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Il PEIDt@CTlOO1EIvOOJTS AUX U.Îj'CMTISM04S EPICYCLOIDAUX A RAPPORT DE VITESSE VARIABLE ".
L'invention est relative aux mécanismes épicycloï- da.ux à ra-pport de vitesse variable dans lesquels des groupes supplémentaires de roues d'engrenage sont successivement amenés dans le train de commande, les groupes de roues d'engrenage étant disposés côte à côte le long de l'arbre de commande.
Conformément à la présente invention, le mécanis- me comprend un ou plusieurs groupes dans lesquels deux pignons sa-tellites portés par un tambour de frein sont en prise l'un avec l'autre, l'un des pignons satellites engrenant avec une roue de commande et avec une couronne à denture intérieure, tan- dis que l'autre pignon satellite est en prise avec un pignon planétaire fixé, à un tambour de frein différent de celui qui porte les pignons satellites.
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Le premier groupe est dispose pour assurer la rotation de l'organe commandé à. une vitesse plus faible que celle de l'arbre de commande dans le sens inverse, un autre grou- pe est disposé pour assurer la rotation de l'organe commandé à une vitesse plus faible que celle de l'arbre de commande dans le sens pour tourner en avant et la vitesse de déplacement en avant de l'organe commandé est augmentée en augmentant la vitesse du pignon planétaire de ce groupe en lui transmettant un mouvement de rota.tion à des vitesses différentes à l'aide de groupes de pi- gnons planétaires et satellites supplémentaires ajoutés successi- vement au train de commande.
Le mécanisme perfectionné peut être disposé pour assurer la commande de l'organe commandé dans le même sens ou dans le sens opposé à celui dans lequel tourne l'arbre de com- mande:ou la roue d'engrenage de commande; la dite roue d'engrena- ge peut également être disposée pour imprimer à l'organe commandé des vitesses plus grandes que celle de l'organe de commande tout aussi bien qu'une vitesse égale et une vitesse plus faible.
Les dispositions de-mécanisme envisagées par la présents intention évitent l'emploi d'un nombre incommode de man- chons concentriques et d'un nombre incommode de supports de pi- gnons satellites et de couronnes à denture intérieure. Les cons- tructions proposées permettent également l'emploi de roues dentées droites de dimensions pratiques et permettent aussi que les vites- ses relatives et la vitesse angulaire des roues d'engrenage soient maintenues basses, de façon à obtenir un mécanisme silencieux et efficace en raison des mouvements relativement lente de ses orga- nes et de la direction angulaire et tangentielle convenable sui- vent ls.quelle s'exerce la. poussée. De plus, l'emploi de pignons satellites composés que comportaient jusqu'ici certaines cons- tructions de mécanismes de ce type se trouve évité.
De même, pour une charge permise donnée par largeur unitaire de dent, la tolé-
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rance d'espacé pour la largeur des dents est réduite de sorte que l'espace axial exigé pour recevoir le mécanisme se trouve dimi- nue d'une manière correspondante.
Le dessin annexé montre comment l'invention peut être avantageusement réalisée. Dans ce dessin ;
La fig.1 est une vue en coupe axiale suivant la ligne x-x de la fig. 2 du mécanisme à rapport de vitesse variable construit conformément à l'invention.
La fige 2 en est une coupe transversale faite suivant la ligne y-y de la fige 1.
La. fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 montrant une forme de construction modifiée du mécanisme perfectionné.
La. fige 4 en est une coupe transversale faite suivant la ligne z-z de la fige 3.
La fig. 5 est une vue en coupe axiale d'une autre forme modifiée du mécanisme, avec des organes tournant librement montés dans des paliers antifriction.
Comme représenté figs. 1 et 2, une couronne à denture intérieure 1, qui est l'organe commandé du mécanisme, est montée pour tourner sur l'arbre de commande 2 près d'une roue de commande 3 clavetée sur l'arbre; cette couronne 1 et cette roue 3 sont en prise par l'intermédiaire d'un pignon 4 monté sur un tourillon 5 porté par l'âme d'un tambour de frein 6. En examinant la. fig. 2, on voit que lorsque l'arbre de commande tourne, en immobilisant le tambour de frein 6 contre tout mouvement de rotation, la. couronne à denture intérieure 1 se trouve obligée de tourner dans le sens opposé à l'arbre de commande et à une vitesse plus faible, l'effort moteur étant transmis entièrement par le pignon 4.
