Différentiel à transmission progressive de la vitesse. La présente invention a pour objet un différentiel à transmission progressive de la vitesse, au moment du démarrage d'un mo teur ou d'un changement de vitesse.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, sur le dessin schématique ci-annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue en coupe de l'ap pareil; La fig. 2 est une vue en coupe, faite à plus grande échelle, de l'un des gyroscopes que comporte le différentiel.
Ce dernier comprend un carter 1 dans lequel pénètre l'axe 2 qui est mû par un moteur et qui tourne dans un palier 3 avec roulement à billes. Cet axe 2 porte, à son extrémité, un pignon 4 qui engrène avec les deux roues coniques 5 et 6, lesquelles tournent en sens inverse l'une de l'autre et sont mon tées librement par l'intermédiaire des roule ments à billes 7, autour de la couronne 8 d'un flasque 9. La couronne 8 est solidaire d'une pièce 10 le long de laquelle peut cou lisser une couronne à organes d'embrayage 11.
Le déplacement de cette couronne est commandé par un levier extérieur 12 qui, en pivotant autour d'un axe fixe 13, entraîne un train baladeur 14 et une fourchette 15, la quelle à son tour, fait déplacer la couronne à organes d'embrayage 11; le levier 12 peut occuper trois positions différentes : dans la position I, représentée sur la figure, la cou ronne 11 est embrayée avec la roue conique 5; si le levier 12 est vertical (position II), la couronne 11 n'est embrayée avec aucune des roues 5 ou 6; enfin, dans la position III, la couronne est embrayée avec la roue conique 6. Ainsi, suivant la position du levier 12, la couronne 8 et le flasque 9 restent immobiles ou sont entraînées par l'une des roues 5 ou 6 en tournant dans le même sens que la roue qui est embrayée.
La couronne 8 est vissée, à une extrémité, à l'intérieur d'un flasque 16, qui, par suite, tourne avec la couronne 8 et le flasque 9. Les flasques 9 et 16 servent respectivement de cou vercles à des boîtiers 17 et 18 qui tournent librement, par l'intermédiaire de roulements à billes 19 et 20, par exemple autour des demi-essieux 21 et 22 des roues motrices d'une voiture automobile. Le boîtier 17, qui est pourvu de deux bouchons de démontage 23, renferme un axe de gyroscope 25 qui porte deux pignons 26 et 27 disposés respectivement à chacune de ses extrémités. Le pignon 26 est claveté sur l'axe 25, tandis que le pignon 27 tourne librement autour de cet axe. Ces pignons en grènent avec la couronne dentée 28 de la roue 29 qui est clavetée sur l'essieu 21.
A l'intérieur du boîtier 18, on retrouve les mêmes éléments, c'est-à-dire un axe de gy roscope 30, qui porte les pignons 32 et 33, le premier claveté sur l'axe 30 et le deuxième monté librement autour de cet axe; ces pignons dentés engrènent également avec la couronne dentée 34 de la roue 35, laquelle est clavetée sur l'essieu 22.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Si l'axe 2 est mû par un moteur dans le sens de la flèche A et si le levier 12 se trouve dans la position I, la roue 5 fait tourner, dans le sens indiqué par la flèche B et par l'intermédiaire de la couronne à or ganes d'embrayage 11 et de la pièce 10, la couronne 8, les flasques 9 et 16 et les boî tiers 17 et 18. Ceux-ci, à leur tour, entraînent, dans les sens de rotation indiqués respective ment par les flèches C et D, les axes des gyroscopes 25 et 30, dont les pignons 26 et 27, d'une part, et 32 et 33, d'autre part, roulent respectivement sur les couronnes den tées 28 et 34.
Les roues 29 et 35 étant supposées im mobiles, les pignons 26 et 32 se mettent à tourner sur eux-mêmes et, par suite, les axes 25 et 30 tournent également sur eux-mêmes dans les sens indiqués par les flèches E et F. Il y a naissance d'un couple gyroscopique et les roues 29 et 35 commencent à tourner à une vitesse qui croît progressivement, mais rapidement et tend à se rapprocher de celle des boîtiers 17 et 18. Les roues 29 et 35 entraînent, à leur tour, les essieux 21 et 22 dans les sens de rotation indiqués par les flèches G et H.
L'appareil ainsi réalisé constitue un diffé rentiel ayant une grande souplesse: si l'une des roues de la voiture rencontre une résis tance qui ralentit son mouvement, il n'y a aucune répercussion sur le mouvement de la roue opposée. Dans une côte les variations de mouve ment des roues n'affectent pas sensiblement le régime du moteur.
Le différentiel décrit fonctionne dans le cas de la marche avant ainsi que dans celui de la marche arrière.
En dehors de son application dans l'in dustrie automobile, l'utilisation du dispositif est prévue dans toutes les installations qui nécessitent l'emploi d'un différentiel avec chan gement de vitesse (cas de la grosse traction par moteurs à explosions et à combustion etc.).
