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Perfectionnements aux mécanismes de transmission de puissance.
Cette invention a trait aux mécanismes de trans- mission de puissance et concerne particulièrement mais non exclusivement les accouplements dont les éléments sont munis de griffes ou dents entrant mutuellement en prise et peuvent être accouplés pour assurer une commande posi- tive,et de préférence à deux directions par l'entremise d'une matière soumise à des effonts de cisaillement ou de flexion et du genre dans lequel il est prévu un dispositif qui empêche les éléments d'accouplement d'entrer en prise pendant qu'ils tournent à des vitesses différentes mais leur permet d'entrer en prise pour assurer l'entraînement tournent à la même ou approximativement la
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même vitesse.
L'invention concerne spécialement un accou- plement de ce type faisant l'objet du brevet belge n .353.433 du 10 Août 1928 et cet accouplement peut être in- corporé au mécanisme de transmission d'une automobile, entre la botte des vitesses et les roues du véhicule, par exemple entre l'arbre principal de la botte des vitesses et l'arbre de transmission ou arbre à cardan, quoique le présent accouplement puisse être appliqué en tout autre point désiré du mécanisme de transmission de puissance ou dans la botte des vitesses elle-même.
Suivant l'invention, le dispositif (ou les disposi- tifs) servant à empêcher l'accouplement ou l'entrée en prise des éléments d'accouplement pendant qu'ils tournent des vitesses différentes est ou peut être relié ou en contact avec un des dits éléments par une surface ou dis- positif anti-friction de façon que la rotation des deux éléments l'un par rapport à l'autre puisse s'effectuer sans frottement nuisible et sans échauffement exagéré, et ce dispositif est muni d'une ou plusieurs faces ou -sièges inclinés qui sont agencés pour coopérer avec des faces ou sièges convenables prévus sur l'autre élément d'accouplement de telle sorte que, lorsque les faces ou sièges sont en contact, les deux éléments d'accouplement sont maintenus à l'écart l'un de l'autre, ce qui a lieu pendant qu'ils tournent à des vitesses différentes,
les faces ou sièges de contact étant toutefois tels que, en raison du faible frottement qui se produit au contact ou liaison anti-friction sus-mentionné, ils permettent le déplacement relatif rapide du dit dispositif;, lorsque les éléments tournent à la même ou approximativement la même vitesse, afin de permettre à ces éléments d'être réaccouplés.
Le dit dispositif peut être constitué par
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un anneau présentant sur une de ses'races des saillies qui présentent les faces ou sièges inclinés; l'autre face étant agencée pour établir un contact anti-friction avec, par exemple,l'élément d'accouplement moteur,par exemple grâce à l'intercalation d'un agent ou matière anti-friction tel qu'une rondelle ou surface de coussinet en métal blanc ou en bronze.
Cet anneau peut être appelé "anneau de synchronisation ou de protection", les sail- lies du dit anneau qui présentent les faces inclinées constituant des pièces d'espacement propres à maintenir les éléments d'accouplement espacés. L'inclinaison des faces ou sièges sus-mentionnés est très faible, par exem- ple voisine de six degrés, cette inclinaison étant telle que, eu égard à la liaison ou contact anti-friction qui existe sur l'autre c8té du dit anneau, elle empêche le dé- placement angulaire de cet anneau par rapport à l'élément ré- cepteur lorsqu'une poussée axiale ou longitudinale est appliquée, tout en assurant un contact anti-fricatin qui permet à l'anneau de se déplacer rapidement ou instanta- nément par rapport à l'élément récepteur à l'instant re- quis,
après quoi le mouvement coulissant de l'un quelcon- que ou de chacun des éléments d'accouplement est effectué pour réaccoupler ces éléments. 0 L'accouplement peut être placé entre le mécanisme de changement de vitesse et les roues d'une automobile, comme décrit dans le brevet pré- cité, mais il pourrait aussi être placé en d'autres points du mécanisme de transmission, par exemple dans la botte des vitesses elle-même, entre deux organes quelconques qui doivent être accouplés de la façon sus-mentionnée, mais de préférence entre l'arbre du moteur et l'arbre principal de la boite des vitesses, ces deux arbres étant agencés pour être accouplés pour produire la vitesse la
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plus élevée ou prise directe.
L'élément coulissant de l'accouplement peut être amené en prise avec l'autre élément d'accouplement à l'aide d'un ressort. Dans cer- tains cas, ce mouvement peut aussi être obtenu par une ,poussée, exercée à l'aide d'un levier à la main, soit directe- ment, soit par l'entremise d'un ressort.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, spécialement applicable à un accouplement agencé pour être intercalé entre le mécanisme de changement de vitesse et les roues d'une automobile comme décrit, par exemple, dans le brevet précité, un dispositif perfectionné est prévu pour permettre de réaccoupler volontairement les éléments .4'accouplement, par exemple dans le cas où le moteur vien- drait à s'arrêter pendant que la voiture continue à se mouvoir sous l'action de la pesanteur ou par l'effet de la vitesse acquise et qu'il devient désirable ou néces- saire de remettre le moteur en marche par la/force vive du véhicule.
A cet effet, il peut être prévu un dispositif grâce auquel le susdit anneau de synchronisation peut être ,déplacé angulairement, pendant qu'il maintient les deux éléments écartés l'un de l'autre, jusqu'à une position dans laquelle il. les libère et leur permet par conséquent d'entrer de nouveau en prise.
Lorsqu'on effectue un réac- couplement dans ces conditions, il est désirable que les vitesses des deux éléments d'accouplement soient égales ou presque égales et, à cet effet, l'invention a pour ob- jet un dispositif perfectionné grâce auquel l'élément ré- cepteur peut être accouplé ou embrayé avec l'élément mo- teur.par une action de frottement dans le but d'accélérer l'élément moteur de telle sorte que, lorsque les vitesses sont devenues égales ou approximativement égales, le réac- couplement des deux éléments peut être effectué facilement
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et sans choc.
A cet effet, un embrayage à friction, qui peut comprendre des surfaces coniques ou planes ou une sé- rie de disques d'embrayage peut être prévu, et la dispo- sition est telle que lorsqu'on manoeuvre un levier de com- mande pour effectuer le réaccouplement volontairement, les surfaces ou disques de friction entrent en contact à ou vers le moment où l'anneau de synchronisation est dé- placé angulairement, de façon à permettre à l'élément ré- cepteur d'accélérer la vitesse de Isolement moteur par l'entremise du dispositif d'embrayage. L'accouplement réel peut alors être effectué par une pression exercée sur le levier de commande ou à l'aide d'un ressort.
. L'invention a en outre pour objet un mécanisme de contrôle perfectionné pour régir le/fonctionement de l'accouplement, ce mécanisme étant spécialement appli- cable, lorsque le même levier de manoeuvre (qui peut être la pédale de débrayage du moteur) est appliqué pour ac- tionner l'accouplement en vue d'un changement de vitesse ou pour permettre la marche sans le moteur.
Pour mieux faire comprendre l'invention et faci- liter sa mise en pratique, on la décrira ci-après d'une façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
Les figs. 1 et 2 sont des vues schématiques d'une construction d'accouplement présentant les susdites faces ou sièges inclinés, la fig.1 représentant la position de désaccouplement et la fig. 2 la position d'accouple- ment.
La fig.3 est une coupe schématique représentant les éléments désaccouplés et maintenus espacés l'un de l'autre par les faces ou sièges inclinés et en contact de l'anneau de synchronisation et d'un des éléments d'ac-
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complément.
Les figs. 4 et 5 sont deux vues de face représen- tant respectivement l'élément d'accouplement muni de l'an- neau de synchronisation et l'autre élément d'accouplement.
La fig. 6 est un développement schématique fragmen- taire représentant la position Qu'occupent les saillies présentant les faces ou sièges inclinés lorsque les élé- ments d'accouplement sont maintenus espacés l'un de l'au- tre et la position correspondante des griffes des deux éléments.
La fig. 7 est une coupe schématique représentant les éléments d'accouplement dans la position d'accouple- ment.
La fig. 8 est un développement analogue à celui de la fig.6 mais représentant les pièces dans la po-
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aition'deaccouplement.
La fig. 9 est une vue de c8té avec coupe verti- cale partielle de la botte des vitesses et de l'embrayage du moteur d'une automobile, la partie arrière de la boite des vitesses étant munie de l'accouplement suivant l'in- Tentions cet accouplement étant destiné à être placé en- tre.l'arbre principal de la boite des vitesses et l'arbre à cardan de la voiture.
La fig. 10 est une coupe verticale de l'accouplement de la fig. 9.
La fig.ll est une coupe transversale suivant 11-11 (fig. 10) et représenter vu de face, l'élément moteur de l'accouplement portant l'anneau de synchronisation.
La fig. 12 est un plan avec coupe horizontale partielle de l'accouplement de la fig. 10.
La fig. 13 est un plan d'une partie du mécanisme ser- vant à contrôler ou régir le fonctionnement des éléments
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d'accouplement, l'anneau de synchronisation étant sup- posé enlevé.
La fige 14 est une vue de face de l'élément ré- cepteur de l'accouplement.