Ce pignon 4, qui peut être appelé le premier pignon satellite, est en prise avec un second pignon sa.tellite 7 également monté sur un tourillon 8 porté par le même tambour de frein 6. Le second pignon satellite st en
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prise avec une roue planétaire 9 clavetée sur un manchon 10 ou solidaire de celui-ci, ce manchon pouvant tourner autour de l'arbre de commande 2.
Le moyeu du tambour de frein de marche arrière 6 est monté pour tourner sur le manchon 10 sur lequel est claveté @ un tambour de frein 11 appelé le tambour de frein de la première vitesse. !Un libérant le tambour de frein de marche arrière et en immobilisant le tambour 11 le la première vitesse contre tout mouvement de rotation, la roue de commande 3 actionne , par l'in- termédiaire du premier pignon satellite 4, le second pignon satel- lite 7, de sorte qu'il se déplace autour du premier pignon plané- taire 3 immobilisé par le tambour 11 de la première vitesse ; ensuite le premier pignon satellite 4 oblige la première couronne à denture intérieure 1 ou organe commandé du train à tourner dans le même sens que l'arbre de commande 2 mais à une vitesse plus faible.
Le. premier pignon planétaire 9 et la première roue de commande 3 peuvent avoir des diamètres différents, comme représenté, et le second pignon satellite 7 peut être suffisamment large pour engre- ner avec le premier pignon planétaire 9 et le premier pignon satel- lite 4. La roue de commande 3 et le pignon planétaire 9 peuvent être ainsi amenés près l'un de l'autre, économisant de ce fait l'es- pace occupé par le mécanisme dans le sens axial le long de l'arbre 2. Plus d'une paire de pignons satellites .4, 7 peuvent être prévues dans chaque groupe .et, dans la fig. 2, deux paires de ces pignons satellites sont représentées.
A l'aide des dispositions suivantes, le premier pignon planétaire peut recevoir un mouvement de rotation dans le même sens que la roue de commande, de façon à augmenter le rapport de vitesse entre la roue de commande 3 et la couronne à denture intérieure 1 servant d'organe commandé. Dans ce but, une seconde roue de commande 12 est clavetée sur l'arbre de commande 2 et en- grène avec un troisième pignon satellite 13 monté sur un tourillon 14 porté par le tambour de frein 11 de la première vitesse.Le troi-
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sième pignon satellite 13 est en prise avec une couronne à denture intérieure 15 portée par un tambour de frein 16 appelé le tambour de frein de la.
deuxième vitesse, de sorte que lorsque ce dernier est immobilisé, le troisième pignon satellite 13 est obligé par la seconde roue de commande 12 de se déplacer autour -le la couronne à denture intérieure 15 dans le même sens que celui dans lequel tourne l'arbre 2. Le tambour 11 de la. première vitesse et, par conséquent, le premier pignon planétaire 9 sont obligés de tourner dans le même sens que l'arbre de commande; et les organes d'engre- nage 12,13,15, pour faire tourner ainsi le tambour 11 de la pre- mière vitesse, meuvent être proportionnés de façon à. imprimer au premier pignon planétaire 9 une vitesse de déplacement en avant relativement faible.
La. couronne commandas 1 reçoit alors un mouve- ment de rotation à un rapport de vitesse plus élevé que lorsque le premier pignon planétaire 9 est immobilisé.
Le troisième pignon satellite 13 présente de larges dents, de sorte qu'il peut engrener avec un quatrième pignon satel- lite 17 qui est également en prise avec un second pignon planétaire 18 monté sur un manchon 19 (ou solidaire de celui-ci) passant à travers le moyeu du tambour 16 de la. deuxième vitesse qui est mon- té pour tourner librement sur le manchon 19 et ce dernier est cla.- veté sur le tambour de frein 20 de la. troisième vitesse.Le quatrième pignon satellite 17 est monté de même que le troisième pignon satel- lite sur un tourillon 21 porté par le tambour 11 de la première vitesse.En arrêtant alors la rotation du tambour 20 de la.
troisième vitesse, la seconde roue de commande 12 actionne le quatrième pi- gnon satellite 17, par l'intermédiaire du troisième pignon satelli- te 13, et oblige ainsi le quatrième pignon sa.tellite 17 à se dépla- cer autour du pignon planétaire fixe 18 dans le même sens que celui dans lequel tomme l'arbre 2.
