Véhicule à moteur. L'objet de la présente invention est un véhicule à moteur comportant un dispositif à roue libre de transmission de puissance par frottement, constitué par au .moins un organe d'entraînement par frottement solidaire d'au moins un organe à rotation rapide .commandé par des roues d'engrenage à idienture hélicoï dale, la réaction axiale engendrée pa.r #lles- ci pendant leur mouvement étant utilisée pour l'emuraya.ge et le débrayage id'esdits organes d'entraînement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du dispositif idle transmission de puissance du véhicule à moteur.
La fig. 1 est une coupe horizontale,d'une première forme d'exécution; La fig. 2 est une coupe verticale dune deuxième forme d'exécution; La fig. 3 est une coupe transversale sui vant Va,xe A-A de la fig. 2;
La fig. 4 est une coupe transversale id'une troisième forme d'exécution; La fig. 5 est une coupe transversale par- tiélle id'une quatrième forme d'exécution; Les fig. 6 et ? .sont des @coupes similaires de deux autres formes d'exécution.
La fig. 1 montre une forme d'exécution du dispositif ;d'e transmission & puissance appliquée à la commande des deux roues ar rières -de l'automobile. Cette commande s'ef fectue .au moyen d'un arbre @de transmission <I>a,</I> la boîte cylindrique tournante <I>b</I> du idiffé- rentiel étant montée de façon à être entraînée au moyen d'un pignon d'angle c par l'inter médiaire,
d'une couronne annulaire (dentée d fixée sur la boîte idudifférentiel de la ma nière usuelle.
A l'intérieur de .la .boîte tournante b se trouvent montées sur l'un .des côtés trois roues dentées planétaires, une d'entre elles étant visible en d', engrenant -constamment avec une roue dentée centrale ou solaire 1 montée sur un essieu f d'une ides roues arrières.
Tou tes les roues :dentées sont à identure héi daile simple, .de telle sorte qu'un effort de ro- tation entre la roue solaire et les roues plané taires provoque une réaction axiale âans un sens ou dans l'autre, suivant le sens .de l'ef fort de rotation.
Les roues planétaires sont montées de telle sorte qu'elles peuvent se déplacer axia- lement d'une certaine quantité, chacune d'elles possédant une paire & cônes d'em brayage mâles g et<I>la,</I> lesquels viennent en contact avec des surfaces coniques @d'em- brayage femelles, l'une -d'elles i étant dispo sée à l'intérieur de la boîte tournante b et l'autre j y étant rigidement fixées.
Lorsque les pignons planétaires occupent leur position axiale moyenne, telle qu'elle est figurée sur le dessin, ils tournent !librement sur leurs axes respectifs, mais lorsqu'ils sont déplacés axialement 'd'un côté ou de l'autre ils embrayent avec -la boîte tournante du dif férentiel par l'engagement de l'un ou l'autre des cônes d'embra.yage g et h avec les surfa ces coniques correspondantes.
Le côté opposé @de la boîte tournante du différentiel est également pourvu d'éléments semblables, soit trois pignons planétaires, en constant engrènement avec une roue 'dentée solaire L' montée sur l'essieu @d'e l'autre roue d'entraînement arrière de l'automobile.
Les deux roues solaires<I>L</I> et<I>L'</I> sont, de pr6fé- rence, d'un -plus grand diamètre que celui des pignons planétaires, -de sorte que lorsque ces derniers occupent leur position axiale moyenne, ils tournent plus rapidement que lesdites roues solaires L et L'.
Des moyens appropriés tel qu'un collier K commandé par une fourche extérieure, non figurée sur le :dessin, sont prévus pour em pêcher les pignons planétaires d'être .dépla cés axialement,de leur position moyenne .dans un certain sens, mais de leur permettre,de se mouvoir tout à fait librement dans l'autre sens.
