Nothing prevents one or more of these gears (32a, 32b and 32c) from being connected to an output shaft rotating at the same speed as the motor shaft.
Figure 27 shows the invention we just described with three trees additional output (42a, 42b and 42c).
The same principle could also apply to model # 1 that we have described previously. However, given the differences in diameter between the external gears of the trays (2a and 2b) and that of the 7 outer gear wheels, the speed of these new output shafts compared to that of the motor shaft will be significantly accelerated.
Fourth model: a gearbox with a crank transmitting to the output shaft an increase or a continuous reduction of speed, braking, and reversal of its speed, this gearbox being connected to a motor with constant speed. The configuration of the trays of this new gearbox allows vertical positioning of rollers, said rollers being provided with a mechanism exerting a pressure on the plates forcing the adhesion of these said rollers to trays This new configuration of the gearbox maximizes the properties of a dual-deck mount allowing a maximum increase in the speed of the tree Release.
We have seen on models # 2 and # 3 that the maximum inclination of rollers was equal in both directions of rotation. Although this mechanism allows a higher speed in one direction than in the other, we know that it is sometimes desirable that the speed of the output shaft of the engine is much faster in one direction than in the other. By example the front speed of motor vehicles is usually a lot faster than backwards. I discovered that it was possible to configure this new gearbox so that the speed transmitted by the plate fixed to the motor shaft to the second plate is maximum, which implies a perfectly perpendicular position of rollers with respect to the output shaft.
Figure 28 shows the appearance of this new gearbox.
As we can see, we find components similar to those present on the previously described models: a box (SOa and SOb), an output axle Sl and a crank S2a and its housing S2b, cettedite hand crank playing the same role as the speed arm on the models # 2 and # 3. We also see the outer part of the roller holder S3.
Figure 29 shows the two trays (S4 and SS) of this new box of speed. Note that these are quite different from the models preceding, the plate connected to the SS motor shaft being considerably more elongated than the left one S4. This figure also shows four levels those (S6b and S6c) supporting the left tray S4 to SOb and the two others (S6a and S6d) supporting the output shaft S9 at both the SOb case and at left tray S4. The S6d supporting the output shaft to the left board is integrated in the gear S7a of this left tray.
Figure 30 shows the same parts as those of Figure 29 in addition to gears of the trays (57a and 57b) and those (58a and 58b) of the exit 59.
Figures 31, 32 and 33 show three positions that can be occupied by the pebbles.
On the 31, the position of the rollers 60 is perfectly vertical. This position rollers 60 is equivalent to the maximum speed that the tree can reach output 59, the left plate 54 rotating much faster than that of right.
In FIG. 32, the rollers 60 are slightly inclined in the direction of the Clockwise. When in this position, the meaning of rotation of the output shaft 59 is reversed since the left plate 54 now turn a little slower than the one on the right SS. In addition, the speed of the output shaft 59 is greatly diminished.
Figure 33 shows the rollers 60 in a perfectly horizontal position. The two trays (54 and SS) thus rotating at the same speed, this position of rollers 60 equals that of braking.
Figure 34 shows the rollers 60 and part of their components. We note also some of the pieces contributing to their inclinations. of the cuts were made and some parts were removed to allow a better understanding of the mechanism. In reality, all pieces identified by # 61 is reproduced three times which equates to the three pebbles down. As for the fourth wheel identified by # 62, it is identical to the other three pebbles except that in addition, it integrates the components (52, 72, 73 and 74) allowing the inclination of said rollers.
These new parts and their mechanical links are very different from what we saw on the previous models. The pebbles 60 are now double and in contact with two pieces 64 each undergoing pressure of a spring 63. Said pieces 64 are supported by the piece 65 on which they can move towards the pebbles 60 by through four slots 65a on the piece 65. The same principle is used on the piece 66 carrying components allowing the inclination of pebbles. This arrangement makes it possible to compensate for the wear of these said rollers 60 while forcing their adhesion to the trays (54 and SS) by two springs 63, said springs being supported on 65 and 66. Being prisoners of Exhibits 64 and both trays (54 and 55), the rollers are thus held in place. All of the parts identified by # 67 and where multiple cuts were made allows to note the mechanical links established between the rollers (60a), the parts and the springs 63. This set shows that without the trays (54 and SS), the rollers are pushed out of their places by the springs 63 acting on the pieces 64. The contact between the rollers 60a and the pieces 64 could be done by adhesion or through gear teeth.