Les organes d'engrenage 12,13,17,18 peuvent être proportionnée de façon que le tambour 11 de la première
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vitesse reçoive un mouvement de rotation a une vitesse plus élevée, lorsque le tambour 20 de la troisième vitesse est immobilisé con- tre tout mouvement de rotation, que lorsque le tambour 16 de la deuxième vitesse est ainsi immobilisé, de sorte que lorsque le tambour de la. troisième vitesse est immobilisé, le premier pignon planétaire reçoit un mouvement de rotation à une vitesse différente de celle à laquelle il tournait en immobilisant le tambour de la deuxième vitesse contre tout mouvement de rotation et, de ce fait, la vitesse de l'organe commandé par rapport à l'arbre de commande se trouve augmentée.
De même, la vitesse du tambour de la troisième vitesse peut être augmentée et ainsi de suite indéfiniment, l'aug- mentation du rapport de vitesse lorsque chaque addition est faite au train d'engrenages actif étant aussi faible qu'on le désire en employant des pignons planétaires et satellites, ou des pignons de commande satellites et des couronnes à denture intérieure pro- portionnés d'une manière appropriée.
Dans la disposition représentée fig. 1, le tam- bour de frein 20 de la troisième vitesse peut présenter une surface d'embrayage 22 coopérant avec un organe d'embrayage 23 porté par un manchon 24 claveté sur l'arbre de commande. Lorsque le manchon 24 est déplacé axialement sur l'arbre 2 pour amener l'organe d'em- brayage 23 en engagement avec la surface d'embrayage 22 et empêcher la rotation du tambour de frein 20 par rapport à l'arbre 2, les troisième et quatrième pignons satellites 13 et 17 sont immobili- sée contre tout mouvement de rotation autour de leurs propres axes entre le second pignon satellite 18 et la seconde roue de commande 12, le tambour 11 de la première vitesse et le premier pignon pla- nétaire 9 étant ainsi obligés de tourner avec l'arbre commandé.
Les premier et second pignons satellites 4, 7 sont alors immobi- lisés contre tout mouvement de rotation autour de leurs propres axes entre le premier pignon planétaire 9 et la première roue de
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commande 3, et le mécanisme étant ainsi bloqué ou verrouillé, un effort moteur est transmis à l'organe commande 1 par les organes d'engrenage verrouillés, les première et seconde roues de commande 3, 12 et la clavette du manchon 24 agissant simultanément comme organes de commande, assurant une quatrième vitesse en marche avant ou prise directe.
En plus des organes du mécanisme à rapport de vitesse variable mentionnés ci-dessus, sur le manchon 24 de l'organe cou- lissant de l'embrayage est monté un support 25 pour le tourillon 26 d'un cinquième pignon satellite 27 en prise avec une couronne à denture intérieure 28 sur le tambour de frein 20 de la troisième vitesse et également en prise avec un troisième pignon planétaire 29 claveté sur un tambour de frein 30, au moyen duquel ce pignon planétaire 29 peut être immobilisé contre tout mouvement de rota- tion. Lorsque l'embrayage 22, 23 est libéré, de façon que le tam- bour de frein 20 de la troisième vitesse puisse tourner par rapport à l'arbre 2, le support du cinquième pignon satellite 27 peut être assujetti au manchon 24 par les moyens décrits ci-après et reçoit ainsi un mouvement de rotation à la même vitesse que l'arbre de commande.
Si le tambour de frein 30 de la cinquième vitesse est alors immobilisé contre tout mouvement de rotation, un mouvement de rotation en avant par rapport à l'arbre 2 sera. imprimé au tam- bour 20 de la troisième vitesse, augmentant à son tour la vitesse du second pignon planétaire 18 et du premier pignon planétaire 9, de sorte que l'organe commandé 1 recevra un mouvement de rotation à une vitesse plus grande que l'arbre de commande 2.