L'appareil offre l'avantage de pouvoir être aisément démonté: à cet effet, on déboulonne les flasques 36 du carter 1, puis il est possible de retirer tous les organes pour les vérifier.
Les masses en mouvement sont équi librées avec soin; c'est d'ailleurs, dans ce but que l'on utilise les pignons 27 et 33 qui servent respectivement de contrepoids aux pignons 26 et 32.
On peut chercher à rendre le différentiel réversible et à alléger les gyroscopes.
Ces derniers sont établis, à cet effet, comme l'indique le schéma de la fig. 2. Dans la forme d'exécution décrite lorsqu'on freine l'arbre 2 du différentiel et que l'on fait tourner l'arbre ou essieu 21 (ou 22), l'arbre 25 tourne avec son gyroscope avec une très grande accélération de vitesse puisqu'aucun effort retardateur important ne tend à ce moment à ralentir sa vitesse et, à entraîner le carter 9, 17 dans un mouvement relatif par rapport à la roue dentée 29.
Pour supprimer cet inconvénient, dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, le pignon 27, précédemment monté librement sur l'axe 25, est maintenant claveté sur un axe 37 passant dans l'axe 25 creusé à cet effet et débouchant dans le gyroscope 25a qui est creux et, par suite, considérablement allégé. Cet axe 37 est claveté sur une roue dentée 38, engrenant avec deux pignons 39 et 40, dont l'un, 39, est claveté sur l'axe 41 d'un gyroscope 42, tandis que l'autre est monté librement sur cet axe qui, étant sup porté en 43 par le gyroscope principal 25a, se trouve placé perpendiculairement par rap port à l'axe 25. C'est donc là une disposition analogue à celle existant dans le carter 9, 17.
Lorsque le gyroscope 25a, se met à tourner, le couple gyroscopique qui prend naissance entraîne le carter 9, 17, si l'effort vient de l'arbre 21, la roue 29 actionne, par l'inter médiaire du pignon 26, le gyroscope creux 25a, tandis que le pignon 27 actionne, par l'intermédiaire des pignons 38 et 39, le gyros cope 42; la rotation de ce dernier autour de l'axe 41 donne naissance à un couple gyros copique qui freine l'organe 25 et le pignon 26, ce qui entraîne par contrecoup le carter 9, 17. Donc, que l'effort vienne de l'arbre primaire ou de l'arbre secondaire, il y a en traînement par l'intermédiaire de cet accou plement gyroscopique.
Dans ces conditions, le gyroscope 25a (ou celui solidaire de l'axe 30) agit non seule ment par son inertie propre, mais aussi par celle- du gyroscope 42 qui tourne très vite et donne un très grand couple retardateur. Le poids de ce dernier peut être assez réduit en raison de sa grande vitesse.
Lorsque l'effort vient de l'arbre ou essieu 21, c'est le gyroscope 42 qui crée la résis tance gyroscopique tendant à s'opposer à la rotation, sur l'axe 25, du gyroscope principal 25a, d'où résulte un effort retardateur déter minant l'entraînement du carter 9, 17.
Le dispositif devient ainsi réversible et peut être appliqué dans tous les cas où est nécessaire un accouplement démultiplicateur réversible et différentiel, l'appareil ne com portant qu'un seul jeu de gyroscopes 25a et 42. avec tous les organes correspondants.
Ce dispositif est susceptible d'être appli qué aux génératrices ou aux moteurs élec triques, ou à combustion interne, en permet tant, en particulier, d'obtenir un meilleur démarrage de ces moteurs. En l'utilisant sur les locomotives, on facilite le démarrage et l'on obtient, en outre d'une récupération des efforts, un effet différentiel efficace dans les courbes.
Le choix des gyroscopes à utiliser dans des conditions données peut être déterminé par l'étude d'abaques obtenus de la manière suivante En désignant par C le couple gyrosco pique développe par un moteur tournant à une vitesse w, l'un des demi-essieux tournant dans un virage, à une vitesse w', et par I le moment d'inertie du gyroscope, la valeur du couple C en kilogrammètres est donnée par la relation C =I ¿ w ¿ w'.
I représente le moment d'inertie d'un or gane circulaire de masse M kilogrammes et de rayon R mètres; la valeur de I est donnée par la relation
EMI0003.0000
celle de w, pour un nombre N de tours par seconde, est donnée par w = 2 n N. Si n est le rapport de démultiplication dû à la présence de la roue 29 et du pignon 26, la vitesse w' est liée à la vitesse w par la relation
EMI0003.0001
d'où l'on déduit w' =
EMI0003.0002
La valeur du couple gyroscopique est donc donnée par la relation
EMI0003.0003
La variation du couple C est donc linéaire par rapport à la masse M; en donnant aux quantités R, N et n, considérées comme des paramètres, des valeurs déterminées et en faisant varier la quantité M, l'on obtient un réseau de droites;
en donnant successivement à R, N et n des valeurs différentes, on su perpose au premier réseau plusieurs réseaux de droites et l'on obtient un abaque donnant les valeurs du couple gyroscopique pour des valeurs déterminées des quantités M, R, N et n.