As we have already mentioned, all the pieces identified by the # 62 integrates the parts of the mechanism allowing the inclination of the rollers and the speed change of the output shaft 59. The piece 66 is similar to parts 65 except that in addition, it incorporates a fixed gear 72 on one of his sides. This gear 72 of the workpiece 66 is connected to a second gear 73, said gear 73 being fixed at the end of a rod 74 coming out of the box, the other end of this rod 74 receiving a crank 52. Turning this crank 52, all the parts constituting the set # 62 rotates. We notice that the two ends of pieces 65 and part 66 are provided with gears 76, said gears 76 being all in contact with those of the neighboring pebble. So, when set # 62, equivalent the fourth roller, is rotated by turning the crank 52, he results with him the other three pebbles in an identical rotation.
Figure 35 shows another way of designing the roller. Contrary to that shown in FIG. 34 showing a roller with a groove (60a), the one present in this figure 35 has no groove, which contributes to increase its adhesion to the trays. To do this, both pieces 64 have been replaced by two new pieces 69 perfectly matching the roller surface in contact with the trays (54 and SS). A groove has been practiced on this piece 69 so as to receive a spring 70 enough similar to that described previously. Other features of this new mounting are similar to those already described in Figure 34.
Figure 36 highlights the parts attached to the SOb box and supporting all the parts constituting the rollers (# 61 and # 62). We have the main part 53a fixed to the box and the parts 53b making it possible to fix each of the rollers 60 by means of screws 53c.
Fig. 37 shows a side view of the output shaft. A cup was practiced on the two parts of the box (SOa and SOb), the two trays so only on three levels.
FIG. 38 shows a view of the engine side, said engine having been removed. A cut was also made on both parts of the box and the two trays.
The peculiarities of this new gearbox and its originality by compared to previous models are numerous. Contrary to models # 2 and # 3, we note in Figures 29 and 30 that no mechanism is intended to force the approach of the two trays to the pebbles G0. Given this new configuration of the trays (54 and SS) their approximations would have no effect on the pebbles 69 when they adopt an increasingly vertical position (Figure 31). The lack adhesion of the rollers to the trays, accentuated by their normal wear, would have quickly make the mechanism ineffective. So we had to find another way of achieving this dual objective, namely the adherence of pebbles to trays and a mechanism to compensate for wear. Figures 34 and 35 present the details of the mechanism for solving these problems. Using two rollers 60 aligned and in contact with two others similar parts 64, said parts 64 exerting pressure on said rollers by means of two springs 63, it then becomes possible to optimize the operation of this new gearbox.
The other originality of this fourth gearbox model comes from tilting mechanism of the rollers. A similar mechanism could moreover, apply to model # 2. The links established between the pieces supporting the rollers (65 and 66) via the gears 76, all firmly fixed with the roller carriers (53a, 53b and 53c) allow the attainment of properties interesting in terms of operation and simplicity.
This is how this new design and new assembly of the box of speed that I invented make it possible to achieve the desired objectives by the use of a gearbox and that one finds only on the hydraulic systems. So, Figure 31 shows the pebbles in a perfectly vertical position and where the speed of the output shaft is at his maximum. Figure 32 shows the rollers slightly inclined to the right which makes it possible to obtain a very slow and inverted speed of the exit.
Finally, Figure 33 shows the rollers in a perfectly horizontal which is equivalent to the braking position of the output shaft, the two platters rotating at equal speed. Recall that between these three positions is an infinity of speed that can be reached continuously in turning the crank 52. As on the other three models presented above, the neutral position which releases the output shaft is obtained by cutting the engine power supply.
Claim: To come