Série de boîtes de vitessës L'invention concerne une série de boîtes de vitesses comprenant chacune un boîtier contenant des engrenages disposés sur des arbres parallèles reposant sur deux faces frontales dans des forages dont les centres forment les sommets d'un quadrilatère. Les boîtiers de la série ayant des quadrilatères respectifs dont les longueurs des côtés conjugués sont en progression géométrique.
On sait que le fabricant de boîtes de vitesses indus trielles est confronté avec le problème de fournir à ses clients des boîtes de vitesses répondant à des conditions très variées, relatives au nombre des rapports de trans mission, à la puissance à transmettre, à l'encombrement ou à la disposition des commandes. Elles doivent pré senter, selon les cas, de deux à plusieurs dizaines de rap ports de transmission (ou communément vitesses ).
Chaque problème est, jusqu'ici, l'objet d'une étude et d'une fabrication particulières.
L'invention a pour objet un matériel permettant la réalisation rapide et économique d'une boîte de vitesses répondant à des conditions quelconques de rapports. de puissance à transmettre, de disposition des arbres d'en trées et de sortie, ou d'accessibilité des organes de com mande.
La série de boîtes de vitesses selon l'invention est caractérisée en ce que chaque quadrilatère est un losange, et en ce que le côté du losange d'un boîtier est égal à la diagonale du losange du boîtier de dimension inférieure, qui suit immédiatement dans la série, le rapport d'une diagonale au côté losange étant une constante pour tous les boîtiers.
L'invention va maintenant être expliquée plus en détail au cours de la description suivante, qui est donnée à titre non limitatif, en regard du dessin ci-joint, qui montre La fig. 1, en perspective, une boîte de vitesses ; la fig. 2, en élévation, une vue latérale de la boîte de vitesses de la fig. 1 ; la fig. 3, un flasque constituant une des parois de la boîte de la fig. 1 ; la fig. 4, une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3 ;
la fig. 5, le flasque de la fig. 3 vu par l'autre face (interne) ; la fig. 6, une coupe de la boîte de vitesses de la fig. 1 par un plan perpendiculaire aux arbres et passant par l'axe des leviers de commande, la fig. 7 : une coupe suivant la ligne brisée VII-VII de la fi-. 6 ; la fig. 8, en élévation, un ensemble de deux boîtes de vitesses associées, l'une pouvant fonctionner en inver seur du sens de rotation, et la fig. 9, un diagramme relatif aux dimensions carac téristiques des carters de boîtes de vitesses.
Les fig. 1 à 7 sont relatives à une boîte de vitesses. Cette boîte permet quatre rapports différents. Elle com porte trois arbres, l'arbre de sortie tournant dans le même sens que l'arbre d'entrée.
On se réfère d'abord aux fig. 1 et 2.
La boîte de vitesses comporte un carter 21, avec les accessoires habituels (un reniflard d'huile et remplissage 22, un niveau 23 et un bouchon de vidange 24), un arbrr d'entrée 26, un arbre de sortie 27, des pièces mécani ques intérieures, décrites plus en détail ci-après, et des leviers de commande 28 et 29. Il y a deux leviers de commande si, comme dans le cas présent, la boîte com porte deux trains baladeurs, c'est-à-dire trois lignes d'ar bres. Les boîtes à deux lignes d'arbres qui ne compor tent qu'un train baladeur ne sont, bien entendu, munies que d'un seul levier de commande.
Le carter a la forme d'un cube dont les diverses faces sont repérées par les lettres C, D, E, F, G, H. Les faces C, D, E, F consti tuent un boîtier central 31 en un seul bloc, et le carter est complété sur les faces G et H par deux flasques 32 et 33 fixés de manière amovible par des vis. Les flasques 32 et 33 sont identiques et seul le flasque 32 sera décrit en détail ci-après, les éléments du flasque 33 étant représentés sur les dessins avec la même référence que l'élément correspondant du flasque 32, à laquelle on a ajouté le signe ' (prime).
Le carter offre la possibilité d'être fixé sur un bâti, support ou autre machine, par n'importe laquelle des faces D, E, F, G et H, qui com portent à cet effet des zones dressées, par exemple 34, 35. La face C est réservée aux organes de commande et aux accessoires, tandis que les faces G et H, constituées par les flasques démontables 32, 33, ou éventuellement des flasques-brides, sont prévues pour recevoir les arbres d'entrée ou de sortie ou des moteurs, réducteurs, varia teurs, etc., présentant eux-mêmes un flasque-bride.