Pendant la marche, en supposant que l'automobile roule suivant une ligne droite, 'e moteur transmettant un effort de rotation à la boîte tournante du différentiel par l'inter médiaire de l'arbre de transmission, la rota tion de cette ,boîte ,obligera les pignons plané- taires à.
se déplacer a.xial.ement par suite de la poussée -axiale engendrée par la forme hé- lic6dale -de leur denture, et, en raison du freinage inévitable qu'entraîne ale frottement eles axes des pignons (dans leurs paliers, jus qu'à ce que l'embrayage des cônes de friction enrayent la rotation des pignons sur leurs axes respectifs, ce qui provoque .la rotation com mune à vitesse égale des roues solaires et de la boite -du différentiel.
Si le moteur ralentit, l'automobile peut continuer à rouler à vid'e tout .à fait libre ment, ourles roues solaires deviennent les or ganes transmetteurs -et forcent les pignons planétaires, par suite de la poussée axiale ré sultant -de leur denture h@licoïld!ale, dans une direction axiale, désengageant les cônes d'enl- bray age servant précédemment de moyens de commande de la transmission, le déplacement axiale de 'ces pignons ne pouvant dé.,
passer leur position moyenne -de li'bre.rotationgrâce à la fourche commanidant de,colllier le ou à 'd'au tres moyens @d'a .rrêt appropriés. Les pignons tournent donc librement sur leurs axes res pectifs, tandis que 1a boîte tournante du -dif- férentiel peut être amenée en position de r:@- pos si c'est nécessaire.
Pour renverser la, marche de la voiture, ou afin :de permettre au moteur cl"a@gir comme frein, la fourche commandant le collier le ou les :utres dispositifs d'arrêt sont manoeuvrés de façon à permettre aux pignons de se dépla cer axialement dans un sens opposé à celui correspondant à. leurembrayage pour la mar che normale de la voiture et suivant leur course complète, de sorte que, par suite de l'emboîtement .des autres cônes d'embrayage.
la marche en sens inverse est établie.
Lorsque la voiture marche suivant une courbe, seule la roue arrière @du,côté intérieur transmet l'effort de roulement, la xo@tation -de lia roue arrière extérieure, provoquant le désemibrayage des cônes @de friction .des pi- crnons planétaires respectifs, jusqu'à ce .que la marche .suivant la. courbe soit achevée.
On peut utiliser le ,déplacement axial des éléments d'embrayage à friction vers la po sition moyenne de roue libre pour amener le moteur au ralenti par la fermeture :de la valve d'é tranglement de l'alimentation, in dépendamment de l'accélérateur.
Le véhicule peut comporter :des moyens appropriés pour l'obtention ,de ce résultat, par exemple la péâale de l'accélérateur agit sur un piston se mouvant dans un cylindre relié par l'intermédiaire d'une valve au tuyau d'a limentation multiple @du moteur.
Cette valve fait normalement communi quer ledit cylindre avec (atmosphère en ob turant en même temps le tuyanz d!e communi cation avec l'admission multiple, .de manière à ce que les mouvements habituels de la pé- d.alle,d'aceéflération ne soient pas affectés.
La valve est reliée mé camquement à l'or gane id'emibrayage à. friction à déplacement axial de telle sorte que lorsque cedernier est placé -dans sa position -de roue libre, la valve ferme .la communication avec Vatmosphère et met le cylindre en communication avec le tuyau d'admission multiple provoquant l'é- tablissement @clé l'aspiration régnant dans ce dernier sous ledit piston.
f1 en résulte un ef fort de soulèvement de la pédale d'accélé ration. surmontant la légère pression norma- lement appliquée par le pied @du conducteur, aussi longtemps que la position de roue libre est maintenue.
,Si 4e conducteur désire .accélérer, il lui suffit d'applliquer avec le pied une pression suffisante pour surmonter l'effort exercé par 1 e piston.
Dans une autre forme @d@exécuti-on ,dru,dis- p.ositif @de transmission de puissance repré sentée par les fig. 2 et 3, un simple em brayage à roue libre est intercalé entre la boîte Ides vitesses et le,différenheil ,de la voi ture, un accouplement m réalisant la con nexion contre l'arbre de troisième vitesse de 1a boîte et l'arbre ,de -commande n idu dispositif,
o représentant l'arbre de transmission.