Afin déverrouiller le support 25 au manchon d'embrayage 24, ces éléments sont pourvus d'organes d'embrayage 31, 32 qui peuvent être amenés en prise par un mouvement axial du man- chon 24 du troisième pignon planétaire 29. Le manchon portant le
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pignon planétaire 29 et le tambour de frein 30 de la cinquième vitesse peut être immobilisé contre tout mouvement axial, ou des moyens peuvent être prévus de façon qu'il puisse être déplacé pour amener la surface d'embrayage 31 en engagement avec la sur- face d'embrayage 32 ou la dégager de cette dernière.
Si cela est nécessaire, la couronne à denture intérieure 28 montée sur le tambour 20 de la troisième vitesse pour s'engager avec le cinquième "pignon satellite 27, comporte des dents qui sont suffisamment lar- ges pour permettre le mouvement relatif axial requis entre le cin- quième pignon satellite 27 et le tambour 20 de la troisième vitesse, permettant aux organes d'embrayage 31, 32 d'être amenés en prise et hors de prise.
Les tourillons portant les pignons satellites peu- vent être supportés à leurs extrémités extérieures; par exemple, comme représenté fig. 1, les extrémités extérieures des touril- lons 5 et 8 sont supportées par un disque 33.
Dans les dispositions représentées figs. 3 et 4, un tambour 'La frein de marche arrière et un tambour de frein de la prêtera vitesse sont pourvus de trains d'engrenages analogues a celui représenté fig. 1, c'est-à-dire qu'une couronne à denture intérieure 1 est montée de manière à pouvoir tourner sur un arbre de coramande 2 et est entraînée en rotation par une roue de commande 3 par l'intermédiaire d'un pignon satellite 4 monté sur un touril- lon 5 porté par le tambour de frein de marche arrière 6, lorsque ce tambour est immobilisé contre tout mouvement de rotation;
une faible vitesse pour la marche en avant est transmise à l'organe commandé 1 lorsque le tambour de frein 11 de la première vitesse, claveté sur le manchon 10, est immobilisé, un second pignon satellite 7, monté sur un tourillon 8 porté par le tambour 6 se déplaçant alors sur un pignon planétaire 9 et contrôlant le mouvement du dit tambour de
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frein 6 qui porte également le tourillon 5 du pignon satellite 4 par lequel un mouvement est transmis à l'organe commandé eu moyen de la. roue de commande 3.
Une seconde vitesse de marche avant est obtenue par un troisième pignon sa.telihite 13 pavant tourner sur un tourillon 14 porté par l'aine du tambour de frein 11 de la pre- mière vitesse et en prise avec une seconde roue de commande 12 clavetée sur l'arbre 2 et aussi en prise avec une couronne à den- ture intérieure 15 montée sur le tambour de frein 15 de la. deuxième vitesse pour imprimer un mouvement de rotation au tmour 11 de la première vitesse et au pignon planétaire 9.
Toutefois, dans cette disposition, le quatrième pignon se.tellite 17 au lieu d'engrener avec le troisième pignon satellite 13 est en prise avec une troi- sième couronne à denture intérieure 34 portée par le tambour de frein 11 de la. première vitesse, le troisième pignon satellite 13 s'étendant à travers des fentes 35 formées dans la jante 36 de la. troisième couronne à denture intérieure, de façon à s'engager avec la seconde couronne à denture intérieure 15 portée par le tambour de frein 16 de la deuxième vitesse. De plus, le tourillon portant le quatrième pignon satellite 17 est porté par l'âme du tambour de la deuxième vitesse au lieu d'être porté par l'âme da tambour 11 de la. première vitesse.
Comme dans la disposition représentée fig. 1, le quatrième pignon, satellite est en prise avec un pignon planétaire 18 porté par un manchon 19 sur lequel est monté le tam- bour de frein 20 de la troisième vitesse.
Dans cette disposition, comme représenté fig. 3, il est prévu une autre disposition de surfaces d'embrayage en prise directe 37, 38, la. surface d'embrayage 38 étant amenée en prise aise la surface d'embrayage 37 présentée par le tambour 20 pour bloquer le mécanisme et obtenir une quatrième vitesse eu prise directe lorsqu'on fait glisser le manchon 39 le long de l'arbre 2 en l'éloi- gnant du tambour de la. troisième vitesse qui présente la. surface
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d'embrayage 37 qui et formée sur une partie d'une jante 40 sur laquelle une couronne à denture intérieure 41 pour la cinquième vitesse est également formée.