Les flasques peuvent aussi servir, comme on le verra par la suite, à réaliser un couplage, entre deux carters identi ques juxtaposés. Les faces C et E du boîtier central comportent des bossages formant pattes incorporées et permettant de placer en toutes positions les organes pré vus pour le remplissage et la vidange d'huile, selon l'orientation que devra avoir la boîte de vitesses en ser vice. Bien qu'il soit parfois avantageux que le carter soit cubique, il est surtout important que les faces G et H, c'est-à-dire les flasques, soient carrées ou circulaires, le carter pouvant avoir la forme d'un parallélépipède rec tangle ou d'un cylindre droit.
On se réfère maintenant aux fig. 3, 4 et 5 qui repré sentent respectivement, vue de l'extérieur, en coupe, et de l'intérieur, le flasque démontable 32 formant la face G du carter de la boîte de vitesses. Ce flasque est traversé de part en part par un alésage 36 prévu pour le loge ment du roulement 38 ou 38' (fig. 7) de l'arbre d'entrée 26 ou sortie 27 et pour recevoir un porte-joint 37 sur la face externe (fig. 7).
La face interne (fig. 4 et 5) com- porte une surépaisseur circulaire 39 dans laquelle sont creusés des alésages ou logements 40, 41 et 141 ainsi que les trous d'axe de fourchette 90, 91 et 190, 191. Dans certains cas les alésages 40, 41 peuvent traverser le flasque et être refermés par des bouchons. La face externe (fig. 3) comporte une nervure circulaire 44, pou vant être utilisée pour le centrage de l'ensemble.
Autour de l'alésage 36 est prévu un renforcement 45 dont la surface est dressée pour recevoir le porte-joint 37 main tenant le roulement 38, l'arbre 26 étant maintenu soit par circlip , soit par épaulement. Des trous 46 sont prévus au voisinage des angles du flasque pour permet tre sa fixation, par vis, sur le boîtier central 31 du car ter. Les flasques 32 et 33 sont positionnés sur le carter par l'intermédiaire de deux trous repères 92 et 93.
Les centres 36a et 40a de l'alésage 36 et du loge ment 40 sur le flasque 32 sont situés à égale distance du centre 0 du carré formé par ce flasque (0 étant aussi le centre du renforcement circulaire 44) et sont sur l'axe de symétrie verticale XY. Ils sont distants de la longueur B. Pour fermer le carter de la boîte de vitesses, on uti lise deux flasques identiques, 32 et 33 qu'on place l'un en face de l'autre sur les faces ouvertes G et H du boî tier central 31, l'un 32, avec l'alésage traversant 36 placé en haut, et l'autre 33 avec l'alésage traversant 36' placé en bas.
Les flasques 31 et 32 sont donc placés symétri quement par rapport à l'axe des leviers de sélection. Les centres 36a et 40'a des alésages 36 et 40' sont en face l'un de l'autre, et de même les centres 40a et 36'a des alésages 40 et 36'. L'alésage ouvert 36 permet le pas sage de l'arbre d'entrée 26 et l'alésage ouvert 36' permet le passage de l'arbre de sortie 27.
Les centres 41a et 141a des alésages 41 et 141 sont placés: de part et d'autre de l'axe de symétrie vertical XY, à la même distance A des centres 36a et 40a des alésages 36 et 40. Les centres 41a, 36a, 40a et 141a sont donc disposés selon un losange de côté A et de centre 0 confondu avec le centre du cercle 44.
Par conséquent, des centres 41a et 41'a des alésages 41 et 41' sont placés l'un en face de l'autre quand les deux flasques 32 et 33 sont fixés au boîtier central 31 du carter, comme précisé ci-dessus, disposition qui permet de placer dans le car- ter un troisième arbre, comme représenté sur les fig. 6 et 7.
Ii est prévu, sur la partie intérieure de chaque flas que, quatre trous d'axe de fourchette non débouchants, 90, 91 et 190, 191, placés symétriquement par rapport à l'axe de symétries vertical XY et par rapport au centre 0.
Les symétries ainsi définies et concernant les alésages tels que 141 et 41 et les trous tels que 90, 91 et 190, 191, permettent d'obtenir les avantages suivants - le montage des boîtes à deux ou trois lignes d'arbres se fait indifféremment avec l'arbre d'entrée situé soit en haut ou en bas, à droite, soit en haut ou en bas, à gauche, pour un observateur regardant les leviers de sélection.
Les mêmes flasques entrée ou sortie, carrés, tels que 32 et 33, ou éventuellement circulaires, seront donc utili sés pour la construction de toutes les boîtes de deux à neuf vitesses et montés sur les carters d'un même type, c'est-à-dire de même face carrée ou circulaire, et ceci quelle que soit la position des leviers par rapport à l'arbre d'entrée.
Il en résulte qu'un seul type de flasque est suffisant par type de carter. Il est à remarquer toute fois qu'au cas où un montage en flasque-bride serait demandé pour montage direct d'un moteur, d'un réduc teur ou d'un variateur, lui-même à flasque-bride, ce type de flasque est parfaitement réalisable dans les mêmes conditions que le flasque normal.
