Dispositif de changement de vitesse et de marche, notamment pour véhicules automobiles. Cette invention a pour objet un dispositif de changement de vitesse et de marche, notamment pour véhicules automobiles, et elle a plus particulièrement en vue, par exemple pour le cas de l'application à un véhicule automobile, de permettre au conduc teur de la voiture de n'avoir pas à changer la vitesse du moteur et par conséquent à le laisser tourner à son meilleur régime de marche. D'autre part, la disposition est telle que le changement de vitesse permet le pas sage d'une vitesse à l'autre sarns aucune dif ficulté, sans aucun encliquetage, le démarrage de la voiture pouvant être obtenu avec une grande douceur.
Dans le dessin annexé qui représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 est un schéma explicatif; Fig. 2 et 3 représentent respectivement le dispositif de changement de vitesse et le train d'engrenages constamment en prise, qu'il commande; Fig. 4 est une élévation de fig. 3; Fig. 5 est une variante de fig. 3 ; Fig. 6 montre un dispositif spécial de commande.
Fig. 7 à 9 sont des vues semblables aux fig. 2 et 4 d'une autre forme d'exécution; Fig. 10 est une variante; Fig. 11 est une vue d'ensemble d'une autre forme d'exécution de la transmission; Fig. 12 est une coupe transversale à plus grande échelle de fig. 11 montrant la dispo sition des commandes; Fig. 13 et 14 sont respectivement une vue schématique en plan d'une variante de fig. 11 ainsi qu'une vue en bout du cône placé sur l'arbre.
En se reportant au schéma de fig. 1, si l'on suppose une règle 1 actionnée par un galet ou engrenage 2 et comportant des galets 3 roulant sur un chemin 4 et suppor tant une règle ou autre organe 5, la règle 1 mise en mouvement par exemple par son galet ou engrenage de commande 2 déter mine également un déplacement de la règle supérieure 5 dans le sens indiqué par la flèche en fig. 1, ce déplacement étant égal au double de son déplacement propre. Un en- grenage ou galet 6 étant en prise avec la règle supérieure 5, si on fait agir ce galet 6 pour réduire la vitesse de la règle supérieure 5, la règle inférieure 4 prend une vitesse proportionnelle à son ralentissement et atteint la vitesse de déplacement de 1 lorsque la vitesse de 6 est égale à celle de 2.
Si la vitesse de 5 est plus grande que celle de 1, 4 se déplace en sens inverse de la flèche portée en fig. 1, tandis que si le galet 2 est inactif et 6 libre, 4 peut se dé placer librement dans les deux sens.
Si au contraire, en pleine action de l'en semble, 6 devient libre, 4 n'est plus entraîné que par la vitesse acquise et n'étant plus soumis à l'action 2, finit par s'arrêter.
Le dispositif de changement de vitesse et de marche établi d'après l'invention est basé sur le principe indiqué en fig. 1. Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 2 à 4 il comporte d'une part un organe de manouvre représenté en fig. 2 dont les di verses commandes sont placées à portée du conducteur. Cet organe est relié à un organe récepteur représenté en fig. 3 qui a pour mission de transmettre à l'organe conduit toutes les modifications de vitesse utiles, sans le secours d'un appareil spécial. L'or gane de manouvre représenté en fig. 2 et enfermé à l'intérieur d'un carter 7 de toute disposition appropriée comporte un cône 8 monté sur l'arbre 9, crn liaison directe avec le moteur non représenté, sur lequel il est claveté de façon à pouvoir se déplacer longi tudinalement.
Ce cône comporte à sa base une queue 10 sur laquelle est placé un collier de manouvre 11 comportant un écrou 12 monté sur l'extrémité d'une tige filetée 13 pouvant recevoir un double mouvement de rotation et de coulissement de façon à per mettre le réglage de la position du cône 8 sur cet arbre ainsi que le déplacement brus que de ce cône. Une entaille circulaire 14 de largeur convenable est pratiquée en un point convenable de ce cône de préférence à proxi mité de sa grande base pour séparer la nappe de cône en deux surfaces d'entraînement distinctes.
Avec le cône 8 est maintenu en contact un galet 15, solidaire par le sens de rotation, d'un arbre 16 sur lequel il peut coulisser sous la commande d'une tige, tringle ou autre organe 17 munie d'un organe de com mande aboutissant à portée du conducteur. L'arbre 16 est relié par un joint de cardan ou tout autre accouplement convenable avec un arbre 18 muni à son extrémité d'un pi gnon 19 en prise avec une couronne dentée 20 engrenant également par l'intermédiaire d'une seconde couronne avec des pignons droits 21 en nombre convenable montés sur des axes 22 portés par la couronne dentée 23 en prise constante avec un pignon 24 monté à l'ex trémité libre de l'arbre 9 du moteur.
