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NOUVEAU 'MECANISME DE DIFFERENTIES. CHANGEMENT DE VITESSE, COMMANDE DES VITESSES EMBRAYAGE ET ESSIEUX ARTICULES POUR @ VEHICULES AUTOMOTEURS.==============-====
La présente invention a pour objet un nouveau mécanis- me applicable à toute voiture automobile, pour l'équiper d'une nouvelle combinaison en ce qui concerne, les fonctions du différentiel, du changement de vitesse, de l'embrayage, de la commande des vitesses, et enfin, pour remplacer les es- sieux ordinaires du véhicule par des essieux articulés.
Cette invention a été représentée à titre d'exemple dans les dessins ci-annexés, qui ont été établis dans l'hy- pothèse d'un moteur de 7 chevaux, mais sans préjudice de l'application du nouveau mécanisme à une force motrice plus grande ou plus petite.
Dans ces dessins :
La Figure 1 montreune vue en coupe au travers du sys- tème tout monté de différentiel, changement de vitesse et embrayage combinés;
La Figure 2 est une vue de profil et en coupe (fig.2a)
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au travers d'un demi-essieu pour le train de roues avant, suivant la nouvelle conception;
La figure 3 est la projection verticale d'une coupe prati- quée suivant un plan qui coupe la figure 2a dans le sens de la ligne A - B; la Figure 4 donne une vue partielle, en coupe, du système de demi-essieux indépendants appliqué au train de roues arrière;
La Figure 5 est une vue en coupe, et à échelle amplifiée, du système d'engrènement par vis sans fin à triple filet qui cons. titue une caractéristique importante du nouveau changement de vi- tesse
La Figure 6 fait voir en coupe le mécanisme essentiel de la commande ainsi que du verrouillage des vitesses; La Figure 7 est une section transversale de détail du sys- tème de boîtier de ce mécanisme, notamment des organes opérant le verrouillage.
Revenant à la figure 1, on verra, comme composition du méca- nisme de différentiel, changement de vitesse et embrayage: d'a- bord un carter étanche 1 logeant tous ces organes, formant à la fois abri et réservoir d'huile; le bouchon de remplissage d'huile est en 2 et la vidange est en 3,
Pour ce qui concerne le changement de vitesses, il se compo- se d'une vis 4 à trois filets, le tronçon A de cette vis est fileté au pas de 10 m/m, celui B au pas de 20 m/m et celui C au pas de 30 m/m. Ces trois pas de vis différents ont été taillés de façon à se succéder chaque fois sans solution de continuité, c'est-à-dire que le double est en prolongement du simple et que le triple vient en prolongement de ce double.
La vis est supportée, aux deux extrémités 5 et 6, par deux roulements à billes enfer- més dans des boites en acier 7 qui peuvent coulisser, en fai- sant office de pistons, dans le carter 1, lequel joue ainsi le rôle de cylindre. Ce coulissement permet d'amener en contact avec' une roue dentée 8 soit le tronçon de vis à filet simple (corres-
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pondant à la lere vitesse), soit celui à filet double (corres- pondant à la 2ème vitesse), soit celui à filet triple (corres- pondant à la 3ème vitesse).
La vis tourne donc continuellement sous l'action du moteur, et elle attaque la roue dentée 8 qui se compose de cinq dis- ques 12 en bronze d'aluminium. Entre chaque paire de disques consécutifs en bronze d'aluminium, on a interposé un disque en ferodo; l'assemblage comporte deux grands disques K et quatre petits disques-amortisseurs P. Chacun des disques en bronze- d'aluminium porte, à sa périphérie, 17 axes-broches tels que 13, portant chacun une douille en acier trempé 14 retenue par une vis 15 dans l'axe 13. Ce sont ces axes et ces douilles qui constituent la denture de cette roue 8. la douille 14 tourne de par son engagement avec les spires du filetage de la vis 4, ce qui procure un mouvement plus doux, plus silencieux et exempt d'usure.
Le groupe des disques en bronze d'aluminium et en ferodo est pris entre deux disques en acier 16 et 17 dont l'un 16 est solidaire d'un tube 18 tandis que l'autre 17, tout en entraînant ce tube 18, peut coulisser à droite et à gauche dans des rainures pratiquées dans le tube 18. UN disque fixe 19 porte des ressorts 20 dont la pression est réglée par les écrous 20a qui, pari 'intermédiaire du disque coulissant 17, viennent serrer les disques en bronze d'aluminium contre ceux en ferodo ; ainsi que l'on réalise l'embrayage.