Il peut être, comme lui, monté indifféremment à l'entrée ou à la sortie de la boîte ou aux deux extrémités, car il sera usiné avec les mêmes éléments de symétrie que le flasque normal. Il pourra être stocké en un seul modèle par type de carter, son centrage étant défini par la normalisation des centrages des moteurs électriques.
Dans le présent exemple, la boîte de vitesses com porte trois lignes d'arbres dont les axes correspondent aux alésages 36, 40 et 41. Les entraxes entre les arbres 36 et 41 d'une part, et 41 et 40 d'autre part, sont égaux et sont désignés sur la fig. 5 par A. Dans le cas d'un montage à deux lignes d'arbres, ce sont les alésages 36 et 40 qui seraient utilisés et l'entr'axe a pour valeur B, qui est supérieur à A.
On se réfère maintenant aux fi-.<B>6</B> et<B>7.</B>
Le levier de commande 29 est solidaire de l'axe 51 qui entraîne une fourchette 52 coulissant sur un axe 52a, muni de gorges coopérant avec une bille et un ressort portés par la fourchette, de la manière habituelle; et venant en prise dans une gorge 53 solidaire d'un train baladeur 54 coulissant sur l'arbre cannelé 27, et entraîné en rotation par ce dernier. Dans l'exemple représenté, le train baladeur 54 comporte deux pignons 54a et 54b. L'arbre 27 est maintenu dans les alésages 36' et 40 par les roulements 38' et 55, le porte-joint 37' et le seg- ment 38'a.
De même, le levier 28 est solidaire d'un man chon 56 entraînant une fourchette 57, coulissant égale ment sur un axe 57a muni de gorges coopérant avec une bille et un ressort portés par la fourchette, de la manière habituelle, et engagée dans la gorge formée entre les deux pignons 58a et 58b d'un train baladeur 58, solidaire en rotation de l'arbre 26 et pouvant coulisser sur ce der nier. L'arbre 26 est maintenu dans les alésages 36 et 40' par les roulements 38 et 55', le porte-joint 37 et le seg ment 38a. L'axe 51 et le manchon 56 sont montés dans un manchon à collerette 61 fixé au carter de façon appropriée.
Quatre pignons, 63, 64, 65 et 66 sont soli daires d'un troisième arbre 67, maintenu dans les alé sages 41 et 41' par les roulements 68 et 68'. Les pignons sont fixés de façon appropriée sur l'arbre 67 ; on peut, par exemple, faire usage d'un manchon d'écartement 67a, comme représenté fig. 7.
Le montage et le démontage d'une telle boîte de vitesses s'opèrent suivant les règles bien connues de l'homme de métier.
La boîte de vitesses fonctionne de la façon suivante L'arbre 26 reçoit le mouvement soit directement d'un moteur, soit par l'intermédiaire d'une poulie ou, éven tuellement, avec interposition d'un embrayage ou accou plement. L'arbre 27 est connecté à une machine quel conque qu'il s'agit d'entraîner à des vitesses diverses. En agissant sur le levier 28, vers la gauche de la fig. 1, on déplace. le train baladeur 58 vers la gauche de la fig. 7 et le pignon 58a vient en prise avec le pignon 65.
En déplaçant le levier 28 vers la droite (fig. 1), le train bala deur 58 se déplace vers la droite (fig. 7) et le pignon 58b vient en prise avec le pignon 66. Comme mentionné plus haut, les positions du train baladeur 58 sont assurées de la manière habituelle par l'engagement d'une bille solli citée par un ressort dans des gorges de l'axe de four chette 57a. L'action du levier 28 permet donc d'obtenir deux rapports de transmission. L'actionnement du levier 29 agissant sur le train baladeur 54 permet de la même façon, soit de mettre le pignon 54a en prise avec le pignon 63 de l'arbre 67, soit de mettre le pignon 54b en prise avec le pignon 64.
On peut obtenir avec le levier 29 deux rapports de transmission indépendants des deux rapports de transmission obtenus par le levier 28, ce qui donne en tout par multiplication quatre rapports de transmission différents. On comprend facilement que l'un des trains baladeurs ou les deux, pourraient comporter trois pignons, l'arbre 67 portant, le cas échéant, cinq ou six pignons au lieu de quatre, ce qui donnerait par con séquent six ou neuf rapports de transmission pour la boîte de vitesses. Le cas échéant un même pignon de l'arbre 67 pourrait être associé avec un pignon sur cha cun des deux autres arbres 26 et 27, en particulier dans le cas du rapport de transmission égal à un.