L'extrémité :de l'arbre n forme un pi gnon. p à denture hélicoïdale simple engre nant avec trois pignons planétaires q tour nant sur des tourillons r portés par des pa liers disposés dans la boîte-carter s solidaire de l'arbre o. Les tourillons r sont prolongés d'un côté et passent dans des paliers por tés par une pièce à collier t, le frottement dans ces paliers étant réglable au moyen des chapeaux à ressort 2s. Une fourche v engagée dans une rainure de la pièce à collier t, est portée par un levier d'angle zo dont l'extré mité opposée est pourvue d'un maneton ou tourillon x, coulissant dans une rainure pratiquée dans le levier z.
Ce levier z est monté sur un tourillon 2 et porte un dis positif d'arrêt par bille 3 et ressort de pres sion pour son blocage en des position déter minées.
En marche, lorsque le levier z occupe la position indiquée par la fi-. 2, le levier d'angle ne peut se déplacer, de sorte que les pignons planétaires sont maintenus dans leur position axiale, réalisant ainsi la marche du moteur avec roue libre. Lorsque le le vier z est déplacé dans le sens du mouve ment des aiguilles d'une montre (fig. 2), le tourillon x du levier d'angle est libre d'être soulevé et de revenir ensuite à sa position première, telle qu'elle est indiquée sur la fig. 2, grâce à l'élargissement de la rainure y à ses extrémités. En conséquence, la pièce à collier t peut être déplacée vers la droite et revenir ensuite à sa position telle qu'in diquée sur la fig. 2.
Dans ces conditions, les pignons planétaires sont libres de se mou voir vers la droite lorsqu'un effort de rota tion tend à les déplacer dans ce sens, de fa çon à provoquer l'embrayage de leurs cônes avec les surfaces de frottement correspon dantes de la boîte-carter s. Les pignons peu vent également revenir dans leur position moyenne aussitôt que le sens de l'effort de rotation est renversé.
Si le levier z est déplacé de sa position centrale dans le sens opposé à celui du mou vement des aiguilles d'une montre, les pi gnons planétaires sont alors-libres de se mou voir vers la gauche et de revenir ensuite à la position indiquée sur la fig. 2.
Dans la forme d'exécution du dispositif selon l'invention représentée par la fig. 4, un simple mécanisme à roue libre est prévu, 4 représentant l'arbre de commande muni d'une roue dentée solaire 5 .engrenant avec un ou plusieurs pignons planétaires 6, cha cun de ceux-ci étant solidaire d'un cône de frottement 7 venant s'emboîter dans une sur face de frottement conique correspondante 8 pratiquée dans une boîte tournante 9 possé dant un prolongement annulaire 10 formant arbre de transmission commandé.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig. 5, au lieu d'employer des cônes d'embrayage travaillant avec des surfaces de frottement 'lubrifiées, on utilise des cônes à surfaces sèches, ainsi qu'indiqué en 11, ces cônes étant fixés rigidement sur un tourillon 12 portant le pignon planétaire 13, des rai nures aménagées en 14 étant convenable ment aérées afin de prévenir l'accès d'huile sur les surfaces de frottement des cônes 11.
La forme d'exécution du dispositif de transmission de puissance, représentée par la fig. 6, comprend des roues .libres, montées à l'intérieur & chacune des roues id'entraîne- ment arrière de l'automobile.
L'arbre ide transmission a :commande l'es sieu arrière 20 par l'intermédiaire d'un pi gnon c et d'une couronne dentée d, ,Get essieu portant à chaque extrémité une roue à iaen- ture héflicoïdaile, l'une. d'elles .étant indiquée en 21.