Pour débrayer, il suffit d'appuyer le pied sur une pédale, qui, au moyen d'un axe sur lequel est fixé un levier à double bras, repousse les ressorts qui provoquent l'embrayage. Ce le- vier appuie en deux points diamétralement opposés sur une butée 23 qui, de son côté, pousse une bague 24 ; fait recu- ler le disque 17 en comprimant les ressorts 20.
Le groupe de disques en bronze d'aluminium et en ferodo cessant, de ce fait de subir la pression des ressorts 20 de- vient donc libre, et il est possible d'amener en engrènement
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avec la roue dentée 8 le filet simple de la vis, c'est-à-dire celui correspondant à la première vitesse, le double (correspon- dant à la deuxième vitesse) ou le triple (correspondant à la troisième vitesse). En cessant la pression du pied sur la pédale, on force les ressorts 20 à venir opérer de nouveau le serrage des disques entre eux, c'est-à-dire à opérer le réembrayage.
Quant au mouvement du différentiel et des axes 25 à l'ex- trémité desquels se fixent les roues, rappelons-nous que le dis- que fixe stationnaire 16 et le disque fixe coulissant 17 sont solidaires de la douille 18. Or, quand la vis tourne sous l'ac- tion du moteur, elle entraîne la roue dentée (disques bronze d'a- luminium et de ferodo) ainsi que les deux disques 16 et 17, qui, étant solidaires de la douille 18, entraînent celle-ci dans leur mouvement rotatoire. Cette douille 18 est guidée par deux roulements réglables 26 et 27. Une autre douille 29 contient le différentiel ; voit en 30 les axes des pignons satellites, en 31 ces satellites, en 32 les butées de planétaires, en 33 les axes de butée, en 34 des hexagones clavetés sur les arbres de roues. Cette douille 29 est guidée par les deux rou- lements réglables 35 et 36.
Afin d'éviter les projections d'huile du carter 1 vers l'extérieur, on a prévu deux tubes en cuir 37. Ces cuirs sont fixés par des rivets 38 sur un tube 39, et ce dernier est fixé en 40 au carter 1 à l'aide d'écrous 41. Chaque écrou 41 sert en même temps de contre-écrou à un écrou 42 servant à fixer les roulements 35 et 36,
Le tube en cuir est fixé de la même façon à l'autre extré- mité sur les boîtes à billes des roues, comme on peut s'en ren- dre compte par l'examen des figures 2 et 3. D'autre part, la douille 18 est munie d'une couronne dentée 48 faisant corps avec elle. Une autre couronne dentée en 49 fait corps avec la douille 29. Ces deux couronnes sont concentriques; elles peuvent travailler soit ensemble, soit indépendamment l'une de l'autre.
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Une autre couronne 50, de largeur double de celle des couron- nes 48 ou 49, et placée vis-à-vis de ces deux couronnes, peut, par son engrènement, accoupler ces deux dernières.
La couronne 50 est fixée à l'extrémité de quatre axes 51 au moyen des vis 52. Les axes 51 sont bloqués, par un cône 53, dans une douille 54, par le serrage d'un écrou 55.
Dans cette douille est pratiquée une rainure 56 dans laquelle prend une fourchette qui permet, par l'intermédiaire d'un le- vier à main, le coulissement de cette douille 54 vers la gau- elle pour provoquer l'engrènement de la couronne 50 avec les deux couronnes 48 et 49, ce qui fait accoupler la douille 18 avec la douille différentielle 29. On aainsi la position pour la marche avant en première, deuxième ou troisième vitesse.
Pour produire la marche arrière, il suffit, après débrayage, de tirer le levier à main en arrière, de façon à faire passer la douille 54, au moyen de la fourchette, du côté droit et à fond; Le disque à denture 57 vient alors en engrènement avec la couronne 58, et, de ce fait, il immobilise la douille 54. Or, les quatre axes 51 portent chacun un petit pignon droit 51 engrenant avec les deux douilles 18 et 29 grâce aux dentures intérieures 60 de la douille 18, et aux dentures intérieures de la douille 29.
La douille 18, tournant dans le même sens que la roue dentée attaquée par la vis, il s'ensuivra néces- sairement une rotation en sens contraire dans la douille diffé- rentielle 29, puisque les axes des pignons droits 59 sont immobilisés par la couronne 58 et le disque à denture 57 ; aura une rotation en sens contraire transmise aux douilles pla- nétaires 32 (parties femelles), et aux hexagones 34 fixés sur les arbres des roues. C'est ce qui réalise la position de marche arrière. Il suffit de faire passer le levier de changement de vitesse en 1ère, 2ème ou 3ème vitesse, pour provoquer respecti- vement la marche arrière en 1ère, 2ème et 3ème vitesse.