On propose de constituer une série de carters dont la section droite par un plan passant par l'axe des leviers soit un carré de côté L (fig. 1 et 2) ou un cercle de rayon R (fig. 5), et dont les mesures des côtés L ou des rayons R soient en progression géométrique. On choi sira avantageusement la série Renard R 10 utilisée déjà dans l'industrie dans des buts de normalisation de divers matériels, de raison 1,2589 (arrondi à l,25).
Cette disposition permet déjà de constituer à des con ditions acceptables le stock nécessaire pour réaliser sans engager de fabrication particulière une boîte de vitesses répondant à un problème donné dans des conditions d'approximation suffisantes ; il faudrait cependant avoir en stock un matériel particulier, pour chaque dimension de carter. Le nombre des éléments constituant ce maté riel peut être réduit d'une façon considérable par l'appli cation des mesures suivantes La distance A sur un carter est égale à la distance B sur le carter de type immédiatement inférieur dans la série envisagée ci-dessus, et par suite la distance B sur un carter est égaie à la. distance A sur le carter de type immédiatement supérieur dans la série.
Les rapports B/A sont égaux sur tous les carters d'une série. Il en résulte que les entr'axes forment égale ment une progression géométrique. On choisira de pré férence le rapport B/A, c'est-à-dire, la raison de cette dernière progression géométrique, égal à la raison de la progression géométrique utilisée pour déterminer les dimensions des carters. La fig. 9 est un diagramme figu rant les relations dimensionnelles entre les flasques de plusieurs carters qui se suivent dans la série. Chaque flasque est représenté par un carré, tous les carrés ayant en commun l'angle Z.
Les différentes longueurs d'arête sont indiquées par les lettres p, q, r, s, t et u. On a indi qué sur chaque carré les centres correspondant aux alé sages 36, 40 et 41 et on a joint les centres sur les entr'axes égaux 36-41 et 40-41 sur chaque flasque.
On a indiqué en A" la mesure de l'entr'axe 36u-41u et en Bu celle de l'entraxe 36u-40u du flasaue d'arête u et on a fait appa raître que l'entraxe 36t-40t du flasque d'arête t a pour mesure Bt, égale à la mesure Au de l'entraxe 36u-41u du flasque d'arête u.
Les diamètres des arbres, et par conséquent les alé sages des pignons, sont proportionnels aux entr'axes sur lesquels ils travaillent. On voit donc qu'il y aura pour la série de boîtes de vitesses envisagée un certain nombre de diamètres d'arbres formant une progression géométri que de même raison que les précédentes, chaque diamè tre correspondant à un entr'axe déterminé. Un pignon ne pouvant être monté que sur un diamètre d'arbre ne pourra être utilisé que sur un entr'axe déterminé ; il ne pourra donc être associé qu'à un seul autre pignon de même alésage.
Les pignons sont donc associés deux à deux, et tous les couples de pignons adaptés à un même entr'axe et ayant de ce fait le même alésage, constitueront une série dont tous les pignons auront de préférence le me me module, qui pourra être proportionnel à l'entr'axe (ou à l'alésage). Les modules des différentes séries de pignons seront donc eux aussi en progression géométri que de même raison que les précédentes. La même pro gression géométrique se retrouve donc sur le dessin de toutes les pièces principales telles que carters, pignonne- rie, arbres, entr'axes et modules.
Un carter recevra donc des arbres de diamètres différents selon qu'il est monté à deux ou trois lignes d'arbres. Le diamètre des arbres d'un carter monté à deux lignes d'arbres sera celui des arbres d'une boîte à trois lignes d'arbres dans le carter du type immédiatement supérieur dans la série. Ceci per met d'utiliser des couples de pignons de l'entr'axe A d'un carter à la place de l'entr'axe B dans le carter immédia tement inférieur et, de même, il est possible d'utiliser des couples de pignons de l'entr'axe B à la place de l'entr'axe A dans un carter de type immédiatement supé rieur.
Il est possible, en variante, pour augmenter le nom bre des combinaisons, que dans une boîte à trois lignes d'arbres, le diamètre de l'arbre de sortie soit supérieur aux deux autres. Dans ce cas, il est égal à celui de l'arbre d'entrée de la boîte à trois lignes d'arbres de type immédiatement supérieur dans la série. A titre d'exemple, les modules des engrenages pour ront être L/100 pour une boîte à trois lignes d'arbres et L/80 pour une boîte à deux lignes d'arbres.
On simplifie l'étude et la fabrication des boites de vitesses en réalisant les mêmes dessins d'engrenage et les mêmes nombres de dents dans tous les types, ce qui permet de former des rapports identiques dans toutes les dimensions de boites de vitesses.