La fige 15 est une coupe transversale suivant 15- 15 (fig. 10) et représente une partie de l'anneau de syn- chronisation.
La fig. 16 est une coupe horizontale suivant 16-16 (figs.10 et 15).
Les figs. 17, 18 et 19 sont des coupes fragmen- taires à plus grande échelle suivant 17-17, 18-18 et 19-19 (fig.15).
La fige 20 est une coupe fragmentaire représentant les éléments d'accouplement et le mécanisme de commande dansla position d'entraînement.
La fig. 21 est un développement schématique repré- sentant les éléments d'accouplement et l'anneau de syn- chronisation dans la position d'entraînement, la posi- tion correspondante des griffes des éléments d'accouple- ment étant représentée séparément dans un but de clarté.
La fig. 22 est une vue analogue à la fig .20 mais représentant l'accouplement désaccouplé et dans la posi- tion voulue pour freiner les pignons du changement de vi- tesse, comme il sera décrit ci-après,
La fig.23 est un développement schématique analo- gue à celui de la figo21 mais correspondant à la fig.22.
La fig.24 est une coupe analogue à la fig. 20 mais représentant l'accouplement et le mécanisme de commande dans la position désaccouplée ou de marche sans le mo- teur.
La fige 25 est un développement schématique ana- logueà la fig. 21 mais correspondais position de la
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La fig. 26 est une coupe fragmentaire de l'accon- plement et du mécanisme de commande dans la position de réaccouplement d'urgence.
La fig. 27 est un développement schématique analogue à celui de la fig. 21 mais correspondant à la fig. 26.
Dans les figs. 1 à 8, A représen te une arbre moteur sur lequel est monté à rainure et languette l'élément d'accouplement coulissant A1 muni des griffes ou dents d'entraînement A2. A l'arbre récepteur B est fixé l'élé- ment d'accouplement non coulissant B1 muni des griffes ou dents d'entraînement B2 qui sont agencées pour en- t@er en prise avec les griffes A2 pour assurer un entrai= nement positif et à deux directions par l'entremise d'une matière soumise à des efforts de cisaillement ou de flexion comme spécifié dans le brevet antérieur précité.
C'est , l'anneau de synchronisation qui, dans le présent exemple, est porté par l'élément d'accouplement coulissant Al et peut être maintenu contre une portée ou coussinet anti- friction D pouvant être constituée par une rondelle en métal anti-friction., cet anneau étant maintenu en posi- tion sur la pièce Al par un segment élastique C1. La por- tée anti-friction D permet d'effectuer une rotation de l'élément moteur A1 et de l'anneau de synchronisation C 'sans provoquer de frottement nuisible et sans chauffage ou usure exagérés des pièces.
L'anneau de synchronisation
C est muni de saillies C4 présentant des faces ou sièges inclinés C4 qui peuvent entrer en contact avec des sièges analogues B4 prévus sur des saillies B3 de l'élément ré- cepteur B,'lesquelles saillies sont situées radialement à l'extérieur des griffes B2. L'élément récepteur B1 est muni-de saillies B5 comportant des dents destinées à en-
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trer en prise avec des saillies C5 de l'anneau de synchro- nisation lorsque les sièges inclinés B4 et C4 sont en con- tact, ce qui permet à l'élément récepteur A1 de faire tourner l'anneau de synchronisation C par rapport à l'élé- ment moteur.
L'élément d'accouplement coulissant A peut être soumis à l'act2on d'un ressort (non représenté) en antagonisme à l'action duquel le dit élément peut, dans cartains cas, être déplacé lorsque le désaccouplement est effectué, ce ressort faisant mouvoir l'élément d'accou- plement coulissant vers l'élément récepteur pour effec- tuer un réaccouplement.
L'accouplement et le mode d'action peuvent être généralement analogues à ceux décrits dans le brevet antérieur précitéo Lorsque le dit élément d'ac- couplement coulissant est amené à une position dans laquelle il est dégagé de Isolément d'accouplement récep- teur pendant ,la marche de la voiture, par exemple comme résultat de l'abaissement de la pédale de débrayage du moteur, le changement de vitesse devient isolé et, dans ces conditions,
l'arbre récepteur B et l'élément d'ac- couplement récepteur B1 tournent à une vitesse supérieure à celle de l'arbre moteur ou arbre A de la boite des vi- tesses et de'l'élément d'accouplement A1 a L'élément d'ac- couplement récepteur B1 entre par conséquent en prise avec l'anneau de synchronisation C à l'aide des saillies B5 prenant appui contre les saillies C1 du dit anneau,
qui reçoit ainsi de l'élément récepteur B1 un mouvement de rotation par rapport à l'élément moteur et est maintenu dans une position dans laquelle les sièges C4des sail- lies C3 entrent en contact avec les sièges inclinés B4 des saillies B de l'élément'récepteur. Ces sièges permettent aux deux éléments d'accouplement dêtre maintenus à l'é- cart l'un de l'autre pendant que l'anneau de synchronisa-
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tion est actionné par l'élément récepteur et tourne par rapport à l'élément moteur contre la rondelle anti- friction D.
L'inclinaison des sièges est telle que bien que l'anneau C puisse tourner librement en raison de la présence de la rondelle anti-friction D, cet anneau est peusujet à être déplacé angulairement par la poussée axiale agissant sur les sièges inclinés B4 et C4 et ten- dant à réaccoupler l'élément Al . Les sièges inclinés constituent entre l'anneau.C et l'élément récepteur Bl un contact ou liaison anti-friction qui permet à l'anneau C de se déplacer angulairement par un mouvement rapide ou instantané lorsque cela est nécessaire.
Pendant tout le temps que l'arbre récepteur tourne plus vite que l'ar- bre moteur, les pièces sont maintenues dans la position des figs. 1, 3 et 5, cette position étant celle qu'occupe l'accouplement, en vue d'un changement de vitesse, lors- que la botte des vitesses est isolée comme résultat du débrayage du mécanisme d'embrayage du moteur et que les éléments d'accouplement A1 et B1 sont désaccouplés.
Lors- que le changement de vitesse a été effectué, on peut em- brayayer le moteur pour permettre au mécanisme de changement de vitesse d'être accéléré en accélérant le moteur, et lorsque la vitesse du moteur et celle de l'arbre A1 de la botte des vitesses sont devenues égales et tendent à excéder celle de l'arbre récepteur B et de l'élément ré- cepteur B1, le faible frottement qui se produit à la portée anti-friction D (frottement supérieur-à celui existant entre les faces inclinées B3 et B4) a pour effet de faire mouvoir l'anneau C avec l'élément moteur Al.
L'anneau C est par suite déplacé angulairement par rapport à l'élément récepteur, et les sièges C3 de cet anneau sont amenés hors de contact des sièges correspondants B4 de
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l'élément récepteur, ce qui permet aux saillies C3 et C5 de l'anneau C de pénétrer dans les espaces ou creux sépa- tant les saillies B3 et B5 de l'élément récepteur Bl et permet aussi aux griffes A2 de l'élément moteur d'entrer en prise avec les griffes B2 de l'élément récepteur, comme représenté dans les figs. 2, 7 et 8, en assurant ainsi l'entraînement positif et à deux directions par l'entremi- se d'une matière soumise à des efforts de cisaillement.
Pour la marche sans le moteur, on dégage l'élément coulis- sant A1 de l'élément récepteur B1 (en appuyant sur la pé- dale de débrayage comme on l'a dit précédemment), et aussi longtemps que la vitesse de l'élément récepteur excède celle de l'élément moteur Al ,ces éléments d'accouplement sont maintenus espacés l'un de l'autre par l'anneau C, et la voiture peut continuer à se mouvoir par l'effet de la vitesse acquise ou sous l'action de la pesanteur comme spécifié dans le brevet précité.
Lorsqu'on lâche la pédale de débrayage du moteur, elle relie le moteur à la boite des vitesses, et lorsqu'on désire réaccoupler les éléments Al et B1 pour assurer l'entraînement, on peut accélérer le moteur pour accélérer la boite des vitesses jusqu'à ce que la vitesse de l'arbre A et celle de l'élément moteur Al soient devenues égales et tendent à dépasser celle de l'élément récepteur Bl. A ce moment, l'accouplement des deux éléments A et B peut être effectué comme on l'a vu.
On a dit que l'invention est applicable à un accouplement disposé entre la boîte des vitesses et les roues de la voiture, mais on pourrait appliquer un accouplement muni d'un coussinet anti-friction tel que D et de faces ou siè- ges inclinés tels que B4 dans le mécanisme de changement de vitesse pour assurer une prise directe ou vitesse su- périeure.
Toutefois, dans ce cas, la construction serait
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telle que les éléments d'accouplement seraient maintenus espacés l'un de l'autre aussi longtemps que la vitesse de l'élément moteur excéderait celle de l'élément récepteur,. tandis que le ralentissement de Isolément moteur aurait tendance, sous l'action de la surface de contact ou cous- sinet anti-friction D, à retarder l'anneau de synchronisa- tion de telle sorte que le déplacement relatif entre cet anneau et l'élément récepteur pourrait être effectué pour permettre aux éléments d'accouplement d'entrer en prise.
