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Changement de vitesse .
Cette invention'se rapporte aux changements de vitesse à engranges cylindriques à denture hélicoïdale et a pour objet des perfectionnements apportés à ces appa- reils en vue de permettre de les rendre aussi silencieux que possible tout en évitant l'emploi de pignons de Irzxgeux amor- male.
Ces perfectionnements concernent d'une part la taille, c'est-à-dire la forme des dents des engrenages et d'antre part le mode de montage des engrenages ainsi tail- lés pour réaliser un changement de vitesse silencieux.
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Les changements de vitesses pour automobiles comportant des engrenages à denture droite ont l'inconvé- nient d'être bruyants:et$ malgré tous les soins apportés à leur fabrication, tels que rectifl@ation, rodage, etc., des dentreus, on ne peut pratiquement pas obtenir un mécanisme qui soit d'un fonctionnement silencieux ,
On a cherché à utiliser, pour obtenir un mé- canisme silencieux, des engrenages à denture hélicoïdale, mais, là encore, aucun résultat pratique n'a été enregis- tré et, actuellement, il n'existe pas d'automobiles dont le mécanisme de changement de vitesses soit muni d'engrenages à denture hélicoïdale donnant un fonctionnement silencieux, durable., obtenu par des moyens industriels .
Cette lacune résulte de ce que, jusqu'à, pré- sent, on ne connaissait pas exactement les conditions à remplir pour obtenir un fonctionnement doux et silencieux, uniquement par des moyens industriels de construction,, et non plus par des moyens de fortune tels que le rodage, qui n'assurent que momentanément un fonctionnement passable
La présente invention est basée sur la dé- couverte de l'ensemble des conditions qu'il faut remplir pour arriver à construire des mécanismes de changement de vitesses pour automobiles, dont le fonctionnement soit et reste silencieux; la Demanderesse a trouvé qu'il fallait particulièrement éliminer les sons aigus c'est-à-dire le bruit de sirène .
Ces conditions sont les suivantes
La largeur des engrenages à dents hélicoïda- les doit être telle qu'il y ait un recouvrement dans l'en-
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grènement sur le cylindre primitif de manière qu'une dent ait commencé à engrener sur un côté de la roue avant que la dent précédente ait cessé d'engrener sur le cté oppose
L'inclinaison des dentures en hélice doit en même temps être assez grande pour que, sans nécessiter une largeur excessive des dentures, l'engrènement puisse être assuré continuellement sur le cylindre primitif, pour se rapprocher du roulement théorique et pour réduire le glissement qui se produit avec des engrenages à den- ture droite eu faiblement inclinée ,
Un des caractères de l'invention est que ce recouvrement doit être aussi grand que possible .
Par suite de l'inclinaison de la denture des engrenages, on ne peut plus recourir à leur déplacement axial pour les mettre en prise et pour les débray er; il convient donc que l'une des deux roues soit montée folle sur son arbre, et que pour assurer la transmission du mouvement de rotation, on utilise des manchons coulis- sants portant des clabota ou tout autre moyen de solida- risation équivalente ces manchons étant solidaires des arbres sous le rapport de.la rotation mais pouvant être déplacés axialement pour solidariser les roues folles avec les arbres respectifs .
D'autre part, comme les engrenages à denture hélicoïdale à forte inclinaison donnent lieu à des pous- sées axiales dont la valeur dépend de l'inclinaison de la denture, des dispositions particulières doivent être prises pour supporter efficacement ces poussées et cité-
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viter tout jeu susceptible de rendre le fonctionnement bruyant .
De plus la Demanderesse a observé que dans les engrenages droits ou hélicoïdaux employés jusqu'à pré- sent pour les changements de vitesse, le nombre et les dimensions des dents sont définis diaprés le module clas- sique . Or lorsqu-'on emploie les proportions usuelles correspondant au module ordinaire, l'épaisseur'des dents n'est pas assez forte pour éviter leur flexion qui est une cause de bruit dans le fonctionnement, la hauteur correspondant au modèle employé est trop grande, et il se produit unlissement qui est nuisible au bon rende- ment et qui est aussi de nature à faire du bruit .
La présente invention, qui a paur but de re- médier à ces inconvénients, perwet de construire des engrenages ayant un nombre de dents plus petit pour un diamètre donné et, par conséquent une épaisseur plus grande tout en conservant une faible hauteur des dents ,
A cet effet, on emploie non plus un module unique définissant la hauteur et l'épaisseur des dents, mais un module mixte, c'est-à-dire deux modules dont l'un définit la hauteur et l'autre l'épaisseur des dents
Le dessin ci-annexé à titre d'exemple montre une forme d'exécution de tels engrenages et d'un change- ment de vitesses suivant l'invention .