La fig. 8 représente deux carters 81, 82 juxtaposés et solidaires l'un de l'autre par des boulons placés dans les bossages 83 et 84 des boîtiers centraux des carters. Il est ainsi possible de multiplier le nombre des vitesses, ou rapports de transmission. Le cas échéant, un carter peut être utilisé comme inverseur ou comme inverseur- changement de vitesse, le levier de commande 85 étant utilisé dans l'exemple de la fi-. 8 pour commander l'in version du sens de marche, les leviers 86, 87 et 88 étant utilisés pour changer les rapports. L'ensemble de la fig. 8 peut en particulier constituer une boîte à 27 vitesses avec inverseur.
L'invention permet de réaliser des boîtes de vitesses allant de deux à plusieurs dizaines de vitesses : deux vitesses avec un seul carter à deux lignes d'arbres et un train baladeur de deux pignons ; quatre-vingt et une vitesses avec deux carters comportant chacun trois lignes d'arbres et deux trains baladeurs de trois pignons. Il est également possible de modifier facilement une boîte de vitesses lors d'un changement de conditions de service. On peut passer d'une boîte à deux lignes d'arbres à une boîte à trois lignes d'arbres, et pour cela il est possible d'utiliser un train baladeur existant dans une autre boîte standard de mêmes dimensions à deux ou trois vitesses.
Par exemple, on peut passer d'une boîte à deux vitesses rapport 1 et 1.25 - à une boîte à quatre vitesses rap ports 1-1,25-1,4-1,6 en utilisant comme baladeur supplé mentaire le pignon de la boîte standard à deux vitesses de progression 1,4. Dans les mêmes conditions, et pour reprendre l'exemple précédent, on peut passer de deux vitesses - rapports 1 et 1,25 - à quatre vitesses - rapports 1-1,12-1,25 et 1,4 - en utilisant comme baladeur supplé mentaire le pignon existant dans la boîte standard deux vitesses de progression 1,12.
Ces remarques s'appliquent non seulement aux boîtes standards jusqu'à neuf vitesses, mais aux boîtes associées par deux ou trois dont le nombre de rapports peut atteindre 27-36-54 ou même un plus grand nombre de rapports. En définitive, l'invention fournit un matériel qui, tout en étant constitué d'un nombre relativement réduit d'éléments, couvre un grand champ d'application et a un débouché important. Il en résulte trois avantages principaux 1. Réduction du nombre des pièces à fabriquer pour construire une gamme complète de boîtes ; 2. Augmentation de l'importance des séries de pièces détachées, celles-ci étant utilisables pour plusieurs montages de boîtes; 3. Diminution du nombre des pièces à stocker, ce qui réduit très sensiblement les prix de revient.
Series of gearboxes The invention relates to a series of gearboxes each comprising a housing containing gears arranged on parallel shafts resting on two end faces in boreholes whose centers form the vertices of a quadrilateral. The housings of the series having respective quadrilaterals whose lengths of the mating sides are in geometric progression.
We know that the manufacturer of industrial gearboxes is confronted with the problem of supplying its customers with gearboxes meeting very varied conditions, relating to the number of transmission ratios, to the power to be transmitted, to the space requirement or available for controls. They must have, depending on the case, from two to several tens of transmission ratios (or generally speeds).
Each problem is, until now, the object of a particular study and manufacture.
The subject of the invention is a piece of equipment allowing the rapid and economical production of a gearbox meeting any gear conditions. power to be transmitted, arrangement of the input and output shafts, or accessibility of control units.
The series of gearboxes according to the invention is characterized in that each quadrilateral is a rhombus, and in that the side of the rhombus of a housing is equal to the diagonal of the rhombus of the lower dimension housing, which immediately follows in the series, the ratio of a diagonal to the diamond side being a constant for all cases.
The invention will now be explained in more detail during the following description, which is given without limitation, with reference to the accompanying drawing, which shows FIG. 1, in perspective, a gearbox; fig. 2, in elevation, a side view of the gearbox of FIG. 1; fig. 3, a flange constituting one of the walls of the box of FIG. 1; fig. 4, a section along the line IV-IV of FIG. 3;
fig. 5, the flange of FIG. 3 seen from the other side (internal); fig. 6, a section through the gearbox of FIG. 1 by a plane perpendicular to the shafts and passing through the axis of the control levers, FIG. 7: a cut along the broken line VII-VII of the fi-. 6; fig. 8, in elevation, a set of two associated gearboxes, one of which can operate in reverse order of the direction of rotation, and FIG. 9, a diagram relating to the characteristic dimensions of the gearbox housings.
Figs. 1 to 7 relate to a gearbox. This gearbox allows four different ratios. It has three shafts, the output shaft rotating in the same direction as the input shaft.
Reference is first made to FIGS. 1 and 2.