L'accouplement des figs. 9 à 27 diffère de celui décrit ci-dessus en ce qui concerne les détails de la construction. Il comprend un dispositif permettant de dé- placer l'anneau de synchronisation ainsi qu'un mécanisme permettant d'accélérer la vitesse de l'élément moteur lorsqu'on effectue le réaccouplement des éléments volon- tairement. Il est aussi muni d'un mécanisme de contrôle et de commande perfectionné.
Sur l'arbre moteur A est monté à rainure et lan- guette, l'élément ou douille d'accouplement coulissant A1 muni des griffes A2, et sur l'arbre récepteur B est fixé l'élément d'accouplement non coulissant B1 muni des grif- fes B2 qui sont agencées pour être actionnées par les griffes A2 de l'élément moteur Al en vue d'assurer la commande positive et à deux directions par l'entremise d'une matière soumise à des efforts de cisaillement ou de flexion. Toutefois, dans cet exemple, l'anneau de syn- chronisation.,comprend trois parties C, Clet C2 dont la première, C, est munie de saillies C3 présentant des fa- ces ou sièges inclinés C4 qui peuvent entrer en contact avec des sièges inclinés B4 que présentent les saillies B3 situées radialement à l'extérieur des griffes B2 de ,l'élément récepteur.
Les sièges inclinés C4 et B4 (dont
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l'inclinaison est de six degrés environ) sont agencés pour maintenir les éléments d'accouplement A1 et B1 es- pacés l'un de l'autre lorsqu'ils tournent à des vitesses différentes. Les trois pièces C, C1 et C2 de l'anneau de synchronisation sont maintenues assemblées pour tour- ner en bloc à l'aide de goupilles C5 fixées à la pièce C2 et traversant des trous des dites pièces C et C1, les extrémités externes des dites goupilles étant biseautées ou pointues et agencées pour entrer en contact avec des faces inclinées prévues sur des saillies B5 de l'élément récepteur B1, comme représenté plus clairement dans les vues schématiques des figs. 21, 23, 25 et 27.
Les sail- lies B5 sont agencées pour entrer en contact avec des dents de la pièce C pour permettre à Isolément récepteur de faire tourner l'anneau de synchronisation composite par rapport à l'élément moteur pendant le changement de vitesse ou la marche sans le moteur. Des ressorts C6 sont intercalés entre les pièces Cl et C2 de l'anneau de syn- chronisation et ont pour rôle de maintenir la pièce C2 en contact avec un coussinet ou surface anti-friction D qui peut être constitué par du métal blanc ou une matière analogue garnissant un anneau ou douille A3 monté à rai- nure et languette pour coulisser sur Isolément d'accou- plement coulissant A1.
Les ressorts C6 maintiennent aussi. un rebord de la pièce C1 de l'anneau de synchronisation contre un anneau à rebord A4 qui est aussi monté à rainu- re et languette pour coulisser sur Isolément moteur A1. et est poussé par ces ressorts contre les extrémités arrière des griffes A2, comme représenté dans la fig.10.
E représente généralement un embrayage à disques dont le rôle est de permettre d'accélérer l'élément m6teur par Isolément-récepteur lorsque la machine vient à s'arrêter
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pendant que les éléments d'accouplement sont désaccouplés, par exemple pendant la marche de la voiture sans le mo- teur, ce qui permet d'effectuer le réaccouplement comme il sera décrit plus loin. Certains des disques de l'em- brayage à disques E sont montés à rainure et languette pour coulisser sur le rebord de l'anneau A4. tandis que des disques intermédiaires sont fendus pour s'adap- ter sur les goujons C5, comme représenté en pointillé dans la fig.ll, de sorte qu'ils sont clavetés sur l'en- neau de synchronisation C et tournent avec cet anneau.
Tous les disques de l'embrayage E sont maintenus entre des anneaux de retenue E1 et E2 dont le premier peut être soumis à l'action d'une série de ressorts E3 lorsqu'on désire pousser les disques les uns contre les autres et contre l'autre anneau E2 qui repose contre les faces ar- rière des saillies C3 de l'anneau de synchronisation, tes dits ressorts E3 prenant appui contre la pièce C2 de l'anneau C et passant à travers des trous de la pièce Cl du dit anneau de façon à pouvoir entrer en contact, lors- que cela est nécessaire, avec l'anneau El.
Un collier ou disque F est monté autour de l'élément moteur et coulissan
Al de façon qu'il puisse reposer contre le métal anti-fric- tion D garnissant la douille A3 qui est montée à tainure et languette sur l'élément moteur Al. le dit collier étant aussi placé près d'une série de disques de fric- tion G qui sont clavetés sur l'élément coulissant Al à proximité d'une butée fixe A5 de cet élément.
Les dis- ques G peuvent être pressés, lorsque cela est nécessaire; contre une surface de friction Gl fixée dans la botte des vitesses ou l'enveloppe de l'accouplement de facon à . constituer un arrêt ou frein d'embrayage qui retarde la
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vitesse de rotation de l'élément moteur A et des roues dentées de la boite des vitesses comme il sera décrit plus loin. Le collier F est muni de tourillons Fl auquel sont assujettis des bras H faisant partie d'une chape fixée à un arbre 1 qui peut être déplacé angulairment dans le but de permettre au collier F d'être déplacé suivant son axe pour effectuer le mouvement coulissant de l'élément moteur coulissant A1.
Le mouvement des bras H peut être effectué de toute manière appropriée et l'on peut prévoir tout dispositif à ressort convenable susceptible d'agir soit sur l'organe coulissant sus-mentionné A1, soit sur les bras H dans le but de ramener l'organe coulissant à sa position d'entraînement ou en prise avec l'élément ré- cepteur Bl. Le mouvement des bras H peut être effectué à l'aide de la pédale de débrayage ordinaire, dans le but de débrayer l'élément d'accouplement coulissant ou d'ef- fectuer volontairement le réaccouplement des éléments d'accouplement lorsqu'on fait entrer en action l'embraya- ge accélérateur E de la façon que l'on va décrire.
Dans l'exemple représenté, sur l'arbre 1 est montée une plaque J munie de saillies Jl. J2 sur une de ses faces et pouvant osciller autour de l'axe d'une goupille J3 qui fixe la di- te plaque à l'arbre 1, de sorte que cette plaque J. qu'on appellera "plaque pivotante", peut recevoir un mouvement angulaire dans le but de communiquer un mouvement analogue à l'arbre I et aux bras H (ou vice versa) et peut en même temps pivoter autour de l'axe de sa goupille J3. Les sail- lies J1 et J2 sont destinées à être actionnées respecti- vement par des saillies Kl et K2 d'un levier K lorsqu'on fait pivoter ce levier vers le haut pour communiquer un mouvement angulaire à la plaque pirotante J et aux bras de commande H reliés à l'élément d'accouplement coulis-
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sant Al.
La saillie Kl agit sur la saillie Jl lorsqu'on désire désaccoupler l'accouplement en vue d'un changement de vitesse'ou pour permettre la marche sans le moteur, et la saillie: K2 actionne la saillie J2 dans le but d'ef- fectuer un réaccouplement d'urgence ou un réaccouplement volontaire. Pour assurer le maintien de la plaque pivotan- te J dans la position propre à permettre aux saillies Jl ou J2 d'être actionnée par les saillies correspondantes
K1,K2 du levier K, cette plaque est soumise à l'action d'un poussoir à ressort J4 logé en partie dans l'enveloppe (figs.
11 et 12) et muni d'une extrémité pointue qui peut faire pression sur l'un ou l'autre des c8tés de l'axe de la goupille J3 constituant le pivot de la plaque pour maintenir cette plaque soit dans la position dans laquelle sa saillie Jl peut être actionnée par la saillie K1 du levier K, soit dans la position dans laquelle sa saillie
J2 peut être actionnée par la saillie K2 de ce levier. Le levier K est fixé à un arbre L qui, à l'aide de secteurs dentés engrenants Ll et M1, est relié mécaniquement à un arbre M muni d'un bràs M2 qui est relié par une biellette
M3 à un bras M4 relié à la pédale de débrayage M5 (fig.9).
La chape comportant les bras H porte un prolongement ou bras H1 muni à son extrémité externe d'un galet agencé pour être actionné par un bras formant came N (représenté en pointillé dans la fige 10) qui est monté fou autour de l'arbre "L et est assujetti à l'une des extrémités d'un res- sort de torsion 0 relié par son autre extrémité à un col- lier solidaire de l'arbre L. Le moyeu du bras formant came, entoure l'arbre L et peut être muni d'une dent ou élément Nl disposé, par rapport à une dent ou élément 'analogue Kl prévu sur le moyeu du levier K, de telle ma- nière qu'un mouvement relatif peut être effectué entre
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les deux moyeux, mais que les deux dents peuvent entrer en contact au moment voulu pour empêcher ce mouvement re- latif.
Lorsque le bras-came N coopère ayec le prolonge- , ment H1 assujetti à la chape munie des bras H, il permet à ces bras d'être Influencés par le ressort 0 dans le but de ramener l'élément d'accouplement coulissant A1 à la position de réaccouplement ou d'accouplement. Toutefois, la disposition est telle que lorsqu'on abaisse la pédale de débrayage M5, ce mouvement n'est pas effectue en an- tagonisme à l'action du ressort 0 en raison du fait que le levier K, qui est actionné par la dite pédale de la façon sus mentionnée, est libre de se mouvoir avec le bras came N sans coopérer avec le ressort.