La fige 1 est une élévation d'un couple de
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pignons h6licoldaux .
La fig, 2 montre la coupe d'une dent suivant un plan perpendiculaire au filet, cette dent ayant les dimensions définies par le module normal ,
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La fige 3 montre la coupe d'une dent dont les dimensions ont été obtenues au,moyen de l'emploi du module mixte suivant l'invention .,
La fig. 4 est une coupe transversale d'un couple de pignons hélicoïdaux.
La fige 5 est un développement du cylindre primitif d'un pignon de cinq dents
La fige 6 est une coupe Verticale faite suivant l'axe d'un. appareil de-changement de vitesse suivant l'invention
Le couple de pignons O1 et 2 à denture hé- licoïdale représentés sur les fige 1, 3,4 et 5 se dis- tingue à la fois par le profil des dents (fige 3 et 4) par leur obliquité relativement grande et par la largeur relativement faible de ces'pignons (fig,, 1 et 5) .
La fige 2 représente le profil d'une dent normale correspondant par exemple au module 8; dans les engrenages suivant l'invention) on détermine le profil de la dent au moyen d'un double module, par exemple 8-4 c'est-à-dire que l'épaisseur des dents est celle qui correspond ordinairement au module de 8 et que la hauteur est celle qui correspond ordinaire ment au module de 4 , On voit que la hauteur des dents est alors plus faible que leur épaisseur et est la moitié de celle correspondant au. profil normal .
Le module étant choisi pour 2 roues O1 et 02(fige 1 et 2 devant engrener ensemble, les cercles primitifs sont divisés en ares égaux entre eux et égaux pour les deux roues, par les points tels que i i k, i1, i1 - k1 - points par lesquels passeront les
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profils conjugues normaux représentant les faces des
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dents Les milieux des arcs tels que i - ii ii - 1 k - .1.1 i etc, , c'est-à-dire les oints > n ... m1, n1, etc.,représentent les points par lesquels pas- seront les profils conjugués normaux figurant les flancs des dents .
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Les arcs tels que J. - 1. etc., repré- sentent par leur longueur le pas circonférentiel de lq denture .
On conçoit que par ce moyen, quel que soit le nombre de dents adopté, même très petit, les condi-
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tions de roulement et de glissement deppofilsont di identiques à celles d'un engrenage normal .
L'inclinaison de l'hélice et la largeur des roues fournissent d'autre part, le moyen d'obtenir la
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continuité du mu-vement par un chevauchement des arcs d'approche et de retraite d'une dent à l'autre ,
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Sur le développement du cylindre primitif (fig. 2) ,a, a, et 'b b désignent les daac bords de ce cylindre.t 1 - .Q,l .2.1 - .& A t - $)..4.1etc.... les intersections des faces avant 'et arrière des dents avec le cylindre primitif, ces intersections étant en réa- lité des hélices dont le pas} mesuré sur une généra.--
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trice do.
cylindre est désigné par Xi pour une spire com- plète , est le pas de la denturey Z 4 l'épaisseur de la dent mesurée suivant la circonférence primitive, et 1 la largeur de la roue
Lorsqu'on fait engrener deux roues 0 1 et
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02 de ce genre dont les axes de rotation sont paralle- lés,, leurs cylindres primitifs se torchent suivant la génératrice commune Z 4 contenue dans le plan de ces
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axées et les dents en prise se touchent suivant une ligne inclinée qui rencontre cette ligne x x en un point f;
au. fur et à mesure de la rotation la ligne de contact des dents et par conséquent le point ± se dé-' placent le long de la ligne x x d'un bord de la roue vers le bord oppose , Pour que l'engrènement sur le cy primitif lindre # soit continuel il faut qu'il existe entre l'in- clinaison des hélices la largeur de la roue et le pas des dents une relation telle qu'une dent c1 c1' par exem- ple commence à engrener à l'an des bords a a avant que la dent précédente c c' ait cessé d'engrener au. bord opposé b b.
T1 faut pour cela que la projection de c' sur a a tombe en dehors de l'intervalle c c1 par exemple en g L'espace c1 g petit, être appelé le che- vauchement des dents dents hélicoïdales ,, Pour obtenir un tel chevauchement, on doit avoir la relation :
H, < ni n désignant le nombre des dents et .1. la largeur de la roue et le chevauchement voulu est égal à D (1- @).