The gearbox comprises a crankcase 21, with the usual accessories (an oil breather and filling 22, a level 23 and a drain plug 24), an input shaft 26, an output shaft 27, mechanical parts. internal ques, described in more detail below, and control levers 28 and 29. There are two control levers if, as in the present case, the com box carries two traveling gears, that is to say three rows of trees. Boxes with two lines of shafts which only comprise a sliding gear are, of course, provided with only one control lever.
The housing has the shape of a cube, the various faces of which are identified by the letters C, D, E, F, G, H. The faces C, D, E, F constitute a central housing 31 in a single block, and the housing is completed on the sides G and H by two flanges 32 and 33 fixed in a removable manner by screws. The flanges 32 and 33 are identical and only the flange 32 will be described in detail below, the elements of the flange 33 being shown in the drawings with the same reference as the corresponding element of the flange 32, to which the sign has been added '(prime).
The housing offers the possibility of being fixed to a frame, support or other machine, by any of the faces D, E, F, G and H, which for this purpose include raised areas, for example 34, 35 The face C is reserved for the control devices and accessories, while the faces G and H, formed by the removable flanges 32, 33, or possibly flange-flanges, are designed to receive the input or output shafts. or motors, reducers, variators, etc., themselves having a flange.
The flanges can also be used, as will be seen below, to produce a coupling between two identical juxtaposed casings. Faces C and E of the central housing have bosses forming incorporated lugs and allowing the organs provided for filling and draining oil to be placed in all positions, depending on the orientation that the gearbox must have in service. Although it is sometimes advantageous for the casing to be cubic, it is above all important that the faces G and H, that is to say the flanges, are square or circular, the casing possibly having the shape of a parallelepiped rec tangle or a straight cylinder.
Reference is now made to FIGS. 3, 4 and 5 which represent respectively, seen from the outside, in section, and from the inside, the removable flange 32 forming the face G of the gearbox housing. This flange is traversed right through by a bore 36 provided for housing the bearing 38 or 38 '(fig. 7) of the input shaft 26 or output 27 and to receive a seal holder 37 on the face. external (fig. 7).
The internal face (fig. 4 and 5) has a circular extra thickness 39 in which bores or housings 40, 41 and 141 are hollowed out as well as the fork axle holes 90, 91 and 190, 191. In certain cases the bores 40, 41 can pass through the flange and be closed by plugs. The outer face (fig. 3) has a circular rib 44, which can be used for centering the assembly.
Around the bore 36 is provided a reinforcement 45, the surface of which is drawn up to receive the seal holder 37 hand holding the bearing 38, the shaft 26 being held either by circlip or by a shoulder. Holes 46 are provided in the vicinity of the angles of the flange to enable it to be fixed, by screws, to the central housing 31 of the housing. The flanges 32 and 33 are positioned on the casing via two reference holes 92 and 93.
The centers 36a and 40a of the bore 36 and of the housing 40 on the flange 32 are located at an equal distance from the center 0 of the square formed by this flange (0 also being the center of the circular reinforcement 44) and are on the axis of vertical symmetry XY. They are spaced apart by length B. To close the gearbox housing, two identical flanges, 32 and 33 are used, which are placed opposite each other on the open faces G and H of the gearbox. central tier 31, one 32, with the through-bore 36 placed at the top, and the other 33 with the through-bore 36 'placed at the bottom.
The flanges 31 and 32 are therefore placed symmetrically with respect to the axis of the selection levers. The centers 36a and 40'a of the bores 36 and 40 'are opposite each other, and likewise the centers 40a and 36'a of the bores 40 and 36'. The open bore 36 allows the wise pitch of the input shaft 26 and the open bore 36 'allows the passage of the output shaft 27.
The centers 41a and 141a of the bores 41 and 141 are placed: on either side of the vertical axis of symmetry XY, at the same distance A from the centers 36a and 40a of the bores 36 and 40. The centers 41a, 36a, 40a and 141a are therefore arranged in a rhombus of side A and of center 0 coinciding with the center of circle 44.
Consequently, centers 41a and 41'a of bores 41 and 41 'are placed opposite each other when the two flanges 32 and 33 are fixed to the central housing 31 of the casing, as specified above, arrangement which allows a third shaft to be placed in the housing, as shown in fig. 6 and 7.
There is provided, on the inner part of each flange, four non-emerging fork axle holes, 90, 91 and 190, 191, placed symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry XY and with respect to the center 0.
The symmetries thus defined and concerning the bores such as 141 and 41 and the holes such as 90, 91 and 190, 191, make it possible to obtain the following advantages - the assembly of boxes with two or three rows of shafts is done either with the input shaft located either up or down, to the right, or up or down, to the left, for an observer looking at the selection levers.
