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Perfectionnements aix boites de vite$893.
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L'invention est relative à des mécanismes de trans-
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mission comprenant deux organes de tranemisaioa oo-ax1aQ mania respeotivement à'ma part d'organes d'accouplement à denture daatinés à venir en prise de façon que l'un d8i organes soit entraîné poaitivemsnt par l'aatre et àlaatrt part d'organe de liaison à friction dantinde à être acac plée afin à* donner aux organes de tranmission des titef son égale. avant que les organe. d'tooo aplement positif t viennent en prise.
L'invention est particulièrement desti née aux transmissions de véh1o.. automobiles, mais peut être appliquée à tout autre dispositif de CbaDg8ment de T tesss, Le b at principal de l'invention est de a'oppoaer au
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déplacement des organea à dent ares qui les amène en prise
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tant que les organes de transmission à aoeotiplar tournant
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à des vitesses différentes, et en Dama tempe à produire 1
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ojmohronisation en obligeant un organe à@ retenus, porté par l' an des organes à friotion, à s'interpoaer sur la tri Jet de l'an dea organes à don%ures lorsqu'il se déplace
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vers l'autre. sous l'effet d'une force résultant de la ro-
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tation différentielle des organes da transmission, o..
0 gaaes de frlot1oD et à 48Dtgrel pOY8nt 40 déplacer faci ment dans une direction aoglÙa1a so,u ,effet d' une pro *ion axiale exero6e sur l'organe de retenu, lorsque l'e tort 4a à la rotation différentielle dluparait, aient-à4, lorsque les rotations des deux orgenal de trsn8Dia810n 8 .ynohron1I1te..
Au dessin aauéxd, dans lequel les mêmes organes sont désignée par jeu même. chiffres de r6lérenoes dans toutE
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les figures :
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La figure 1 est une co ffl d'une boite de vitesse d'5
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tomobile et des engrenages qu'elle renferme, montrant les
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Pignons de l'arbre principal de l'e#braage et de l'arbre
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oannelé en coupe;
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La fig are est une coup@ suivant la ligne 2-2 de la
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figure 1;
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La figure 3 est uns OOÇ8 . suivant la ligne 3-3 de la figure 1;
La figure 4 est une vue partielle montrant eahématiq, ment la position d'un organe 4'acoo1"'nt à friotion pou rapport à l'organe daooouplment positif mobile, lor.q, les organes da transmission tournant à des vitesses diffé-
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rente@;
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La figure 5 ut une "'118 analogue à la figure ,i, montr
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les organes dans la position permettant d'amener les orga-
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ne@ d'accoaplement positif en prie* lorsque le@ organes de
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transmission sont en rotation synchrone;
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La figure 6 ont une vue partieile en perspective d'un organe dtaccouplement mixte à friotion et Positif lorsque les organes de transmissioD tournent à des vitesses diffé-
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rente@;
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La figaro 7 et une vue partiellement en coupe tr8D8- yer.al.,montrant une variante;
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La figure 8 est aoe coupe 1011&1'11410&1. partielle la variante de la figure 1, et La figure 9 est une vue en pV'Plot1n d'au ressor annulaire destiné à presser légèrement l'un contre l'al11 le* organes d'aoooaplement à friction oorrespondants.
1 u dessin, 51 désigna le carter de la boit* de vitt St son couvercle et 53 an bossage coniq creux formé 8l le couvercle et présentant comme d'habitude à son extréa supérieure un palier pour le joint à rotule 54 du levier main 55, servant à déplacer le* pignon* pour changer le
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port des vitesses entre le moteur et 1'*eaiaa des roues trices. 56 et 57 désignant des gliaelères aléaéea de fat à recevoir les tige* de baladeur parallèles 58 et 59. La
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tige 58, qai ee trouve à l'avant en figure 1, a été part: lement ooapée pour montrer la tige 59 disposée derrière
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elle.