Au retour de la pédale de ....débrayage, après désaccouplement de l'accouplement, le bras-came N, revenant avec le bras K, entre en prise avec le prolongement H1 des bras H et est maintenu de telle sorte que la continuation du mouvement du bras K porté par l'arbre L sous l'influence du ressort ordinaire de l'embrayage du moteur a pour effet que l'ar- bre L enroule le ressort 0 à l'une des extrémités, l'au- tre extrémité étant maintenue par le bras-came N. Le ressort de torsion 0 agit par conséquent sur les bras H et sur les pièces reliées à la pédale de débrayage du moteur, mais comme la pression qui peut être exercée de ce fait est moindre que celle du ressort de l'embrayage du moteur,
elle n'empêche pas l'embrayage du moteur d'être amené à sa position de complet embrayage, mais elle empêche que la pression en- tière du ressort d'embrayage s'exerce sur l'embrayage. Par conséquent, la charge entière du moteur n'est pas appli- quée à l'arbre moteur A étant donné que l'embrayage est susceptible d'effectuer un léger glissement, mais l'excès de pression exercé par le ressort d'embrayage maintient cet
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embrayage en prise à un degré suffisant pour permettre aux roues dentées d'être accélérées dans le but de permettre aux élé ments d'accouplement d'être réaccouplés lorsque le synchronis- me est rétabli entre les éléments d'accouplement.
Le mouvement des bras H et du prolongement H1 pendant le réaccouplement a pour effet de soustraire le bras-came N à l'influence du res- sort 0, de sorte que ce.:ressort cesse d'agir sur le res- sort d'embrayage dont la pression entière est par consé- quent appliquée à l'embrayage du moteur, ce qui permet à là charge entière d'être appliquée à l'arbre moteur A.
La construction générale de l'accouplement et du mécanisme de contrôle étant ainsi décrite., on décrira maintenant le fonctionnement en se référant plus particulièrement aux figs. 20 à 27.
Les figs. 20 et 21 représentent le mécanisme d'accouplement et de contrôle dans la position d'entraî- nement, c'est-à-dire avec l'élément d'accouplement cou- lissant A1 en prise avec l'élément d'accouplement récep- teur Bl, de sorte que les griffes A2 et B2 assurent l'en- traînement positif et à deux directions par l'entremise d'une matière soumise à des efforts de cisaillement.
Si l'on désire effectuer un changement de vitesse, on appuie à fond sur la pédale d'embrayage M5 du moteur, ce qui a pour effet de transmettre un mouvement par le bras M4, la biellette M3, le levier M2 et les secteurs M1 et L'au levier K,qui s'élève par conséquent de telle sorte que sa saillie K1 agit sur la saillie Jl de la pla- que pivotante J de façon à faire mouvoir cette plaque an- gulairement et à faire mouvoir les bras H dans le sens voulu pour dégager l'élément coulissant de l'élément ré- cepteur.
Pendant ce mouvement, le bras N se meut vers le haut et à l'écart du prolongement Hl s'élevant vers le
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haut,de sorte que la pression du ressort 0 ne s'exerce sur aucune des pièces et qu'on peut abaisser la pédale d'embrayage en antagonisme à la pression du ressort d'em- brayage usuel sans qu'aucune pression de ressort supplé- mentaire soit appliquée. Le dégagement de l'élément récep- teur est effectué par le collier F assujetti aux bras
H, ce collier étant poussé contre les disques d'embrayage
G qui sont clavetés sur l'élément coulissant A1 et agencés pour entrer en contact avec la butée fixe A5 de cet élé- ment.
Lorsque la pédale d'embrayage du moteur a été abais- sée à fond, les disques G, ayant effectué le dégagement de l'élément coulissant Al, sont pressés contre la surface de freinage Gl de façon à retarder la vitesse de rotation de l'élément coulissant A1 et des roues dentées de la boite des vitesses.
Comme résultat de rabaissement ,de la pédale d'embrayage et du désaccouplement des éléments d'accouplement, le mécanisme de changement de vitesse devient isolé, et comme, à ce moment, Isolément réqep- teur tourne plus vite que l'élément moteur en raison de la force vive de la voiture, il fait tourner l'anneau de synchronisation composite C, C1, C2 par rapport à l'é- lément moteur en raison du fait que ses faillies B5 agis- sent sur les demts ou saillies correspondantes de la piè- ce C du dit anneau, comme représenté plus particulièrement dans les figs. 21 et 23.
L'élément coulissant est maintenu hors de prise par les sièges inclinés B4 et C4 de Isolé- ment récepteur et de l'anneau de synchronisation, respec- tivement, de sorte aue les bras H et le prolongement sont maintenus dans une position fixe. Lorsque le change- ment de vitesse a été effectué et qu'on abandonne la pé- dale de débrayage du moteur, le mouvement de retour de cette pédale provoque un mouvement angulaire de l'arbre L
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et du bras K dans le sens inverse, de sorte aue le bras- came N se meut vers le bas jusqu'au moment où il entre en contact avec le galet prévu à l'extrémité dù prolonge- ment H1 solidaire des bras H qui sont à ce moment mainte- nus fixes comme on l'a dit précédemment, d'où il résulte que la pression du ressort s'exerce sur les bras H, et par conséquent sur l'élément d'accouplement coulissant
A1,
et tend par suite à réaccoupler cet élément. Toute- fois, aussi longtemps que l'élément récepteur tourne plus vite que'l'élément moteur, l'anneau de synchronisation reste maintenu par l'élément récepteur dans une position dans laquelle les sièges inclinés B4 du dit élément et les sièges correspondants C4 de l'anneau de synchronisa- tion sont en contact, ce contact étant maintenu sous l'in- fluence de la pression du ressort. En raison du contact anti-friction sus-mentionné constitué par la surface de coussinet D, l'anneau de synchronisation peut recevoir librement, et sans frottement préjudiciable, un mouvement de rotation de l'élément récepteur par rapport à l'élément moteur. Pendant ce temps, les ressorts C6 ne sont pas comprimés, étant donné que leur pression est plus grande que celle qui peut être exercée par le ressort de torsion
0.
Lorsque la pédale de débrayage a été rappelée à sa position normale, l'embrayage du moteur est en prise, mais, en raison de la pression du ressort 0 agissant sur les pièces reliées à cette pédale, la pression entière ; du ressort de l'embrayage du moteur ne s'exerce pas sur l'embrayage mais est suffisante pour permettre à l'arbre
A de la botte des vitesses d'être accéléré par l'accélé- ration du moteur.
Lorsque la vitesse de l'arbre moteur ét de l'élément moteur tend à dépasser celle de l'élément récepteur, l'anneau de synchronisation est déplacé angu-
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lairement par le faible frottement qui s'exerce contre la surface de coussinet D, de sorte que les sièges incli- nés C4 sont amenés hors de contact des sièges B4, l'élé- ment d'accouplement coulissant restant ainsi libre d'être déplacé par l'action du ressort 0 agissant sur les bras H pour venir en prise avec l'élément récepteur.
Le mou- vement réel de l'élément coulissant est effectué par l'entremise de la douille A3, et des ressorts C6 prenant appui contre l'anneau à rebord C2 qui repose contre ,les parties arrière des griffes A2, et comme les ressorts C6 sont plus robustes que le ressort O, ils ne sont pas com- primés pendant ce mouvement.
Lorsque l'élément d'accouplement coulissant a été amené en prise avec Isolément récep- teur comme représenté dans la fig. 20, les positions re- latives du bras-came N et du prolongement H1 des bras H sont telles que ces derniers sont maintenus par le bras-came d'une manière propre à empêcher le déplacement non voulu des dits bras H et de l'élément d'accouplement coulissant, celui-ci étant par conséquent maintenu dans la position d'entraînement convenableo Si l'on désire actionner l'accouplement de façon quil puisse être trans- formé en un dispositif permettant la marche sans le mo- teur dans lebut de permettre au véhicule de marcher sans le moteur pendant des périodes de temps prolongées,
on abaisse suffisamment la pédale d'embrayage du' moteur pour dégager l'élément coulissant A de l'élément récepteur B1 et permettre aux pièces de reprendre la position de la fig. 25 dans laquelle, en raison du contact des sièges inclinés B4 et C4. l'anneau de synchronisation composite maintient .les éléments d'accouplement espacés,, pendant que l'élément récepteur fait tourner le dit anneau par rapport à l'élément moteur contre la surface anti-fric-
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tion D, ce qui empêche le frottement nuisible et l'échauf- fement exagéré, comme on l'a dit précédemment.