Un pignon 22 à denture hélicoïdale, en grenant avec la roue dentée, tourne sur un axe 23 portant des éléments d'embrayage conique 24 et 25. L'axe 23 est porté par des paliers -disposés sur le corps 26 de 'la. roue arrière, ce corps étant séparé de la boîte extérieure 27 soutenant les roues à ,denture hélicoïdale ,afin de permettre .1'emp'loi :d'éléments d'embrayage à frottement sec.
Il est évident que plusieurs axes 23 avec leurs éléments coniques 4'em- brayage respectifs peuvent être ,disposés sur le corps 26 de chacune des roues arrières. Une douille de commande 28, munie @d'une fourche 29, est prévue pour la manoeuvre de ou des éléments d'embrayage 24 -et 25, ainsi que décrit relativement à .la fig. 2.
Dans la forme !d'exécution @du dispositif de transmission @de puissance représentée par la fig, 17, un simple élément d'embrayage est commandé par l'arbre de transmission 31 au moyen -d'un train d'engrenage à deux éta ges,
-le premier comprenant une roue dentée 3'2 fixée rigidement sur l'arbre 31 et engre nant avec un pignon 33 monté rigidement sur un arbre 34 porté par une voie ide sup- port 35 montée rigidement sur l'arbre de com- ,mande 36, l'arbre 34 étant libre ,de se ;
dépla cer dans le sens axial. Une roue à ,denture hélicoldale 37, montée rigidement sur l'arbre 34, engrène avec un pignon à ,denture h.élicoidale 38 solidaire d'un cône d'embrayage mâle 40.
Ce dernier s'engage dans le cône ±d'embrayage femelle 39 lorsque l'arbre 31 tournedans le sens indiqué par la, flèche sur -la fi-,-.<B>7,</B> et se débraye lorsque le sens de la rotation est renversé par rapport à l'arbre entraîné 36, cet effet étant idû à la poussée axiale engendrée par la denture hé- liooï-dale des roues 37 et 318.
Grâce à la commande -du -cône @d'em- brayage par un train d'engrenage, à partir ±'e d'arbre :de transmission 31, il suffit -d'un effort de frottement minime entre les mem bres 39 et 40 pour .assurer ,l'arrêt de la rota tion du membre 40 par .rapport à celle de la boîte 35, Vembrayage de ces ideux parties réalisant alors un rapport ide transmission de 1 : 1 entre les arbres 31 et 36.
Motor vehicle. The object of the present invention is a motor vehicle comprising a freewheel device for transmitting power by friction, constituted by at least one drive member by friction integral with at least one rapidly rotating member. helical idienture gear wheels, the axial reaction generated pa.r # lles-these during their movement being used for the emuraya.ge and the disengagement id'es said drive members.
The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the device idle power transmission of the motor vehicle.
Fig. 1 is a horizontal section, of a first embodiment; Fig. 2 is a vertical section of a second embodiment; Fig. 3 is a cross section following Va, xe A-A of FIG. 2;
Fig. 4 is a cross section of a third embodiment; Fig. 5 is a partial cross section of a fourth embodiment; Figs. 6 and? . are similar sections of two other embodiments.
Fig. 1 shows an embodiment of the device; e transmission & power applied to the control of the two rear wheels -de the automobile. This control is effected by means of a transmission shaft <I> a, </I> the rotating cylindrical box <I> b </I> of the idifferent being mounted so as to be driven by means of an angle pinion c through the intermediary,
an annular ring gear (toothed d fixed on the differential case in the usual way.
Inside the rotating box b are mounted on one of the sides three planetary toothed wheels, one of them being visible at d ', constantly meshing with a central or solar toothed wheel 1 mounted on an axle with a rear wheels.
All the wheels: toothed are with simple wing identity, so that a rotational force between the sun wheel and the planar wheels causes an axial reaction in one direction or the other, depending on the direction .of the force of rotation.
The planetary wheels are mounted so that they can move axially a certain amount, each of them having a pair & male clutch cones g and <I> la, </I> which come in contact with conical surfaces @ of female clutch, one of them i being arranged inside the rotating box b and the other jy being rigidly fixed.