Chaonne des tigee de baladeur peut coopérer avec it levier à main 55 qui le déplaoe longitudinalement dans uc aena o a dans l'autre, comme d'habitade, 'u.1Tant le change ment de vitesse qge l'opérateur ddaire exécuter au moyen dl1 méoanl.me décrit oi-aprèa. La boit@ ae vitesse représe tée comporte trois vitesses avant et une marche arrière.
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tige de baladeur 59 porte une fourchette 60, aamoyon de quelle on obtient la priée directe ou une vitesse interme alaire, tandis que la tige 58 porte une fourchette 61 per- mettant d'obtenir la vitesse la plus démultipliée et la m: cne arrière.
Les tiges de bal deur et le levier de commande représ
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tés sont d'un type absolument courant, sauf en ce mi cone ne la forme de la fourohette 60 et sa liaison avec Le levi de commande. L'extrémité inférieure 62 du levier 55 est de. tinée à s'engager dans une encoche 63 de la tige de balade 58.
Toutefois. cette extremite inférieure 6- n'est pas acoc
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plée de la marne fa',on à la tige 5, lorsque cette aernière
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doit intervenir lane la manoeuvre. et oe, 00,àr les raison; indique Ci-après, ) J4 font Q8 les organes deolaoe. par oette dernière tige ont mo amplitude de déplacement moin. dre et exigent an effort plus 6rand. -ar .ite, la fO-4'obt te 60 est munie ' un bras rigide 64, ,;rés8ntclat à son 8..<tel mité superieure une encoche 65 débouchant vers le levier ;
tandia que ce cernier est muni d'une -ai6aette 66, destin à s'emboiter dans cette enooohe lorsque les organes sont point mort. 00 me la liaison entre le levier à main 55 et fourchette 60 eat plus près du pivot di levier que la liai eon entre ce levier et la tige de balader 56, la multlpll
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cation d'effort est plue grande lorsqu'on pasae aux vitesa supérieure et intermédiaire que lorsqu'on passe à la premi
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re vitesse on à la marche arrière.
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Le carter 51 présente des paliere alignés 67 et 68 aL
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si aie deux portées aligner 69 et 70.
Le palier 67 .por l'extrém1té postérieure de l'organe motesr principal qui, dans l'exemple représenté, @et l'arbre de ll brayage prin- cipal ?1 d'une automobile, La palier 68 supporte l'organe conduit principal, qui dans l'exemple représenté .et l'arbz cannelé 72 de la transmission d'o.U18 automobile et qui relit le moteur à l'arbre propalaear de. ro 118. par un Joint ..u1i- v.rael (non représenté). L'extrémité antérieare 73 de l'ar- bre oannalé est de diamètre réduit et est supportée dans un palier de oentrage 74, disposé oome d'nabitude dana un alé
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sage de l'extrémité postérieur@ de l'arbre de l'embrayage
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principal. Le. porte.. 69 et 70 aappor%en% le. extremités
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Opposée@ d'un arbre fixe 75.
Sur l'a.bre 75 est enfile un
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arbre secondaire creux relié rigidement à ouatre pignons,
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comme représenté.
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Le pignon de oom,nande 77, Solidaire de l'extrémité pou- feriez, de l'arbre 71, ongrèn constamment avec un pignon 78 de l'arbre secondaire. Le pignon 79 (pour l'une des "'1-
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tosse@ Intlrm'dla1r..) eat monté 41 telle aorte qu'il pe tOIruer librement sur un manohon SO. olavoté sur l'arbre 'a"12016 et bloqsé dan. 11 sono longitudinal; 01 pignon 7 Ingr.n. 0004t,,,,,t aveo an pignon 81 de l'arbre secondai Le pignon 8 ooml1... 1. long de l'arbre CanJ20le, son dé, comtat étant ocmmandé par la fourchette 61.
Lorsqu'il est déplacé Tora l'avant, le pignon 82 vient en,3rener aveo le pignon 83 de l'arbre secondaire, pour la vitesse laférjei
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vers l'avant. lorsqu'il est deplaoé vers l'arrière, il en
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grène avec la pignon fou inverseur (non représenté), qui engrène oonatamment avec le pignon 84 de l'arbre secoi2daii
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comme d'habitude. Pour amener le changement de vitesse en prise directe
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ou à la vitesse supérieure, l'arbre cannelé 72 doit être s coaplé positivement avec l'arbre 71 de l'embrayage prinoil.