Ainsi qu'il a été expliqué précédemment, le mouvement de retour de la pédale d'embrayage du moteur permet au ressort 0 d'agir sur les bras H, de sorte que ces bras sont prêts à rappe- ler l'élément daecouplement coulissant lorsque la vitesse de cet élément augmente et tend à dépasser celle de l'élé- ment récepteur, après quoi l'élément d'accouplement Al est amené automatiquement en prise avec l'élément d'accouple- ment récepteur B1 par les bras H soumis à l'action d'un ressort, rabaissement de la pédale d'embrayage du moteur en vue de la marche sans le moteur ou d'un changement de vitesse a pour effet de faite mouvoir angulairement la plaque pivotante en raison du fait que la saillie K1 agit sur la saillie J1 de cette plaque,
ce qui a pour effet que la dite plaque vient occuper une position dans laquelle le poussoir J4 fait pression sur la'plaque pivotante sur celui des cotés de l'axe de la goupille J3 qui détermine le maintien de la saillie J2 dans une position dans la- quelle cette saillie est prête à être actionnée par la saillie K2du levier K.
Cette action serait effectuée si l'on désirait réaccoupler les éléments d'accouplement volontairement, mais comme résultat du retour automati- que de l'élément moteur Al à la position d'accouplement avec l'élément récepteur Bl par les bras H soumis à l'action d'un ressort, la plaque pivotante est mue par ces bras dans le sens opposé, de sorte que le poussoir de contrôle fait pression contre celui des côtés de l'axe de la goupille J3 qui détermine l'amenée de la saillie J1 à une position telle qu'elle est prête à être action- née par la saillie Kl du levier K quand on abaisse de .nouveau la pédale de débrayage du moteur en vue d'un
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changement de vitesse ou de la marche sans le moteur.
Il est bien entendu que chaque fois que les éléments d'accou- plement sont maintenus espacés, la plaque pivotante a été amenée à une position dans laquelle sa saillie peut être actionnée par la saillie K2du levier K pour permettre aux éléments d'accouplement d'être réaccouplés en cas d'urgence ou volontairement. Par exemple., si, pendant la marche sans le moteur, le moteur venait à s'arrêter et qu'on désire le remettre en marche en l'accouplant avec l'arbre de transmission de la voiture, on appuierait sur la pédale de débrayage du moteur de façon à élever le levier K pour permettre à sa saillie Kd'actionner la saillie J2 de la plaque pivotante, ce qui ferait mouvoir cette plaque ainsi que les bras vers l'élément d'accou- plement récepteur .
Ce mouvement a pour effet de presser le collier F contre la douille A3 et la pièce C2 de l'an- neau de synchronisation, et comme les pièces C et Cl du dit anneau sont maintenues par le contact des sièges B4 et C4 dans la position qui maintient normalement les éléments d'accouplement espacés, la pièce C2 se déplace suivant son axe en antagonisme à l'action des ressorts C6 pour pousser les goupilles C5 contre les faces inclinées des saillies B5 de l'élément récepteur B1, ce qui a pour ef- fet de déplacer angulairement l'anneau de synchronisation par rapport à l'élément récepteur de telle sorte que les sièges inclinés C4 se séparent des sièges inclinés B4.
L'élément d'accouplement coulissant A1 peut par consé- quent être amené en prise avec l'élément d'accouplement récepteur. Pendant le mouvement de la pièce C del'an- neau de synchronisation par rapport à la pièce:, Cl du dit anneau, les ressorts E3 sont comprimés contre l'anneau de retenue E2, d'où il résulte que les disques coopérants
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de l'embrayage à disques E sont pressés les uns contre les autres et contre l'anneau de retenue El qui est main- tenu contre la pièce C de l'anneau de synchronisation, cette pièce étant elle-même maintenue contre l'élément récepteur par le contact des sièges C4 et B4.
Par consé- quent, l'embrayage à disques accouple l'anneau de syn- chronisation avec Isolément moteur Al, et comme cet anneau reçoit un mouvement de rotation de- 1'-élément récepteur, ce dernier accélère l'élément moteur vers le moment où les goupilles de déplacement C5 entrent en contact avec les surfaces inclinées B5.
La pédale de débrayage est retenue dans la position abaissée, et la pression exercée sur cette pédale produit l'accouplement entre les deux éléments pat l'entremise des susdits leviers et biellet- tes qui obligent les bras H à faire mouvoir la plaque F contre la douille A3, de sorte que cette douille peut entrer en contact avec l'anneau à rebord A4 qui est en contact avec les griffes A2 de l'élément moteur, de façon à permettre à cet élément d'être amené à la position d'ac- couplement. Au moment où l'anneau de synchronisation est déplacé par le contact des goupilles C5 avec les surfaces inclinées des saillies B5, il n'existe plus de butée pour l'anneau E2 et la pièce C de l'anneau de synchroni- sation,
de sorte que cette pièce peut se mouvoir vers l'a- vant sous l'influence de la pression exercée sur les dis- 'ques d'embrayage E, étant donné que la pièce C peut ef- fectuer un léger mouvement axial par rapport à la pièce C1. Ceci supprime la pression qui s'exerçait sur l'em- brayage accélérateur E et évite le risque que les pièces soient maintenues et empêchent l'accouplement. Le mouve- ment des breas H en vue d'effectuer le réaccouplement volontairement détermine le déplacement angulaire de la
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plaque pivotante, de sorte que le poussoir de contrôle J4 vient reposer sur celui des côtés de l'axe de la goupille J3 qui est tel que la saillie J1 vient occu- per une position dans laquelle ele est pête à être actionnée par la saillie Kl du levier K.
Le mécanisme est par conséquent prêt à être actionné par l'abaisse- ment de la pédale de débrayage du moteur lorsqu'on dé- sire effectuer un changement de vitesse ou transformer 7.'accouplement en un dispositif permettant la marche sans le moteur. L'accouplement et le mécanisme de contrôle sont logés dans une enveloppe contenant du lubrifiant et pouvant faire partie de la boite des vitesses; comme re- présenté, par exemple, dans la figo 9. Le mécanisme per- mettant le réaccouplement à volonté et le mécanisme ac- célérateur peuvent être appliqués à des accouplements ne comportant pas les sièges inclinés sus-mentionnés. Le mé- canisme de commande précité qui comprend la plaque pivo- tante peut être appliqué à des accouplements différant de ceux précédemment décrits.
On a dit qu'on se servait de la pédale de débrayage du moteur pour actionner l'ac- cpuplement, mais on pourrait se servir de tout autre le- vier de manoeuvre et prévoir un levier ou organe analo- gue distinct pour effectuer le réaccouplement volontai- rement . La caractéristique qui consiste à permettre au le- vier de manoeuvre ou pédale de débrayage d'être abaissé sans se mouvoir en antagonisme à l'action du ressort qui actionne l'élément d'accouplement coulissant, ainsi que la caractéristique qui consiste à permettre à l'embrayage du moteur d'être réaccouplé sans que la pression entière de son ressort agisse sur lui ne font pas partie de la présente invention.
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Improvements to power transmission mechanisms.
This invention relates to power transmission mechanisms and relates particularly but not exclusively to couplings the elements of which are provided with mutually engaging claws or teeth and can be coupled to provide positive control, and preferably two. directions through a material subjected to shear or bending effects and the kind in which a device is provided which prevents the coupling elements from coming into engagement while they are rotating at different speeds but allows them to come into gear to ensure the drive turns at the same or approximately the
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same speed.
The invention relates especially to a coupling of this type which is the subject of Belgian patent n. 353.433 of August 10, 1928 and this coupling can be incorporated into the transmission mechanism of an automobile, between the gearbox and the gears. wheels of the vehicle, for example between the main shaft of the gearbox and the transmission shaft or cardan shaft, although this coupling can be applied at any other desired point of the power transmission mechanism or in the boot of the gearboxes. speeds itself.
According to the invention, the device (or devices) for preventing the coupling or engagement of the coupling elements while they are rotating at different speeds is or may be connected or in contact with one of the said elements by an anti-friction surface or device so that the rotation of the two elements relative to each other can be effected without harmful friction and without excessive heating, and this device is provided with one or several inclined faces or -seats which are arranged to cooperate with suitable faces or seats provided on the other coupling element so that, when the faces or seats are in contact, the two coupling elements are kept in contact with each other. 'deviation from each other, which takes place as they spin at different speeds,
the contact faces or seats being however such that, due to the low friction which occurs on the aforementioned contact or anti-friction connection, they allow rapid relative displacement of said device ;, when the elements rotate at the same or approximately the same speed, in order to allow these elements to be re-coupled.
Said device can be constituted by
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a ring having protrusions on one of its faces which have the inclined faces or seats; the other face being arranged to establish an anti-friction contact with, for example, the motor coupling element, for example by the insertion of an anti-friction agent or material such as a washer or surface of white metal or bronze pad.
This ring may be called "synchronization or protection ring", the projections of said ring which have the inclined faces constituting spacers suitable for keeping the coupling elements apart. The inclination of the aforementioned faces or seats is very low, for example close to six degrees, this inclination being such that, having regard to the anti-friction connection or contact which exists on the other side of said ring, it prevents the angular displacement of this ring with respect to the receiving element when an axial or longitudinal thrust is applied, while ensuring an anti-fricatin contact which allows the ring to move quickly or instantaneously. in relation to the receiving element at the required instant,
after which the sliding movement of any one or each of the coupling elements is effected to re-couple these elements. 0 The coupling can be placed between the gear change mechanism and the wheels of an automobile, as described in the aforementioned patent, but it could also be placed at other points of the transmission mechanism, for example in the gearbox itself, between any two members which must be coupled in the aforementioned manner, but preferably between the motor shaft and the main shaft of the gearbox, these two shafts being arranged to be coupled to produce the speed
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higher or direct grip.