When the planetary gears are in their middle axial position, as shown in the drawing, they rotate freely on their respective axes, but when they are moved axially to one side or the other they engage with - the rotating box of the differential by engaging one or other of the clutch cones g and h with the corresponding conical surfaces.
The opposite side @of the rotating box of the differential is also provided with similar elements, that is to say three planetary gears, in constant mesh with a 'sun gear L' mounted on the axle @ of the other drive wheel rear of the automobile.
The two sun wheels <I> L </I> and <I> L '</I> are preferably of a larger diameter than that of the planetary gears, so that when the latter occupy their mean axial position, they turn faster than said sun wheels L and L '.
Appropriate means such as a collar K controlled by an outer fork, not shown in the drawing, are provided to prevent the planetary gears from being .moved axially, from their average position .in a certain direction, but from allow them to move quite freely in the other direction.
While driving, assuming that the automobile is traveling in a straight line, the engine transmitting a rotational force to the rotating box of the differential through the intermediary of the transmission shaft, the rotation of this box, will force the planetary gears to.
move axially as a result of the axial thrust generated by the helical shape of their teeth, and, due to the inevitable braking caused by the friction of the pinion axles (in their bearings, until that the clutch of the friction cones stop the rotation of the pinions on their respective axes, which causes the common rotation at equal speed of the sun wheels and of the differential gearbox.
If the engine slows down, the automobile can continue to run at empty capacity, or the sun wheels become the transmitting organs -and force the planetary gears, as a result of the resulting axial thrust -of their toothing. h @ licoïld! ale, in an axial direction, disengaging the clutch cones previously serving as transmission control means, the axial displacement of 'these pinions not being able to release.
pass their middle position -of lib.rotation thanks to the commanding fork of, glue the or to 'other suitable means @ of stopping. The pinions therefore rotate freely on their respective axes, while the rotating gearbox of the differential can be brought into the position of r: @ - pos if necessary.
To reverse the direction of the car, or in order: to allow the key engine as a brake, the fork controlling the collar the: other stopping device (s) are operated so as to allow the pinions to move axially in a direction opposite to that corresponding to their clutch for normal driving of the car and following their full stroke, so that, as a result of the engagement of the other clutch cones.
reverse operation is established.
When the car is driving in a curve, only the rear wheel @ on the inner side transmits the rolling force, the xo @ tation of the outer rear wheel, causing the friction cones @ of the respective planetary gears to disengage. , until .the step. following the. curve is completed.
The axial displacement of the friction clutch elements towards the middle freewheel position can be used to bring the engine to idle by closing: of the supply throttle valve, independently of the accelerator .
The vehicle may include: appropriate means for obtaining this result, for example the accelerator lever acts on a piston moving in a cylinder connected by means of a valve to the multiple supply pipe @of the motor.
This valve normally communicates said cylinder with (atmosphere while at the same time shutting off the communication pipe with the multiple inlet, so that the usual movements of the foot, aceflation are not affected.
The valve is mechanically connected to the clutch or gane. friction with axial displacement so that when the latter is placed -in its freewheel position, the valve closes the communication with the atmosphere and puts the cylinder in communication with the multiple intake pipe causing the setting @ key the suction prevailing in the latter under said piston.
f1 results in a strong lifting ef of the accelerator pedal. overcoming the slight pressure normally applied by the driver's foot, as long as the freewheel position is maintained.
If the 4th driver wishes to accelerate, he just needs to apply sufficient pressure with his foot to overcome the force exerted by the 1st piston.
In another form @ d @ execution, dru, device @ power transmission represented by figs. 2 and 3, a simple freewheel clutch is interposed between the gearbox of the same gears and the differential of the car, a coupling m making the connection against the third gear shaft of the gearbox and the shaft, control n id of the device,
o representing the transmission shaft.
The end: of the tree n forms a pin. p with simple helical teeth geared with three planetary gears q rotating on journals r carried by bearings arranged in the casing s integral with the shaft o. The journals r are extended on one side and pass through bearings carried by a piece with a collar t, the friction in these bearings being adjustable by means of the spring caps 2s. A fork v engaged in a groove of the piece with collar t, is carried by an angle lever zo whose opposite end is provided with a crank pin or journal x, sliding in a groove made in the lever z.