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tandis qae les autres pignons de la botte de vitesse doive
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être laissés au repos et ne pas servir à trai2amettre le co pli.
Lee moyens employés ipour obtenir le prise directe zoom prennent un manohon à liaison positive ou organe d'azocclpi. ment à denture 86, solidaire en rotation de l'arbre oannel. 72 mais pouvant couliener si- oe dernier. Un organe d'accol PlOmOOt 85 OOnOavs oa en forme de cuvette est muni dtane dt ture intérieure d'embrayage 87, tandis qe l'organe d'accol plement 86 est muni d'une dentare extérieure oorrespondante 88, dest1Dél à s'adapter dans la cavité de l'organe 85, ses dents 88 s'emboltant dans la denture intérieure 87.
Lorsque le@ organe. d'accouplement 85 et 86 sont ainsi emboités l'w
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dans l'autre, on obtient la prise directe entre l'organe mo-
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teur principal et l'arbre propulseur allant au difierentiel de llernieu arrière par l'intermédiaire de l'arbre cannelé, les autres organe de transmission à lilaterieur de la boite de vltesse restant au ragot.
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Pour amener le cha@éement de vites@@ à la. vitesse in- @ermediaire, le pignon 7@, qui engrène constamment avec la pignon 81 de l'arbre secondaire. doit être solidarisé avec l'arbre cannelé 72. afin de transmettre le couple à cet ar- bre cannelé par l'intermediaire des pignons 77, 78. 81 et
Les moyens employée pour accoupler le pignon 79 avec l'arbi cannelé comprennent d'une part un organe d'accouplement à denture de forme concave ou en forme de cuvette 89, aolidai re du pignon 79. et l'autre part le manohon d'a,;
ooaplement
Positif 86 qui coulisse le long de l'arbre cannelé. Cet or- gane 86 est double, comme représenté,et il est pourvu d'un± denture extérieure 90 destinée à engrener avec une denture intérieure 91, formée à l'interiear de la cavité de l'orgar d'accouplement 89 sur le pignon 79.
Le mano@on coulissant d'accouplement double 86 oomport @ @ en son milieu une gorge circulairegedans laquelle s'engage une fourohette 60, de façon que le manchon 86 puisse être e boité dans l'un ou l'autre dea organe@ d'accouplement 85 ou
89, à la volonté de l'opérateur. Lea dents 88 et 90 ne sont
Pas continues autour du manchon 86, mais sont disposée@ sy- métriquement suivant plusieurs groupes, disposée par s@cteu séparés par des rainures ou espacements 94, dans le but in diqué ci-après. Ces groupes de dents sont au nombre de troi dans l'exemple représenté. Lee dents d'accouplement 87. 88.
90 et 91 sont de préférence relativement fines et nombreuse et les extrémités qui viennent en prise les premières sont effilées ou à double inclinaison, comme indiqué en 93 pour permettre à ces dents de venir en prise aveo le moins de chocs possible.
IL est difficile, en particulier pour des conductours
Inexpérimentés ou négligents, de passer de la vitesse sapé- rieure ou prise directe à uns vitesse intermédiaire, ou in- versement, en séparant deux éléments d'accouplement positif
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à denture et en amenant en prise deux autres éléments, sei qu'il en résulte de choce,
d'usure rapide et de rupture de extrémités des dent*. Cette difficulté est connue dopais tempe et de nombreux remèdes ont été proposée. Le remède le Plus courant consiste à amener les deux organe@ de trai Mission à accoupler à des vitesses sonaiblement égales, gr ce à ane liaison à friction, avant que le* organes d'accot plement à denture ne viennent en priée, -fin d'amener ces éléments en prise d'une façon satisfaisante, après obtenti du synchronisme grâce à la liaison à friction, il est nece saire que cette dernière soit exprimée avant que les orge nes ne viennent en priée;
il est Nécessaire qusei d'exerce sur les organes de friction @ne pression suffisante pour obtenir le synchronisme pendant la courte période iout on dispose avant que les organes ne viennent en priae. La de- manderesse a déjà orée des transmissions d'automobiles syr chronisées par des embrayages à friction possédant ces de oaraoté istiques Importantes et elle a @suré le synonroni me avant que les organes dentés ne viennent en prise en iL terposant une liaison temporaire entre l'organe mobile à denture ou une partie solidaire de celui-oi et l'organe mo bile de friction ou une partie solidaire de oelui-oi,
cett liaison temporaire comportant un dispositif neoeeaitant un force calculée à l'avance pour suppriner oette liaison, et suffisante pour presser lee organes de friction l'un cantr l'antre pendant le temps laisse disponible, et ce avec une force importante pour que les organes à denture soient ame née au synchronisme avant de venir en prise, Elle a égalem décrit des organes d'accouplement mixtes, positif et à fri.