The same inlet or outlet flanges, square, such as 32 and 33, or possibly circular, will therefore be used for the construction of all two to nine-speed gearboxes and mounted on crankcases of the same type, that is to say. that is to say the same square or circular face, and this regardless of the position of the levers relative to the input shaft.
As a result, only one type of flange is sufficient per type of housing. It should be noted, however, that in the event that a flange-flange mounting is required for direct mounting of a motor, a reduction gear or a variator, itself with a flange-flange, this type of flange is perfectly achievable under the same conditions as the normal flange.
It can be, like it, mounted indifferently at the entry or exit of the box or at both ends, because it will be machined with the same symmetry elements as the normal flange. It can be stored in a single model per type of casing, its centering being defined by the standardization of the centering of electric motors.
In the present example, the gearbox comprises three lines of shafts, the axes of which correspond to the bores 36, 40 and 41. The centers between the shafts 36 and 41 on the one hand, and 41 and 40 on the other hand, are equal and are designated in fig. 5 by A. In the case of an assembly with two lines of shafts, it is the bores 36 and 40 which would be used and the center distance has for value B, which is greater than A.
We now refer to fi-. <B> 6 </B> and <B> 7. </B>
The control lever 29 is integral with the axis 51 which drives a fork 52 sliding on an axis 52a, provided with grooves cooperating with a ball and a spring carried by the fork, in the usual manner; and engaging in a groove 53 integral with a sliding gear 54 sliding on the splined shaft 27, and driven in rotation by the latter. In the example shown, the sliding gear 54 comprises two pinions 54a and 54b. The shaft 27 is held in the bores 36 'and 40 by the bearings 38' and 55, the seal holder 37 'and the segment 38'a.
Likewise, the lever 28 is integral with a chon 56 driving a fork 57, also sliding on a pin 57a provided with grooves cooperating with a ball and a spring carried by the fork, in the usual manner, and engaged in the groove formed between the two pinions 58a and 58b of a sliding gear 58, integral in rotation with the shaft 26 and able to slide on the latter. The shaft 26 is held in the bores 36 and 40 'by the bearings 38 and 55', the seal holder 37 and the segment 38a. The axle 51 and the sleeve 56 are mounted in a flanged sleeve 61 suitably secured to the housing.
Four pinions, 63, 64, 65 and 66 are integral with a third shaft 67, held in the random 41 and 41 'by the bearings 68 and 68'. The pinions are suitably attached to the shaft 67; one can, for example, make use of a spacer sleeve 67a, as shown in fig. 7.
The assembly and disassembly of such a gearbox take place according to the rules well known to those skilled in the art.
The gearbox operates as follows. Shaft 26 receives movement either directly from an engine, or via a pulley or, possibly, with the interposition of a clutch or coupling. The shaft 27 is connected to whatever machine it is to drive at various speeds. By acting on the lever 28, to the left in fig. 1, we move. the traveling train 58 to the left of FIG. 7 and pinion 58a engages pinion 65.
By moving lever 28 to the right (fig. 1), the sweeper train 58 moves to the right (fig. 7) and the pinion 58b engages the pinion 66. As mentioned above, the positions of the gear player 58 are provided in the usual manner by the engagement of a ball biased cited by a spring in the grooves of the chette oven axis 57a. The action of lever 28 therefore makes it possible to obtain two transmission ratios. The actuation of the lever 29 acting on the sliding gear 54 makes it possible in the same way, either to put the pinion 54a in engagement with the pinion 63 of the shaft 67, or to put the pinion 54b in engagement with the pinion 64.
It is possible to obtain with the lever 29 two transmission ratios independent of the two transmission ratios obtained by the lever 28, which gives in all by multiplication four different transmission ratios. It is easy to understand that one or both of the traveling gears could have three gears, the shaft 67 carrying, if necessary, five or six gears instead of four, which would consequently give six or nine transmission ratios. for the gearbox. Where appropriate, the same pinion of the shaft 67 could be associated with a pinion on each of the other two shafts 26 and 27, in particular in the case of the transmission ratio equal to one.
It is proposed to constitute a series of housings whose cross section through a plane passing through the axis of the levers is either a square with side L (fig. 1 and 2) or a circle of radius R (fig. 5), and whose measurements of the L sides or R radii are in geometric progression. The Renard R 10 series will be chosen advantageously, already used in industry for the purposes of standardizing various materials, with a ratio of 1.2589 (rounded to 1.25).
This arrangement already makes it possible to constitute, under acceptable conditions, the stock necessary to produce, without committing to any particular manufacturing, a gearbox responding to a given problem under sufficient approximation conditions; However, it would be necessary to have in stock a particular material, for each dimension of casing. The number of elements constituting this material can be reduced considerably by the application of the following measures The distance A on a housing is equal to the distance B on the housing of the immediately lower type in the series considered above , and consequently the distance B on a casing is equal to the. distance A on the next higher type housing in the series.