H n
Il est possible et avantageux de réduire le nombre des dents afin de diminuer le nombre des vi- brations à craindra, et pour ne pas donner aux engrena- ges une largeur trop grande, il est nécessaire dtemployer pour la denture une grande inclinaison pour agoir le chevauchement indiqué plus haut
Il doit être observé que l'emploi de tels engrenages hélicoïdaux à forte inclinaison donne lieu à des poussées axiales élevées, sensiblement égales aux efforts tangentiels transmis, de sorte que des disposi ' tions particalières doivent être prévues pour supporter
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efficacement cette poussée et éviter tout jeu suscep- tible de rendre le fonctionnement bruyant.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, 1 désigne l'arbre relié au moteur et 2 l'arbre récepteur placé en prolongement du précédent et s'é- tendant vers l'arrière. Ces deux arbres sont montés au moyen de roulements à billes 3 et 4 dans un carter 5 et ils sont centrés l'un sur l'autre grâce à un pro- longement cylindr ique 6 de l'arbre 2 ajusté à frottement doux dans un alésage de l'arbre 1
7 désigne un pignon solidaire de l'arbre 1 et engrenant avec un pignon 8 fixé sur un arbre de ren- voir 9 également monté dans le carter 5 au moyen de roulements 10 et 11
Sur l'arbre 2 sont ménagées des rainures et nervures longitudinales 12 et 13 servant à accoupler en rotation cet arbre respectivement avec un manchon baladeur 14 et avec une série
de bagues 15, 16, 17, 18 et des rondelles intercalaires 19 et 20.Sur les ba- gues 15 et 16 peu-vent tourner librement 2 pignons 2)
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et 22 4U'ongrénèjâtrbOSpectivement avec des pignons 23 et 24 fixés sur l'arbre 9; d'autre part, un manchon baladeur 25 est accouplé avec la bague 17 par des rainu-
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res et nervures longîtudinales-26; un autre pignon, 27j 3 est monté librement sur la bague 18 et engrène avecun pignon 28 fixé sur l'arbre 9
Le manchon 14 est muni de griffes qui permet- tent de l'accoupler .!alternativement avec les pignons 7 et 21; de même le manchon 25 est muni de griffes qui permettent de l'accoupler alternativement avec 22 et 27.
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Suivant la position de ces manchons, la rotation de l'arbre 1 est transmise à l'arbre 2 soit directement, soit dans un rapport variable, suivant les couples de pignons 7, 8,- 21, 23-22, 24- et 278, 28 mis en jeu de la manière connue
La marche arrière petit être obtenue au moyen d'un pignon intermédiaire non représenté engre- nant avec des pignons 29 et 30 solidaires l'un du pi-' gnon 24 et l'autre du manchon 25
Suivant cette invention, les pignons,7, 8, 21, 23, 22, 24 27 28 sont munis de dentures hélicoï- dalesdu type ci-dessus décrit et les poussées axiales dues à la forte inclinaison des dents sont absorbées de la manière suivante
En premier lieu, les roulements 3) 4,
10, 11 sont du type à gorge profonde, c'est-à-dire capables de supporter à la fois des poussées radiales et des pous- sées axiales dé même ordre de grandeur .
En second lieu, les poussées subies par le pignon fixe 7 et les pignons fous 21, 22, 27 sont trans- mises d'un côté au roulement 3 et de l'autre au rou- lement 4 par une série de butées convenables t
Le pignon 7 bute directement Vers la gauche de la figure 5, contre la bague interne du roulement 3, vers la droite il bute par l'intermédiaire d'un rou- lement 31 contreun épaulement 32 de l'arbre 2 et celui- ci bute à. son tour par un épaulement 33 contre la bague interne du roulement 4 .
Le pignon 21 'bute vers la gauche contre un épaulement 34 de l'arbre 2 et vers la droite contre
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le pignon 22 qui bute lui-même contre la rondelle 19 et celle-ci transmet la poussée à la bague interne du rou- lement 4 par l'intermédiaire des bagues, 17, 18 et de la rondelle 20; de même, les poussées axiales des pi- gnons 22 et27 sont transmises vers la gauche et vers la droite par l'intermédiaire des mmes épaulements, bagues et rondelles ainsi qu'il résulte clairement de l'exa- men,de la figure 5;
d'autre part, les poussées subies par les pignons de renvoi 8, 23, 24, 28 fixés sur l'ar- gre 9 sont transmises directement par cet abbre aux bagues internes des roulements 10 et 11 .
Dans ces conditions il suffit que les rou- lements à gorge profonde 3,4, 10 et 11 soient conve- nablement maintenus en place, leur position pougant au besoin être réglée par taus moyens appropriés pour que tous les engrenages hélicoïdaux soient maintenus sans jeu et fonctionnent. sans bruit.
Bien entendu, cette forme d'exécution n'est donnée qu'à titre d'exemple et on pourra sans s'écar- ter de l'invention varier le nombre des couples de pignons et les détails des moyens de butée coopérant dans la direction axiale .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.