tion, reliée entre eux de frçon amovible, de telle aorte q, l'organe d'accouplement positif ne peut pas venir en priée avec l'autre tant que la synchronisation n'a pas été obten
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3aivant la présente invention, an lieu d'interpoaer un sye terne de lisison calculé de façon que cette liaison soit au primée sous l'influence d'une foroe définie, on interpose deux organe.
de retenue (détente), disposée de telle sorte
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qu'ils s'OOPOsOUt à l'ongrcaement des organes d'scoo uplsms 80Wl l'effet d'une rotation différentielle grande ou petit don org-ase à acoonpler, cas organes de retenue se clépla,a lorsque la foroe développée par la rotation différentielle a disparu. La force de retenue est par conaequent en rapo avec l'inertie des organea considérée.
On va deorire maintenant lea organes d'accouplement à friction, grâce auxquels on obtient des vitesses de rotati
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égales des à0mC organes de transmission à aocoupler.
A l'extérieur de l'organe d'accouplement 85 est diapo. sée une surface oonique convexe 95 d'accouplement à friotic solidaire de l'arbre 71 de l'embrayage principal, une surfe ce de friotion oonique et convexe analogue 96 est formée s.
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l'organe d'accouplement 89, aolidaire du pignon intennédiad re 79. L'organe d'accouplement à friction 97, dainé par 1 suite sous le nom de tambour de friotion, est muni d'une ga nitore interne conique de friction 98, destinée à être liée
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par friotion à 1a'sarfaoe conique 95 de l'arbre 71; un tam- bour de friction identique est destine à s'engager à frio- tion sur la surface conique 96 du pignon 79.
Comme ces tam-
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bOLU'8 de friction e ont identiques au point de vue de la c on traction et du fonctionnement, on a utilisé les mêmes chiff:
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de référence pour les déaigner. ainei que leurs p rties 00: t1 t t ive..
Chaque tambour de friction 97 peut comporter une garni- ture de bronze dune 1 quelle est taillée la surface interne
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coniq.e 98. Le tambour peut être obtenu par embo,tisaage d' na tôle d'acier pour lui donner une forme de cuvette, avec
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fond plat 99 dont 18 partie centrale eat parade duun trou pa
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lequel le tambour pest être oufllé et aentrd Il..1%' L'arbre cant,.olé. La partie déportée de la cuvette pénètre dans la cavité à dent sre Intérieure de l' organe d'aooeaplamant mix- te (par friction et positif) correspondant. comme indiqué à la figure 1.
Une oa plusieurs languette@ radiales 100
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stétendont Tara l'lntéri8J.1' depuis la périphérie du trou central et s'engagent dans une ou plusieure des rainures
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entre les oannelurea de l'arbre cannelé. La largeur oiroon- férentitlle des languettes 100 est moindre que oelle des rainures et par oonséqsent ose langwttte8 assurent an3 liai son positive d'eatratuement entre l'arbre cannelé et la tam boar de friction. mais permettent un mouvement rotatif ou angulaire relatif limité, On a représente trois languattes
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100 pour chaque tambour, mal., bleu entends, on pest en pré voir une par rainure ou un nombre moindre, avivant la coupl, à transmettre.