Pour immobiliser la voiture, il suffit de placer le levier de marche
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avant et arrière au milieu de ces deux positions, car on fait cesser alors l'engrènement.
Comme on peut s'en rendre compte par le dessin, toutes les douilles sont garnies d'anti-friction.
La boîte est suspendue par deux lamelles d'acier plat qui viennent épouser le carter 1 et fixe le tout sur une traverse du châssis au moyen de deux écrous. Le mouvement des roues se transmet par l'intermédiaire des hexagones 34 faisant prise dans les douilles planétaires 32,
A mesure que les roues, qui sont indépendantes entreelles, montent et descendent en cours de marche, les hexagones 34 coulissent donc à droite et à gauche dans les douilles plané- taires 32.
La boite est lubrifiée au moyen d'huile fluide.
Cette combinaison d'agencements offre les avantages d'un encombrement restreint, grâce au logement, dans une même boîte, du différentiel, du changement de vitesses et de l'embrayage, puis, grâce à l'accessibilité commode des pièces, avec facilité et rapidité de démontage à tel point qu'il ne faut pas même deux heures pour enlever, opérer l'ouverture de la boîte et en avoir toutes les pièces détachées ; citonsensuite, l'abaisse- ment de prix comparativement aux mécanismes séparés pour le différentiel, la boîte de vitesses et l'embrayage. (Environ 500 % d'économie) d'où prix minime des pièces de rechange.
On réalise en outre les mouvements silencieux dans la boite, du fait d'opérer l'engrènement par vis sans fin et couronnes à rouleaux,puis, l'avantage de diminuer la fatigue que doivent subir les roues et les pneus dans les systèmes comportant un lourd pont arrière à l'essieu, tandis que, selon la présente invention, le pont arrière est fixé au chassis de la voiture ; de plus, on supprime l'emploi du frein à main à l'arrêt sans compter qu'on a la possibilité d'une marche arrière en trois vitesses, et qu'on bénéficie de la suppression radicale de jeu
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bruyant des trains d'engrenages par suite du choc des dentures aux passages d'une vite.se à une autre, car, selon le présent système, la vis sans fin est continuellement en prise avec la couronne dentée et enfin solidité à toute épreuve.
Considérant enfin les figures 6 et 7, qui se rapportent à la commande des vitesses ainsi qu'à leur verrouillage, pour en comprendre le jeu, rappelons-nous que la vis sans fin 4 est coulissable dans le carter 1 (figure 5), étant entraînée par l'arbre 9 fileté en 9A et goupillé dans la dite vis 4. Or, cet arbre 9 est protégé par un tube en acier 9B. Les figures 6 et 7 montrent que toute la commande des vitesses est enfermée dans un boîtier 90. L'arbre 9 est guidé dans une douille à anti-friction 9D munie d'un feutre 9E.
A l'intérieur du boîtier 9C on a un boîtier de butée 9F.
La butée est fixée sur l'arbre 9 au moyen d'un écrou 9G. Sur le boîtier 9F est fixée la commande à main 9H, et, sur le pour- tour, on a quatre tetons 10 (figure 7) qui viennent exactement se loger dans des encoches 10A pratiquées dans le boîtier 90.
Le boîtier à butée peut coulisser avec l'arbre et la vis dans le sens indiqué par la flèche.
Le verrouillage s'opère en 10B, grâce à une tige carrée munie de tetons d'arrêt 100; et reliée d'une part à la pédale de débrayage, d'autre part au levier de débrayage du système de différentiel combiné avec changement de vitesse et embrayage.
Aux deux extrémités 11 et 11A, on a posé un feutre pour rete- nir l'huile du boîtier 90.
En ce qui concerne le fonctionnement de ce dispositif, il est à noter que jamais on ne peut changer de vitesse sans dé- brayer la tige àbout carré 10B faisant office de verrouillage de sûreté. Cela posé, dès qu'on appuie sur la pédale de débraya- ge ou provoque le déplacement de la tige carrée 10B dans le sens de la flèche, et de l'un des tetons 100, qui sert ainsi de l'encoche du boîtier de butée ; alors seulement qu'il est possible de manoeuvrer le levier à main: on lui fait accom-
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plir un mouvement dans le sens de la flèche vue en figure 7; on tire ou on pousse le levier; et, par le fait même, l'arbre et la vis sans fin, pour les déplacer d'une encoche; un ressort réagit pour faire rentrer le teton du boîtier à butée dans l'en- coche correspondante du boîtier 9.