Les pignons droits 21 commandent l'arbre 25 d'entraînement des roues motrices soit directement, soit comme dans l'exemple re présenté par l'intermédiaire d'un différentiel 26. Le fonctionnement et le suivant: Au repos, le galet 15 est amené à l'aide de sa commande 17 dans une position cor respondant à l'encoche 14 où il est maintenu hors de contact avec le cône 8. Le moteur, non représenté, étant mis en marche, entraîne, dans son mouvement de rotation, l'arbre 9 dont le pignon 24 imprime au plateau 23 un mouvement de rotation entraînant les pignons droits 21 dans un mouvement de translation. Ces pignons 21, en cheminant sur la cou ronne 27 du différentiel obligent la couronne 20 à prendre une vitesse égale au double de celle du plateau 23.
Le galet 15 entraîné par son pignon 19 tourne à vide et la couronne 27 du différen tiel reste immobile.
Si l'on amène le galet 15 dans la posi tion représentée en fig. 2, pour laquelle il est en contact avec la partie du cône 8 dont le diamètre est juste le double du sien, les organes conservent la même position, on a simplement mis en relation deux mobiles (15 et 8) de même vitesse périphérique; par con séquent leur accouplement se fait sans acoups. Cette première mise en contact du galet 15 sur le cône 8 réalise l'embrayage de ces deux organes saris toutefois produire un effet actif du moteur sur l'arbre conduit 25. Si, en agissant sur la commande 17 on déplace le galet 16 dans le sens de la flèche F en fig. 2, en amenant ainsi ce galet avec un point de la périphérie du cône de diamètre plus petit, la vitesse du galet 15 diminue proportionnellement.
La vitesse de l'arbre 18 diminue également, ainsi que de même celle du pignon 19. La couronne 20 est donc freinée, de sorte que les pignons droits 21 perdent de leur vitesse de cheminement sur la couronne 27 du différentiel et obligent cette couronne à se mettre lentement en mouvement à son tour. On a donc ainsi réa lisé l'embrayage du différentiel et par con séquent de l'arbre conduit 25 avec une grande douceur et sans a-coups.
Pour augmenter la vitesse de l'arbre 25, il suffit de déplacer le galet 15 dans le sens de la flèche F en fig. 2 en amenant ce galet avec des points de la surface du cône pour lesquels les circonférences sont de plus en plus petites, ce qui obligera la couronne 27 à prendre des vitesses de plus en plus grandes ainsi qu'on le comprend parfaitement.
Lorsque le galet 15 sera arrivé dans la position représentée en pointillés en fig. 2 pour laquelle le diamètre du cône est égal à son diamètre, la couronne 27 du différentiel tournera à la vitesse du moteur.
Pendant le fonctionnement de l'ensemble. si l'on désire arrêter brusquement la marche sans déplacer le galet 15 il suffit en agissant sur la tige 13, de déplacer le cône 8 dans le sens de la flèche G en supprimant ainsi tout contact entre ce cône et le galet 15, ce qui amène le débrayage instantané.
En amenant le galet 15 en contact avec la partie supérieure 28 du cône 8, dont le diamètre est par conséquent supérieur à deux fois le diamètre du galet 15, ce galet et par conséquent l'arbre 18 et le pignon 19 tour nent à une vitesse supérieure à deux fois celle de l'arbre 9, de sorte que les pignons droits 21 étant entraînés à leur circonférence par la couronne 20 tourneront en sens inverse et mettront par conséquent la couronne 27 du différentiel en rotation en sens opposé. Au lieu de la disposition du récepteur indiquée en fig. 3 et 4, on pourrait, comme le montre la fig. 5, remplacer les pignons droits 21 par des pignons d'angle 29 dont les axes seraient portés par le tambour 30 solidaire du plateau 23, le fonctionnement des diverses parties restant d'ailleurs le même.
Le déplacement du galet 15 sur le cône 8 peut être obtenu facilement comme l'indi que la fig. 6 en prenant une position oblique par rapport au cône. Pour arriver à ce ré sultat on peut relier l'arbre 16 du galet à l'arbre 18 par une articulation telle par exemple qu'un joint de cardan et disposer sur l'arbre 16 une commande convenable per mettant de déplacer cet arbre vers la droite ou vers la gauche pour occuper, par exemple, les positions représentées respectivement en traits pleins et en pointillés en fig. 6, en déterminant ainsi automatiquement le déplace ment du galet 16 par cheminement sur le cône 8.