La partie plane entourant le trou central
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constitue de ,référance W1 anneau continu, relié à la partit extérieure ou jacta du tambour par des bras radiaux 101, ane logaes à des rayons et Inclinée de l'anneau central vers le.
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partie ext'r18 J.1'e 102, qui et raccorda avec le don de la par tie extérieure du tambour. Dans l'exemple représenté, la tan
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bour comporta trois bras équidistante de os Saura, correspon dante aux espaces laissée entre les roapas de doute du stan- chou d'acocaplamant 86.
Grâce à la construction decite du tamboar, les groupes de dents 88 ou po peL1ve"t passer entre les bras 101 pour s'eanboiter dans 1 a aen.s correspondantes de l'organe d'aooollplement de l'autre organe de transmission lorsque le synchronisme entre ces organes est atteint.
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Chaq,ie tambour de friction centré sr l'arbre cannelé peut avoir un déplacement axial limité sl.1.-isant pour permet- tre aax surfaces de friotion coniques d'être rressdea 1'une contre l'autre en liaison par friction, et d'être séparées.
, d'plao8mFnt est de preferenae très faible, car il est bon
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que la surface interne aoniqu4 de friotion da tambour et déolaoe sur la surface oooiqdw externe oo. rsspondaote de l'autre organe, loraque le manchon 86 est au point mort, pour la raison indiquée ci-après.
Une bague de batée 103 limite le recul de chaque tambour à partir de la position d'embrayage, de sorte que les surfaces coniques s'écartant jute de la quantité voulue pour se déplacer l'une sur 1'au tre, avec Interposition d'une pellicule d'huile,
Les arêtes des parties 102 des bras 101 sont pourvues de surfaces inolinées de retenue 104 : autrement dit, les paroi@ latérales dea espaces entre les bras présentent des
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sarfaaeo de rotenut incliné* 104.
Ces surfaces de etenue sont ae préférence sensiblement parallèles aux faces incli- nées 93 aux extrémités des denta voisines 90 du manchon
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d'acootiplement 86 et qui oon8tltWlnt des surfaces de rote- nue coopérant avec lea premières, ces surfaces de retenue
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ayaut une forme telle que, si elles sont repoaaeéea axiale- ment en oontaot l'une avec l'autre, la force axiale se dé- compose en doax composantes dont Iline est tangentie...e aa cercle décrit par ces 8taoe..
L'amplitnde du 9ouveent de rotation,que le tambour 97 est capable d'exéoater, est sat- fisante pOJr amener oe8 B*faaoo de retenue en alignement axial lorsque le tambour est à l' une ou l'autre des extre- mités de Ea course de rotation relative. Êant .;...'11 existe une rotation différentielle entre l'arbre oannelé 72 et l'ar
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bre 71 de l'embrayage principe,, ou entre cet arore ';i..Quel, et e pigeon 7.', les tambours '.7, da fait qu'ils sont toujo 6n liaison oer friction avec l'arbre 71 o e ..iguon 79, en raison dé l'existence d'une ueilicule d'hulie entre les eur- faoes coniques correspondante:, ont entraiae3 à i'lne ou. l'autre des extrm1té3 de leur ii 1&< minm de rotation par apport J. l'nrbre cannelé, de sorte ,' ,me fJ0I18!O'8 axiale s,.
19 'nanohon 86 >Jr'J'1se La surface ie friction da l'un ou 1'8...-
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tre des tambour@ en liaison énergique avec la surface de friction correspondante.
@@ les pignons sont au point mort, l'embrayage prinoip débrayé et la voiture en mouvement. de aorte que l'arbre ca Gelé 73 est entraîné par -'inertie da véhicule, et si l'opé ratour désire relier alors l'arbre annelé directement aa @ gnon Intermédiaire 79. qui cet alors fou. ainsi qu'avec les pignons de l'arbre secondaire et l'arbre 71 de l"ambrayage, déplace le levier à main 55 vers la droite, puis vers l'aval comme il est d'usage sur les voitures de construction améri- caine.