The sliding element of the coupling can be brought into engagement with the other coupling element by means of a spring. In certain cases, this movement can also be obtained by a push, exerted with the aid of a hand lever, either directly or by means of a spring.
According to another characteristic of the invention, especially applicable to a coupling arranged to be interposed between the gear change mechanism and the wheels of an automobile as described, for example, in the aforementioned patent, an improved device is provided to allow to re-couple the coupling elements voluntarily, for example in the event that the engine comes to a stop while the car continues to move under the action of gravity or by the effect of acquired speed and that it becomes desirable or necessary to restart the engine by the force of the vehicle.
For this purpose, a device can be provided by means of which the aforesaid synchronization ring can be displaced angularly, while it maintains the two elements separated from each other, to a position in which it. frees them and therefore allows them to re-engage.
When performing a re-coupling under these conditions, it is desirable that the speeds of the two coupling elements be equal or nearly equal and, for this purpose, the invention has as its object an improved device whereby the The receiving element may be mated or engaged with the motor element by a frictional action for the purpose of accelerating the motor element such that when the speeds have become equal or approximately equal the reactive coupling of the two elements can be done easily
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and without shock.
For this purpose a friction clutch, which may comprise conical or plane surfaces or a series of clutch discs may be provided, and the arrangement is such that when a control lever is operated for re-coupling voluntarily, the friction surfaces or discs come into contact at or about the moment when the synchronization ring is angularly displaced, so as to allow the receiver element to accelerate the speed of Motor isolation through the clutch device. Actual coupling can then be effected by pressure exerted on the control lever or by means of a spring.
. A further object of the invention is an improved control mechanism for controlling the operation of the coupling, this mechanism being especially applicable when the same operating lever (which may be the engine release pedal) is applied. to activate the coupling for a gear change or to allow running without the motor.
In order to better understand the invention and to facilitate its practice, it will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings in which:
Figs. 1 and 2 are schematic views of a coupling construction showing the aforesaid inclined faces or seats, fig.1 showing the uncoupling position and fig. 2 the coupling position.
Fig. 3 is a schematic sectional view showing the elements uncoupled and kept spaced apart from each other by the faces or seats inclined and in contact with the synchronization ring and one of the ac-
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complement.
Figs. 4 and 5 are two front views showing respectively the coupling element provided with the synchronization ring and the other coupling element.
Fig. 6 is a fragmentary schematic development showing the position occupied by the projections having the inclined faces or seats when the coupling elements are kept spaced apart from one another and the corresponding position of the claws of the two elements.
Fig. 7 is a schematic sectional view showing the coupling elements in the coupling position.
Fig. 8 is a development similar to that of fig. 6 but showing the parts in the po-
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coupling aition.
Fig. 9 is a side view with partial vertical section of the gearbox and the clutch of the engine of an automobile, the rear part of the gearbox being provided with the coupling according to the intention this coupling being intended to be placed between the main shaft of the gearbox and the cardan shaft of the car.
Fig. 10 is a vertical section of the coupling of FIG. 9.
Fig.ll is a cross section along 11-11 (fig. 10) and show, seen from the front, the driving element of the coupling carrying the synchronization ring.
Fig. 12 is a plan with partial horizontal section of the coupling of FIG. 10.
Fig. 13 is a plan of part of the mechanism used to control or govern the operation of the elements
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coupling, the synchronization ring being assumed to be removed.
Fig. 14 is a front view of the receiver element of the coupling.
Fig. 15 is a cross section on 15-15 (Fig. 10) and shows part of the synchronization ring.
Fig. 16 is a horizontal section along 16-16 (figs.10 and 15).
Figs. 17, 18 and 19 are fragmentary sections on a larger scale following 17-17, 18-18 and 19-19 (fig. 15).
Fig 20 is a fragmentary sectional view showing the coupling elements and the operating mechanism in the driving position.
Fig. 21 is a schematic development showing the coupling elements and the synchronizing ring in the driving position, the corresponding position of the claws of the coupling elements being shown separately for the sake of clarity. .
Fig. 22 is a view similar to FIG. 20 but showing the coupling uncoupled and in the position desired to brake the gearshift gears, as will be described below,
Fig. 23 is a schematic development analogous to that of figo21 but corresponding to fig. 22.
Fig. 24 is a section similar to fig. 20 but showing the coupling and operating mechanism in the uncoupled or running position without the motor.
Fig. 25 is a schematic development analogous to fig. 21 but corresponded position of the
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Fig. 26 is a fragmentary sectional view of the coupling and operating mechanism in the emergency re-coupling position.
Fig. 27 is a schematic development similar to that of FIG. 21 but corresponding to FIG. 26.
In figs. 1 to 8, A represents a motor shaft on which is mounted tongue and groove the sliding coupling element A1 provided with the claws or drive teeth A2. To the receiver shaft B is fixed the non-sliding coupling element B1 provided with the claws or driving teeth B2 which are arranged to engage with the claws A2 to ensure a positive drive. and in two directions through a material subjected to shear or bending forces as specified in the aforementioned prior patent.
This is the synchronization ring which, in the present example, is carried by the sliding coupling element A1 and can be held against an anti-friction bearing or pad D which may be constituted by an anti-friction metal washer. friction., this ring being held in position on the part A1 by an elastic segment C1. The anti-friction bearing D makes it possible to perform a rotation of the driving element A1 and of the synchronization ring C 'without causing harmful friction and without excessive heating or wear of the parts.
The synchronization ring
C is provided with projections C4 having inclined faces or seats C4 which can come into contact with similar seats B4 provided on projections B3 of the receiving element B, 'which projections are located radially outside the claws B2 . The receiving element B1 is provided with projections B5 comprising teeth intended for
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It engages with protrusions C5 of the sync ring when the inclined seats B4 and C4 are in contact, allowing the receiver element A1 to rotate the sync ring C relative to the motor element.
The sliding coupling element A can be subjected to the action of a spring (not shown) in antagonism to the action of which said element can, in some cases, be moved when the disconnection is effected, this spring causing moving the sliding coupling element towards the receiving element to effect re-coupling.
The coupling and mode of action may be generally analogous to those described in the aforementioned prior patent when said sliding coupling member is brought to a position in which it is disengaged from the receiving coupling unit for , when the car is running, for example as a result of lowering the clutch pedal of the engine, the gear change becomes isolated and, under these conditions,
the receiver shaft B and the receiver coupling element B1 rotate at a higher speed than that of the motor shaft or shaft A of the gearbox and of the coupling element A1 a L the receiving coupling element B1 therefore engages with the synchronization ring C by means of the projections B5 bearing against the projections C1 of said ring,
which thus receives from the receiving element B1 a rotational movement with respect to the driving element and is held in a position in which the seats C4 of the projections C3 come into contact with the inclined seats B4 of the projections B of the element 'receiver. These seats allow the two coupling elements to be kept separate from each other while the synchronization ring.
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tion is actuated by the receiving element and rotates relative to the motor element against the anti-friction washer D.
The inclination of the seats is such that although the ring C can rotate freely due to the presence of the anti-friction washer D, this ring can be displaced angularly by the axial thrust acting on the inclined seats B4 and C4. and tending to re-couple element Al. The inclined seats constitute between the ring C and the receiving element B1 an anti-friction contact or connection which allows the ring C to move angularly by a rapid or instantaneous movement when this is necessary.
During all the time that the receiver shaft turns faster than the motor shaft, the parts are held in the position of figs. 1, 3 and 5, this position being that occupied by the coupling, with a view to a gear change, when the gear boot is isolated as a result of the disengagement of the engine clutch mechanism and the components coupling A1 and B1 are disconnected.
When the speed change has been made, the motor can be engaged to allow the speed change mechanism to be accelerated by accelerating the motor, and when the speed of the motor and that of the shaft A1 of the boot speeds have become equal and tend to exceed that of the receiver shaft B and the receiver element B1, the low friction which occurs at the anti-friction bearing D (friction greater than that existing between the faces inclined B3 and B4) has the effect of making the ring C move with the motor element Al.
The ring C is consequently displaced angularly relative to the receiving element, and the seats C3 of this ring are brought out of contact with the corresponding seats B4 of
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the receiving element, which allows the projections C3 and C5 of the ring C to penetrate into the spaces or hollows between the projections B3 and B5 of the receiving element B1 and also allows the claws A2 of the driving element to engage with the claws B2 of the receiving element, as shown in figs. 2, 7 and 8, thus ensuring positive and two-way entrainment by the intermixing of a material subjected to shear forces.
For operation without the motor, the sliding element A1 is released from the receiving element B1 (by pressing the clutch pedal as mentioned previously), and as long as the speed of the receiving element exceeds that of the driving element A1, these coupling elements are kept spaced from each other by the ring C, and the car can continue to move by the effect of the acquired speed or under the action of gravity as specified in the aforementioned patent.