Un cinquième pignon satellite 42 est porté par une âme 43 présentant une surface d'embrayage 44 pour s'engager avec une surface d'embrayage 45 présentée par la même pièce que la sur- face d'embrayage 38, l'âme 43 étant mobile axialement par rapport à l'arbre 2 ; dansce but, cette âme est portée par un manchon 46 pouvant tourner librement sur le manchon 39 et sur lequel est mon- té le moyeu d'un tambour de frein 47 de la cinquième vitesse qui est solidaire d'un pignon planétaire 48 avec lequel s'engage le cinquième pignon satellite 42.
Ensuite, de même que dans la dispo- sition représentée fig. 1, en immobilisant le tambour 47 de la cin- quième vitesse, lorsque les surfaces d'embrayage 44, 48 sont en prise, un mouvement supplémentaire est transmis au tambour 20 de la troisième vitesse, de façon à effectuer la rotation de l'organe commandé 1, comme expliqué ci-dessus, à une vitesse supérieure à celle de l'arbre de commande 2.
Dans une forme de construction modifiée du méca- nisme représentée figs. l et 2, le quatrième pignon satellite 17 est en prise avec la couronne à denture intérieure 17 portée par le tambour de frein 16 de la deuxième vitesse. Le troisième pi- gnon satellite 13 est alors en prise avec la deuxième roue de com- mande 12 et avec le quatrième pignon satellite 17 seulement.
Dans ce cas, ce quatrième pignon satellite 17 peut être suffisamment large pour s'engager avec le deuxième pignon planétaire 18 ainsi qu'avec le troisième pignon, satellite 13, le deuxième pignon planétaire 18 peut avoir un diamètre plus grand que la deuxième roue de commande 12 et le troisième pignon satellite peut avoir un diamètre plus grand qu'il n'est possible de le faire lorsqu'il est nécessaire de le disposer entre la deuxième roue de commande 12 et la couronne à denture intérieure 15.
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La fig. 5 montre une forme de réalisation pratique de l'invention dans laquelle le mécanisme perfectionné est repré- senté en position a.ctive par rapport aux organes d'un mécanisme de transmission d'un véhicule automobile. Le mécanisme représenté fig. 5 est en principe identique à celui représenté fig. 1 en ce qui concer- ne les moyens pour obtenir la marche arrière, trois vitesses pour la marche en avant à des rapports de vitesse différents et la prise directe, et les organes correspondants dans les deux figures sont désignés par les mêmes nombres de référence.
Le mécanisme pour , une cinquième vitesse est toutefois omis et l'organe d'embrayage 23 de la prise directe est porté par un manchon 50 claveté sur l'arbre 2 et pouvant être déplacé axialement par un ressort 51 pour ma.intenir les organes d'embrayage 22, 23 en prise, des moyens appropriés étant prévus pour maintenir ces organes séparés lors- qu'on désire laisser le tambour 20 libre de tourner indépendamment.
Il est prévu un système convenable de paliers anti- friction comprenant des roulements à billes 52 pour supporter l'or- gane commandé 1 et des coussinets à galets 53 supportant l'extré- mité de l'arbre de commande 2 dans une partie formant moyeu de l'organe commandé. Le manchon 10 du tambour de la. première vitesse est porté par des paliers antifriction 54 tandis qu'une partie formant moyeu sur l'âme du tambour de marche arrière 6 est portée par des paliers à galets 55 et le disque 33 est porté par un pa- lier à billes 56. Le manchon 19 du tambour 20 est porté par des paliers antifriction 57 et le moyeu du tambour 16 de la deuxième vitesse est supporté sur l'extérieur de ce manchon par un palier antifriction interposé 58.
Pour absorber la poussée par bout exer- cée entre les manchons 19 et 50 par le ressort 51 il est prévu un palier de butée 59 et il y a lieu de remarquer que la construc- tion et la disposition du mécanisme sont telles qu'il n'y a pas d'autre point où se produit une,poussée par bout. Les pignons
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satellites 4,7,13 et 17 sont également représentés comma. vêtant mon- tés dans des paliers antifriction sur leurs tourillons respectifs.