This lever z is mounted on a journal 2 and carries a positive stop device by ball 3 and pressure spring for its locking in determined positions.
Running, when the lever z is in the position indicated by the fi-. 2, the angle lever cannot move, so that the planetary gears are kept in their axial position, thus realizing the running of the motor with freewheel. When the lever z is moved in the direction of clockwise movement (fig. 2), the journal x of the angle lever is free to be lifted and then return to its original position, such as 'it is indicated in fig. 2, thanks to the widening of the groove y at its ends. As a result, the collared piece t can be moved to the right and then return to its position as shown in fig. 2.
Under these conditions, the planetary gears are free to move to the right when a rotational force tends to move them in this direction, so as to cause the engagement of their cones with the corresponding friction surfaces of the crankcase s. The pinions can also return to their middle position as soon as the direction of the rotational force is reversed.
If the z lever is moved from its central position in the opposite direction of clockwise movement, the planetary pins are then free to move to the left and then return to the position shown on fig. 2.
In the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 4, a simple freewheel mechanism is provided, 4 representing the control shaft provided with a sun gear 5 meshing with one or more planetary gears 6, each of these being integral with a friction cone 7 which fits into a corresponding conical friction surface 8 formed in a rotating box 9 having an annular extension 10 forming a controlled transmission shaft.
In the embodiment shown in FIG. 5, instead of employing clutch cones working with lubricated friction surfaces, dry-surface cones are used, as indicated at 11, these cones being rigidly fixed on a journal 12 carrying the planetary gear 13 , grooves arranged in 14 being suitably ventilated in order to prevent the access of oil on the friction surfaces of the cones 11.
The embodiment of the power transmission device, shown in FIG. 6, includes free wheels mounted inside each of the rear drive wheels of the automobile.
The transmission shaft a: controls the rear axle 20 by means of a pin gnon c and a ring gear d,, Get the axle carrying at each end a wheel with a helical-winged diameter, one . of them being indicated in 21.
A helical gear 22, meshing with the toothed wheel, rotates on a shaft 23 carrying bevel clutch elements 24 and 25. The shaft 23 is carried by bearings -disposed on the body 26 of 'the. rear wheel, this body being separated from the outer box 27 supporting the helical-toothed wheels, in order to allow .1'emp'loi: dry friction clutch elements.
It is obvious that several axles 23 with their respective conical clutch elements can be arranged on the body 26 of each of the rear wheels. A control sleeve 28, provided @ with a fork 29, is provided for the operation of the clutch element (s) 24 and 25, as described in relation to FIG. 2.
In the embodiment of the power transmission device shown in Fig. 17, a single clutch element is controlled by the transmission shaft 31 by means of a two-stage gear train. age,
-the first comprising a toothed wheel 3'2 rigidly fixed to the shaft 31 and engaging with a pinion 33 rigidly mounted on a shaft 34 carried by a support track 35 rigidly mounted on the control shaft. 36, the tree 34 being free, of itself;
move in the axial direction. A helical-toothed wheel 37, mounted rigidly on the shaft 34, meshes with a helical-toothed pinion 38 integral with a male clutch cone 40.
The latter engages in the ± female clutch cone 39 when the shaft 31 turns in the direction indicated by the arrow on the fi -, -. <B> 7, </B> and disengages when the direction of the rotation is reversed relative to the driven shaft 36, this effect being due to the axial thrust generated by the heliooidal toothing of the wheels 37 and 318.
Thanks to the control -of the clutch -cone @ by a gear train, starting from the shaft: of the transmission 31, all that is required is a minimal frictional force between the members 39 and 40 to. Ensure, the stopping of the rotation of the member 40 by .rapport that of the box 35, the engagement of these two parts then achieving a transmission ratio of 1: 1 between the shafts 31 and 36.