When you release the engine clutch pedal, it connects the engine to the gearbox, and when you want to re-couple elements Al and B1 to ensure the drive, you can accelerate the engine to accelerate the gearbox to 'so that the speed of the shaft A and that of the driving element A1 have become equal and tend to exceed that of the receiving element B1. At this time, the coupling of the two elements A and B can be effected as we've seen.
It has been said that the invention is applicable to a coupling arranged between the gearbox and the wheels of the car, but one could apply a coupling provided with an anti-friction pad such as D and inclined faces or seats. such as B4 in the gear change mechanism to ensure direct or higher gear.
However, in this case the construction would be
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such that the coupling elements would be kept spaced apart from each other as long as the speed of the driving element exceeds that of the receiving element ,. while the slowing down of the motor unit would tend, under the action of the contact surface or anti-friction pad D, to retard the synchronization ring so that the relative displacement between this ring and the Receiving element could be made to allow the mating elements to engage.
The coupling of figs. 9 to 27 differs from that described above with regard to construction details. It comprises a device for moving the synchronization ring as well as a mechanism for accelerating the speed of the driving element when the elements are re-coupled voluntarily. It is also equipped with an advanced control and command mechanism.
On the motor shaft A is mounted with tongue and groove, the sliding coupling element or sleeve A1 provided with the claws A2, and on the receiver shaft B is fixed the non-sliding coupling element B1 provided with the Claws B2 which are arranged to be actuated by the claws A2 of the driving element A1 with a view to providing positive and two-way control by means of a material subjected to shearing or bending forces. However, in this example, the synchronization ring., Comprises three parts C, Cl and C2, the first of which, C, is provided with projections C3 having inclined faces or seats C4 which can come into contact with the seats. inclined B4 presented by the projections B3 located radially outside the claws B2 of the receiving element.
The inclined seats C4 and B4 (including
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inclination is approximately six degrees) are arranged to keep the coupling elements A1 and B1 spaced apart from each other when they rotate at different speeds. The three parts C, C1 and C2 of the synchronization ring are held together to rotate as a block using pins C5 fixed to part C2 and passing through holes in said parts C and C1, the outer ends of the said pins being bevelled or pointed and arranged to come into contact with inclined faces provided on projections B5 of the receiving element B1, as shown more clearly in the schematic views of FIGS. 21, 23, 25 and 27.
The protrusions B5 are arranged to come into contact with teeth of the part C to allow the receiver isolator to rotate the composite synchronization ring relative to the driving element during gear change or operation without the motor. . Springs C6 are interposed between the parts C1 and C2 of the synchronization ring and their role is to keep the part C2 in contact with an anti-friction pad or surface D which can be made of white metal or a material. analog filling a ring or sleeve A3 mounted with groove and tongue to slide on sliding coupling insulator A1.
The C6 springs also maintain. a flange of the part C1 of the synchronization ring against an A4 flanged ring which is also tongue-and-groove mounted to slide on motor insulation A1. and is pushed by these springs against the rear ends of the claws A2, as shown in fig.10.
E generally represents a disc clutch whose role is to allow the driving element to be accelerated by isolation-receiver when the machine comes to a stop
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while the coupling elements are uncoupled, for example while the car is running without the engine, which allows the re-coupling to be carried out as will be described later. Some of the disc clutch E discs are tongue-and-groove mounted to slide over the lip of ring A4. while intermediate discs are slotted to fit over studs C5, as shown in dotted lines in fig. 11, so that they are keyed to the timing ring C and rotate with this ring.
All the clutch discs E are held between retaining rings E1 and E2, the first of which can be subjected to the action of a series of springs E3 when it is desired to push the discs against each other and against the 'another ring E2 which rests against the rear faces of the projections C3 of the synchronization ring, your said springs E3 bearing against the part C2 of the ring C and passing through holes of the part C1 of the said ring so as to be able to come into contact, when necessary, with the ring El.
A collar or disc F is mounted around the driving element and sliding
Al so that it can rest against the anti-friction metal D lining the sleeve A3 which is mounted tongue and groove on the motor element A1. The said collar also being placed near a series of cash disks - tion G which are keyed on the sliding element Al near a fixed stop A5 of this element.
The G discs can be squeezed, when necessary; against a friction surface Gl fixed in the gear boot or the coupling casing so as to. constitute a stopper or clutch brake which delays the
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speed of rotation of the driving element A and of the toothed wheels of the gearbox as will be described below. Collar F is provided with journals Fl to which arms H forming part of a yoke attached to a shaft 1 which can be moved angularly in order to allow collar F to be moved along its axis to perform the sliding movement are attached. of the sliding motor element A1.
The movement of the arms H can be effected in any suitable manner and any suitable spring device can be provided which can act either on the aforementioned sliding member A1, or on the arms H in order to bring back the sliding member in its driving position or in engagement with the receiving element Bl. The movement of the arms H can be effected by means of the ordinary clutch pedal, in order to disengage the coupling element sliding or to effect the re-coupling of the coupling elements on purpose when the accelerator clutch E is brought into action in the manner which will be described.
In the example shown, on the shaft 1 is mounted a plate J provided with projections Jl. J2 on one of its faces and able to oscillate around the axis of a pin J3 which fixes the said plate to the shaft 1, so that this plate J. which will be called "pivoting plate", can receive an angular movement in order to impart a similar movement to the shaft I and to the arms H (or vice versa) and can at the same time time to pivot around the axis of its pin J3. The projections J1 and J2 are intended to be actuated respectively by projections K1 and K2 of a lever K when this lever is rotated upwards to impart an angular movement to the pirotating plate J and to the arms of the lever. control H connected to the sliding coupling element
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sant Al.
The protrusion K1 acts on the protrusion Jl when it is desired to disconnect the coupling for a change of speed or to allow running without the motor, and the protrusion: K2 activates the protrusion J2 with the aim of ef- perform an emergency re-coupling or a voluntary re-coupling. To ensure that the pivoting plate J is held in the proper position to allow the projections Jl or J2 to be actuated by the corresponding projections
K1, K2 of lever K, this plate is subjected to the action of a spring plunger J4 partially housed in the casing (figs.
11 and 12) and provided with a pointed end which can put pressure on one or the other side of the axis of the pin J3 constituting the pivot of the plate to maintain this plate is in the position in which its projection Jl can be actuated by the projection K1 of the lever K, either in the position in which its projection
J2 can be operated by the projection K2 of this lever. The lever K is fixed to a shaft L which, with the help of geared toothed sectors Ll and M1, is mechanically connected to a shaft M provided with an arm M2 which is connected by a connecting rod
M3 to an M4 arm connected to the M5 clutch pedal (fig. 9).
The yoke comprising the arms H carries an extension or arm H1 provided at its outer end with a roller arranged to be actuated by an arm forming a cam N (shown in dotted lines in figure 10) which is mounted idle around the shaft " L and is secured at one end of a torsion spring 0 connected by its other end to a clamp integral with the shaft L. The hub of the cam-forming arm surrounds the shaft L and can be provided with a tooth or element Nl arranged, with respect to a tooth or similar element Kl provided on the hub of the lever K, in such a way that a relative movement can be effected between
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the two hubs, but that the two teeth can come into contact at the desired time to prevent this relative movement.
When the cam-arm N cooperates with the extension H1 secured to the yoke provided with the arms H, it allows these arms to be influenced by the spring 0 in order to bring the sliding coupling element A1 back to the re-coupling or mating position. However, the arrangement is such that when the clutch M5 is lowered, this movement is not effected in antagonism to the action of the spring 0 due to the fact that the lever K, which is actuated by said pedal in the aforementioned manner is free to move with the cam arm N without cooperating with the spring.
On the return of the clutch pedal ..., after uncoupling of the coupling, the cam-arm N, returning with the arm K, engages with the extension H1 of the arms H and is maintained in such a way that the continuation of the movement of the arm K carried by the shaft L under the influence of the ordinary spring of the engine clutch causes the shaft L to wind the spring 0 at one end, the other end being held by the cam-arm N. The torsion spring 0 therefore acts on the arms H and on the parts connected to the clutch pedal of the engine, but since the pressure which can be exerted thereby is less than that the engine clutch spring,
it does not prevent the engine clutch from being brought to its fully engaged position, but it does prevent the full clutch spring pressure from being exerted on the clutch. Therefore, the full engine load is not applied to the drive shaft A since the clutch is liable to slip slightly, but the excess pressure exerted by the clutch spring maintains this
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clutch engaged to a sufficient degree to allow the gears to be accelerated in order to allow the coupling elements to be re-engaged when synchronism is restored between the coupling elements.
The movement of the arms H and of the extension H1 during the re-coupling has the effect of withdrawing the cam arm N from the influence of the spring 0, so that this spring ceases to act on the spring of clutch, the full pressure of which is therefore applied to the engine clutch, allowing the entire load to be applied to the drive shaft A.
The general construction of the coupling and of the control mechanism being thus described., The operation will now be described with particular reference to FIGS. 20 to 27.
Figs. 20 and 21 show the coupling and control mechanism in the driving position, that is to say with the sliding coupling element A1 in engagement with the receiving coupling element. tor B1, so that the claws A2 and B2 provide positive and two-way driving through a material subjected to shear forces.