Dans la variante de fig. 7 à 9, la dis position décrite aux fig. 2 et 4, a été inversée en ce sens que les pignons droits 21 sont montés sur la couronne 20 en prise avec les pignons d'angle 19 reliés au galet 15. L'arbre commandé 25 a été représenté comme actionné directement par la roue dentée 27 en prie avec les pignons droits 21, cette commande pouvant toutefois avoir lieu comme en fig. 3 par l'intermédiaire d'un différentiel.
L'encoche 14 du cône 8 est disposée vers sa base, le plus grand diamètre de ce cône 8 étant alors égal au diamètre du galet 15.
Pour la mise en marche du moteur, le galet occupe la position représentée en pointillés en fig. 7 pour laquelle l'arbre 25 ne reçoit aucune impulsion. Le pignon 19 est mis en rotation à une vitesse moitié moindre que celle du pignon 24, l'ensemble se trou vant alors dans le cas de fig. 1 pour laquelle le pignon moteur serait 6 et le pignon com mandé serait 2.
Pour le démarrage du véhicule, le galet 15 étant amené en contact avec la naissance du cône 8, c'est-à-dire un point dont le dia mètre soit égal à la moitié du diamètre<B>-</B> du galet, le galet tourne à une vitesse moitié moindre que celle du cône 8 sans produire aucun entraînement de l'arbre 25, entraîne ment qui est produit en déplaçant le galet dans le sens de la flèche en fig. 7, la vitesse d'entraînement de l'arbre 25 étant d'autant glus grande que le galet vient en contact avec des parties de diamètre plus élevé du cône pour arriver à une vitesse égale à celle de l'arbre moteur 9 lorque le galet 15 oc cupe la position représentée en traits pleins, en contact avec une partie du cône de même diamètre que lui.
Pour la marche arrière, on utilise la partie 31 du cône de diamètre plus faible que la moitié du diamètre du galet 15. Lorsque ce galet est amené en contact avec la partie 31, l'arbre 25 est mis en rotation en sens inverse, comme on le conçoit facilement.
Dans cette disposition, le galet 15 doit être entraîné par le cône 8, ce qui absorbe une certaine quantité de force tandis que, dans l'exemple des fig. 1 à 4, cette perte de force n'existe pas.
En effet, il y a lieu de remarquer que, pour l'exemple de fig. 1 à 9, la couronne dentée 20 est mise en mouvement unique ment par la poussée des pignons droits 21 qui, pendant l'action de l'appareil, trouvent sur cette couronne 20, un point d'appui né cessaire pour entraîner la couronne 27, du différentiel. Or, ce mouvement de la cou ronne 20 est transmis par le pignon 19 au galet 15 qui, étant en contact avec le cône 8, reporte sur celui-ci, dans le sens actif, tous les efforts qu'il reçoit de la couronne 20.
On pourrait, comme représenté en fig. 10, remplacer le cône 8 par une succession de roues dentées 32-33 etc.... clavetées sur l'arbre 9, le galet 15 étant alors remplacé par un pignon 34 pouvant être amené en prise successivement avec chacun des pignons étagés, montés sur l'arbre 9. Cette manoeuvre peut être effectuée en agissant à chaque fois sur la commande 13 pour déplacer le bloc des pignons 32-33 etc.... pour permettre d'amener le pignon 34 en position d'em brayage. Cette forme d'exécution pourrait aussi être utilisée sans l'aide d'un dispositif récep teur analogue à ceux de fig. 3 et 8, la marche arrière étant alors obtenue, comme indiqué en fig. 10 par un pignon 35 engre nant avec un pignon 36 claveté sur l'arbre moteur 9 et destiné à inverser le mouvement du pignon 34.
Dans la forme d'exécution des fig. 1l et 12, le carter 7 supporte par une de ses cloi sons d'extrémité, ainsi que par une cloison intermédiaire 37, l'arbre moteur 9 sur lequel est claveté le cône 8 pouvant se déplacer longitudinalement sur cet arbre 9 sous la commande d'une tringle de manouvre telle que 38, sans cesser d'être entraîné dans le mouvement de rotation de l'arbre 9 venant du moteur.
L'extrémité de cet arbre 9 supporte dans le deuxième compartiment 39 du carter 7 un tourillon à deux ou plusieurs bras 40 sur lesquels bras sont montés les pignons 41 et 42 en prise constante d'une part, avec une couronne dentée 43 montée folle sur l'arbre 9 et d'autre part, avec une couronne sem blable 44 clavetée elle-même sur l'arbre 45 se rendant aux organes à commander. Tout l'ensemble est logé dans le carter 7 et le changement de vitesse est intercalé entre les deux arbres 9 et 45 situés dans le prolonge ment l'un de l'autre.