B / A ratios are equal on all cases in a series. It follows that the centers also form a geometric progression. The B / A ratio will preferably be chosen, that is to say, the reason for this last geometric progression, equal to the reason for the geometric progression used to determine the dimensions of the housings. Fig. 9 is a diagram showing the dimensional relationships between the flanges of several housings which follow one another in the series. Each flange is represented by a square, all the squares having in common the angle Z.
The different edge lengths are indicated by the letters p, q, r, s, t and u. The centers corresponding to the random 36, 40 and 41 have been indicated on each square and the centers have been joined on the equal centers 36-41 and 40-41 on each flange.
We have indicated in A "the measurement of the center distance 36u-41u and in Bu that of the center distance 36u-40u of the edge flask u and it was shown that the center distance 36t-40t of the flange d 'edge ta for measurement Bt, equal to measurement Au of the center distance 36u-41u of the edge flange u.
The diameters of the shafts, and consequently the randomness of the pinions, are proportional to the centers on which they work. It can therefore be seen that, for the series of gearboxes envisaged, there will be a certain number of diameters of shafts forming a geometric progression as for the same reason as the preceding ones, each diameter corresponding to a determined center distance. A pinion that can only be mounted on a shaft diameter can only be used on a determined center distance; it can therefore only be associated with one other pinion with the same bore.
The pinions are therefore associated two by two, and all the pairs of pinions adapted to the same center distance and therefore having the same bore, will constitute a series of which all the pinions will preferably have the same modulus, which may be proportional. at the center distance (or at the bore). The modules of the different series of pinions will therefore also be in geometric progression as for the same reason as the previous ones. The same geometric progression is therefore found in the design of all the main parts such as housings, gears, shafts, centers and modules.
A housing will therefore receive shafts of different diameters depending on whether it is mounted with two or three rows of shafts. The diameter of the shafts of a casing fitted with two shaft lines will be that of the shafts of a box with three shaft lines in the casing of the next higher type in the series. This makes it possible to use pairs of gears from the center distance A of a housing instead of the center distance B in the immediately lower case and, likewise, it is possible to use torques. of centerline B pinions in place of centerline A in a housing of the immediately higher type.
It is possible, as a variant, in order to increase the number of combinations, that in a box with three rows of shafts, the diameter of the output shaft is greater than the other two. In this case, it is equal to that of the input shaft of the three-line box of immediately higher type shafts in the series. By way of example, the gear moduli will be L / 100 for a box with three rows of shafts and L / 80 for a box with two rows of shafts.
The study and manufacture of gearboxes is simplified by making the same gear designs and the same numbers of teeth in all types, which makes it possible to form identical ratios in all the dimensions of the gearboxes.
Fig. 8 shows two casings 81, 82 juxtaposed and secured to one another by bolts placed in the bosses 83 and 84 of the central housings of the casings. It is thus possible to multiply the number of speeds, or transmission ratios. If desired, a housing can be used as a reverser or as a gearshift reverser, the control lever 85 being used in the example of fig. 8 to control the change of direction of travel, levers 86, 87 and 88 being used to change gears. The whole of FIG. 8 can in particular constitute a 27-speed gearbox with reverse gear.
The invention makes it possible to produce gearboxes ranging from two to several tens of speeds: two speeds with a single casing with two lines of shafts and a sliding gear of two pinions; eighty-one speeds with two housings each comprising three lines of shafts and two sliding gears of three gears. It is also possible to easily modify a gearbox when the operating conditions change. It is possible to switch from a box with two rows of shafts to a box with three rows of shafts, and for this it is possible to use an existing sliding gear in another standard box of the same dimensions at two or three speeds.
For example, we can switch from a two-speed gearbox ratio 1 and 1.25 - to a four-speed gearbox with 1-1.25-1.4-1.6 ratios by using the gearbox pinion as an additional sliding mechanism. standard two-speed progression 1.4. Under the same conditions, and to return to the previous example, it is possible to switch from two speeds - ratios 1 and 1.25 - to four speeds - ratios 1-1, 12, 1.25 and 1.4 - using as a player in addition to the existing pinion in the standard two-speed 1.12 gearbox.
These remarks apply not only to standard gearboxes up to nine speeds, but also to gearboxes associated with two or three whose number of gears can reach 27-36-54 or even a greater number of gears. Ultimately, the invention provides equipment which, while being made up of a relatively small number of elements, covers a large field of application and has a large outlet. This results in three main advantages 1. Reduction in the number of parts to be manufactured to build a full range of boxes; 2. Increase in the importance of series of spare parts, these being usable for several assemblies of boxes; 3. Reduction in the number of parts to be stored, which significantly reduces the cost price.