If you want to change gear, fully depress the clutch pedal M5 of the engine, which has the effect of transmitting a movement by the arm M4, the rod M3, the lever M2 and sectors M1 and the lever K, which consequently rises so that its projection K1 acts on the projection Jl of the pivoting plate J so as to make this plate move angularly and to move the arms H in the desired direction to release the sliding element from the receiver element.
During this movement, the arm N moves upwards and away from the extension Hl rising towards the
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up, so that the spring pressure 0 is not exerted on any of the parts and that the clutch pedal can be lowered in opposition to the pressure of the usual clutch spring without any additional spring pressure. - mentally applied. The receiving element is disengaged by the collar F secured to the arms.
H, this collar being pushed against the clutch discs
G which are keyed onto the sliding element A1 and arranged to come into contact with the fixed stop A5 of this element.
When the engine clutch pedal has been fully depressed, the discs G, having disengaged the sliding element A1, are pressed against the braking surface G1 so as to retard the speed of rotation of the sliding element A1 and the toothed wheels of the gearbox.
As a result of lowering, of the clutch pedal and uncoupling of the coupling elements, the gear change mechanism becomes isolated, and as, at this time, the re- ceptor alone turns faster than the driving element due to with the driving force of the car, it rotates the composite synchronization ring C, C1, C2 with respect to the driving element due to the fact that its faults B5 act on the corresponding demts or protrusions of the part C of said ring, as shown more particularly in FIGS. 21 and 23.
The slider is held out of engagement by the reclined seats B4 and C4 of the Receiver Insulation and the Synchronization Ring, respectively, so that the H arms and the extension are held in a fixed position. When the gear change has been carried out and the motor disengaging pedal is released, the return movement of this pedal causes angular movement of the shaft L
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and arm K in the opposite direction, so that the cam arm N moves downward until it comes into contact with the roller provided at the end of the extension H1 integral with the arms H which are at this moment kept fixed as we said previously, from which it follows that the pressure of the spring is exerted on the arms H, and consequently on the sliding coupling element
A1,
and therefore tends to re-couple this element. However, as long as the receiving element rotates faster than the driving element, the synchronization ring remains held by the receiving element in a position in which the inclined seats B4 of said element and the corresponding seats C4 of the synchronization ring are in contact, this contact being maintained under the influence of the spring pressure. Due to the above-mentioned anti-friction contact constituted by the bearing surface D, the synchronization ring can freely receive, and without detrimental friction, a rotational movement of the receiving element relative to the driving element. During this time, the C6 springs are not compressed, since their pressure is greater than that which can be exerted by the torsion spring.
0.
When the clutch pedal has been returned to its normal position, the engine clutch is engaged, but, due to the pressure of the spring 0 acting on the parts connected to this pedal, the entire pressure; of the engine clutch spring is not exerted on the clutch but is sufficient to allow the shaft
Has the boot speeds to be accelerated by the acceleration of the engine.
When the speed of the motor shaft and the motor element tends to exceed that of the receiver element, the synchronization ring is moved angularly.
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stretching by the low friction exerted against the bearing surface D, so that the inclined seats C4 are brought out of contact with the seats B4, thus remaining free to move the sliding coupling element. by the action of the spring 0 acting on the arms H to engage with the receiving element.
The actual movement of the sliding element is effected through the sleeve A3, and the springs C6 bearing against the flanged ring C2 which rests against, the rear parts of the claws A2, and like the springs C6 are more robust than the spring O, they are not compressed during this movement.
When the sliding coupling element has been brought into engagement with the receiving unit as shown in fig. 20, the relative positions of the cam arm N and of the extension H1 of the arms H are such that the latter are held by the cam arm in such a way as to prevent the unwanted displacement of said arms H and of the arm. sliding coupling element, the latter therefore being kept in the correct driving position o If it is desired to actuate the coupling in such a way that it can be transformed into a device allowing running without the motor in the end to allow the vehicle to run without the engine for extended periods of time,
the clutch pedal of the engine is lowered sufficiently to disengage the sliding element A from the receiving element B1 and allow the parts to resume the position of FIG. 25 in which, due to the contact of the inclined seats B4 and C4. the composite synchronization ring keeps the mating elements spaced apart, while the receiving element rotates said ring relative to the drive element against the anti-friction surface.
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tion D, which prevents harmful friction and exaggerated heating, as has been said previously.
As explained previously, the return movement of the engine clutch pedal allows the spring 0 to act on the arms H, so that these arms are ready to return the sliding coupling element when the speed of this element increases and tends to exceed that of the receiving element, after which the coupling element A1 is automatically brought into engagement with the receiving coupling element B1 by the arms H subjected to the action of a spring, lowering of the clutch pedal of the engine with a view to running without the engine or of a gear change has the effect of causing the pivoting plate to move angularly due to the fact that the projection K1 acts on the projection J1 of this plate,
which has the effect that said plate comes to occupy a position in which the pusher J4 presses the pivoting plate on that of the sides of the axis of the pin J3 which determines the maintenance of the projection J2 in a position in the - what this projection is ready to be actuated by the projection K2 of the lever K.
This action would be carried out if it was desired to re-couple the coupling elements voluntarily, but as a result of the automatic return of the driving element A1 to the position of coupling with the receiving element B1 by the arms H subjected to the 'action of a spring, the pivoting plate is moved by these arms in the opposite direction, so that the control pusher presses against that of the sides of the axis of the pin J3 which determines the feeding of the projection J1 to a position such that it is ready to be actuated by the projection K1 of the lever K when the engine clutch pedal is lowered again for a
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gear change or walking without the motor.
Of course, whenever the coupling elements are kept spaced apart, the pivoting plate has been brought to a position in which the projection can be actuated by the projection K2 of the lever K to allow the coupling elements to move. be re-coupled in an emergency or on purpose. For example, if, while driving without the engine, the engine were to stop and you want to restart it by coupling it to the car's transmission shaft, you would press the clutch pedal of the motor so as to raise the lever K to allow its projection K to actuate the projection J2 of the swivel plate, which would move this plate and the arms towards the receiver coupling element.
This movement has the effect of pressing the collar F against the sleeve A3 and the part C2 of the synchronization ring, and as the parts C and Cl of said ring are held by the contact of the seats B4 and C4 in the position which normally keeps the coupling elements spaced, the part C2 moves along its axis in antagonism to the action of the springs C6 to push the pins C5 against the inclined faces of the projections B5 of the receiving element B1, which has the effect of the effect of angularly moving the synchronization ring relative to the receiving element so that the inclined seats C4 separate from the inclined seats B4.
The sliding coupling element A1 can therefore be brought into engagement with the receiving coupling element. During the movement of the part C of the synchronization ring relative to the part :, Cl of said ring, the springs E3 are compressed against the retaining ring E2, whereby the cooperating discs
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of the disc clutch E are pressed against each other and against the retaining ring El which is held against part C of the synchronization ring, this part itself being held against the receiving element by contact of seats C4 and B4.
Therefore, the disc clutch couples the synchronizing ring with motor isolation A1, and since this ring receives rotational movement from the receiver element, the latter accelerates the motor element towards the moment. where the displacement pins C5 contact the inclined surfaces B5.
The clutch pedal is retained in the lowered position, and the pressure exerted on this pedal produces the coupling between the two elements by the intermediary of the aforesaid levers and links which oblige the arms H to move the plate F against the A3 socket, so that this socket can come into contact with the A4 flanged ring which is in contact with the A2 claws of the driving element, so as to allow this element to be brought into the position of ac - coupling. At the moment when the synchronization ring is moved by the contact of the pins C5 with the inclined surfaces of the projections B5, there is no longer a stop for the ring E2 and the part C of the synchronization ring,
so that this part can move forward under the influence of the pressure exerted on the clutch discs E, since the part C can make a slight axial movement with respect to Exhibit C1. This removes the pressure which was exerted on the accelerator clutch E and avoids the risk of the parts being held and preventing coupling. The movement of the H-breas in order to effect the voluntary re-coupling determines the angular displacement of the
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pivoting plate, so that the control pusher J4 comes to rest on that of the sides of the axis of the pin J3 which is such that the projection J1 comes to occupy a position in which it is ready to be actuated by the projection K1 lever K.
The mechanism is therefore ready to be actuated by lowering the clutch pedal of the engine when it is desired to effect a gear change or to convert the coupling into a device allowing operation without the engine. The coupling and the control mechanism are housed in a casing containing lubricant and which may form part of the gearbox; as shown, for example, in fig. 9. The mechanism allowing the re-coupling at will and the accelerator mechanism can be applied to couplings not including the aforementioned inclined seats. The aforementioned control mechanism which comprises the pivoting plate can be applied to couplings different from those previously described.
It has been said that the engine release pedal is used to actuate the coupling, but we could use any other operating lever and provide a separate lever or similar device to effect the re-coupling. voluntarily. The characteristic which consists in allowing the operating lever or clutch pedal to be lowered without moving in antagonism to the action of the spring which actuates the sliding coupling element, as well as the characteristic which consists in allowing the engine clutch to be re-coupled without the full pressure of its spring acting on it does not form part of the present invention.