La couronne 43 est solidaire d'un pignon 46 en prise constante avec des roues dentées 47, 48 de préférence diamétralement oppo sées, clavetées respectivement sur des arbres 16, 16' semblables, sur lesquels sont clavetés, de façon à pouvoir coulisser, des galets 15, 15'.
Ces galets sont pourvus de fourchettes de manoeuvre 49 supportées aux extrémités d'un levier de manaeuvre commun 50 muni d'une tringle de manoeuvre non représentée et pouvant coulisser librement sur des arbres 51 et 52 prévus à cet effet à l'intérieur du carter.
Le fonctionnement de ce dispositif de commande est analogue à celui de la forme d'exécution des fig. 2 à 5. Lors de la mise en marche du moteur, les galets 15, 15' sont en regard de la gorge 14 ménagée dans le cône 18. L'arbre con duit 45 est immobile et les pignons 41, 42, en roulant sur la couronne immobile 44, dé terminent la rotation du pignon 46 à une vitesse double de celle de l'arbre 9. Le pi gnon 46 ayant un nombre de dents égal à la moitié du nombre des dents des roues 47 et 48, ces dernières tournent à la même vitesse que l'arbre 9 ainsi que par conséquent les arbres 16, 16' et les galets 15, 15'.
Pour le démarrage, les galets 15, 15' sont déplacés vers la droite en fig. 11 en venant tout d'abord en prise avec une partie du cône de même diamètre que ces galets, l'arbre con duit 45 restant toujours immobile. En repous sant davantage vers la droite les galets 15, 15' on détermine la mise en rotation de l'arbre 45 à une vitesse progressivement crois sante, la vitesse de l'arbre conduit 45 deve nant égale à la vitesse de l'arbre moteur 9 lorsque les galets 15, 15' sont en contact avec une partie du cône 8 présentant un diamètre égal à la moitié de leur diamètre.
Cette disposition présente l'avantage d'une construction simple et économique, le diffé rentiel comportant une disposition courante, tandis que l'agencement des deux galets sy métriques 15, 15' permet soit d'augmenter l'adhérence de ces galets sur le cône, soit de réduire la pression exercée par chacun des galets. D'autre part, lesdits galets étant en prise avec le cône 8 en des points diamé tralement opposés, l'arbre 9 est déchargé de tout effort latéral.
Dans la forme d'exécution des fig. 13 et 14, on a supprimé la gorge 14 du cône 8, ce qui permet de démarrer en arrière avec la même douceur qu'en marche avant. Dans cette forme d'exécution, la libération des galets 15, 15' sera obtenue en déplaçant vers la gauche le cône 8 sur son arbre 9 en utili sant à cet effet une tringle telle que 38 en fig. 11, le cône pouvant par exemple venir occuper la position représentée en pointillés en fig. 14.
On pourrait aussi tronçonner le cône 8 en deux parties suivant un plan transversal, par exemple comme indiqué en traits mixtes en fig. 14 en C-D.
Dans cette disposition, la partie arrière 8' du cône est seule clavetée sur l'arbre 9, tandis que la partie avant 8 tourne librement sur cet arbre. Pour permettre aux galets 15, 15' de se freiner sur le cône 8, on dispose dans une cavité 53 ménagée à l'extrémité arrière de ce cône 8 un cliquet 54 pivoté sur un axe solidaire du cône et qu'un ressort 55 amène constamment en prise avec un rochet 56 fixé sur l'arbre 9 par exemple à l'aide de vis 57 ou de toute autre manière appropriée, ce cliquet pouvant être remplacé par tout dispositif équivalent.
Par suite de cette disposition, s'il arrive que le moteur s'arrête en pleine course, par exemple par suite d'accident, le changement de vitesse n'étant plus sous l'action du mo teur et étant alors actionné par la vitesse acquise du véhicule les galets 15, 15' sont mis en rotation en sens inverse du mouve ment qui leur est imprimé par la commande de l'arbre 9, de sorte que, en cas d'un arrêt instantané du moteur il se produirait un frottement brutal entre ces galets 15, 15' et le cône 8 qui pourrait déterminer la détério ration des galets ou des organes voisins.
Grâce à la disposition du cliquet 54, s'il arrive que, par suite d'un arrêt brusque du moteur, les galets 15, 15' soient mis en ro tation en sens inverse du sens normal, ces galets entraînent dans leur mouvement le cône 8 en sens inverse de son sens normal de rotation, c'est-à-dire que les organes tour neront alors dans le sens représenté par la flèche F en fig. 14, sans qu'il en résulte un effort quelconque sur l'arbre Les galets 15 pourraient être en tout nombre voulu, convenablement répartis autour du cône 8.