Ayant ainsi opéré le ver- rouillage de la vitesse, il ne reste plus qu'à lâcher du pied la pédale de débrayage.
Le boîtier 9c est lubrifié au moyen d'huile fluide.
Passant ensuite aux figures 2,2a, 3 et 4, qui se rappor- tent au présent système d'essieu articulés, on verra qu'il s'a- git plutôt de demi-essieux, en remplacement de ceux d'une seule venue employés dans les constructions de types ordinaires. Cha- cun de ces demi-essieux fait office d'un levier du 2ème genre.
Le point d'appui se trouve à l'une des extrémités (voir le car- dan C ainsi que les figures précédentes qui se rapportent à la combinaison de différentiel, changement de vitesse et embrayage).
Quant à la résistance, elle a son point d'application au milieu du demi-essieu, soumis à l'action des ressorts B ; enfin, la puis- sance a son point d'application à l'autre bout du demi-essieu, soit donc en A, et elle s'exerce directement sur les roues, tan- dis que la résistance s'exerce sur les ressorts et que le point d'appui est aux cardans.
Si l'on considère l'essieu avant (figures 2 et 2a) on se rendra compte que les cahots éprouvés par la voiture en cours du trajet, et absorbés par le pneu et la roue en A, font mon- ter cette extrémité du demi-essieu. Ce dernier, en montant, ren- contre la résistance opposée par les ressorts B, où, en somme, on a le pivot du demi-essieu ; conséquence, l'autre bout de l'essieu C descend, entraînant avec lui le cardan C, et, dès lors, la traverse E du 'chassis, agissant donc sur le chassis lui-même, sur lequel on a boulonné le cardan. Bref, ce ressort B amortit le choc de la poussée montante en A et celui de la descente en C. Le cardan se compose d'un tube D fixé au mi-
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lieu et en-dessous d'une traverse E fixée elle-même aux lon- gerons du chassis.
A l'intérieur de ce tube, et dans le sens de l'axe X Y, joue la partie mâle du cardan, sorte de piston étroit épousant à frottement dur la partie femelle de ce dernier. Le piston est fixé en P sur l'extrémité du demi-essieu au moyen d'un écrou.
Pour empêcher l'huile contenue dans le tube D d'être pro- jetée à l'extérieur, on a en F un écrou portant un cuir et vis- sé avec celui-ci en F sur le tube D. L'autre extrémité du cuir est fixée en G sur l'essieu au moyen d'une bride. En sa position plissée, ce cuir laisse toute liberté aux mouvements de l'axe tout en empêchant la sortie de l'huile.
Si l'on examine ensuite le demi-essieu arrière, les phases du fonctionnement sont les mêmes que pour le demi-essieu avant.
C'est en A que la roue est posée, en. B qu'on a le ressort fixé à la boite à billes C au moyen des brides D. Cette boite contient un roulement à rotule à double rangée, dans le but d'é- viter la torsion des lames du ressort au cours de leur fléchis- sement. Un système semblable à celui sus-exposé sert à empêcher les projections d'huile ; l'autreextrémité du demi-essieu entre dans le cardan du mécanisme combiné de différentiel, changement de vitesse et embrayage.
Il est manifeste que de grands avantages dérivent du fait d'avoir les roues de chaque train indépendantes l'une de l'au- tre, au point de vue des cahots subis en cours de trajet ; tons également la suppression (par équilibrage) des chocs et coups de raquette, ce qui donne au dispositif les mérites d'un amortisseur.
En outre, on régularise l'usure des pneus, du fait que les quatre roues du véhicule sont constamment perpendiculai- res à la route, tout en réalisant une grande souplesse de mar- che, surtout à l'arrière, les roues n'ayant plus à entraîner dans les chocs le lourd pont-arrière des systèmes devanciers, puisque, dans le présent système, ce mécanisme combinant le différentiel avec le changement de vitesse et l'embrayage est
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fixé sur le chassis de la voiture,
De même que les agencements décrits en corrélation avec les figures qui précèdent, celui venant d'être décrit assure la soli- dité, ainsi que la marche facile et silencieuse de tous ces orga- nes.