Ce déplacement du. levier développe un effort axial s@ parieur à celai exercé lorsqu'on passe à la vitesse inférieL re (première vitesse) ou en marone arrière, c'est-à-dire lorsqu'on amène les pignons directement en priae. Le dépla- cement axial vers l'arrière da manohon 86 qui en résulte re- pousse les surfaces inclinées de retenue 93 du manchon denté axialement contre les sur@ac s de retenue correspondantes 10 du tambour de friction 97, d'un côté ou de l'autre des bras 101 suivant que le pignon 79 tourne glas vite ou moine vite que l'arbre cannelé 72.
L'effort s'opposant à un déplacement plue grand du manchon vers sa position d'embrayage dépend alors de l'effort tangentiel résultant de l'inertie du pi- gnon 79, des pignons de l'arbre secondaire et de l'arbre 71 de l'embrayage, 81 cette force est sup rieure à celle que peut exercer l'opérateur, il ue parvient pas à amener les organes d'accouplement dentés en prise. La pression on'il exerce en essayant de surmonter cette force tangentielle a pour effet de presser les organes de friction l'un contre l'antre.
Lorsque la pression est suffisante pour do loer au pi3non 79 sensiblement la même vitesse qu'à l'arbre oannelé, la force tangentielle disparait et la pression que l'opéra- teur continue d'exercer sur le levier à main peut alors dé- placer le pignon 79 en rotation, en même temps que les orga-
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ne@ qui en dépendeat, grâoe à l'inclinaison et sariaoeo de retenue, os qui permet aux deata des orgaaea d'accouplé ment positif de elemboiter les anse dao. les autres. Un de placement de l'extrémité supérieure d-i levier à main vers 1'arrière agirait de même pour synabroaiser et aiaoapler les organes de priae directe.
A la figure 1, on a représenté entre chaque bague de bâtée 103 et le tambour 97 un ressort annulaire 105, desti à exercer sur le tambour une force tendant à presser la fa
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ce de friction interne ooniqu4 98 contre la face de frioti externe conique de l'organe correspondant. L'effort exercé par ce ressort peut être simplement de 70 à 140 g/cm2.
Le but de ce ressort est dtablir entre les surfaces de fric-
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tion an contact eiffinant pour assurer l'entraînement du tamboar jusqu'à la limite de aon déplacement angulaire au- tour de l'arbre cannelé, dans un sens ou dans l'autre, sui ,vent les vitesses relatives de l'arbre cannelé et de la pi ce qui doit lai être accouplée, da façon à amener les sur- face@ de retene en alignement axial.
Généralement, l'adhé- renoe provenant de la pellioale d'huile entre les @uriaces
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de friction est etiifiaante dao. ce baht, sans preaeion axia- le, mais l'emploi d'un ressort. comme décrit, assare égale- ment le résultat voulu.
Comme représenté à la figure 9, le ressort 105 peut être constitué par un anneau en acier ou autre, présentant plusieurs languettes élastiques 106, partiellement découpes
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dans l'annean suivant une direction oirconférentielle et pressées vers l'extérieur,hors du plan de l'anneau, comme représenté.
Un autre moyen pour obtenir l'entraînement des surfaces de friction, en vue d'amener les biseaux de rete- nue en alignement axial, consiste à monter un ressort sur le tambour, sur le trajet du manchon 86 lorsqu'il se dépla- ce vers la position d'accouplement, et diepoaé de façon que
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ledit manchon puisse s' appuyer sur le ressort pendant le
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début de non déplacement et que la ressort ezeroe sur et manohon una pnaoion relativement légère, suffisante pour obtenir une certaine liaison par friotion entre les surface
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conique des organe 4e friotioa, en vue d'amomr lee bi- seaux de retenu* en al1gD8aen'. le 8&DQhon déformant en- suite le ressort et le franehia nt.
104 figures 7 et 8 montrent nn mode de r4al1.aU6I1 et de montage convenable d'un ressort utilisable dans ce but. un fil d'acier à ressort rectiligne 107 eat introduit dans du trous alignés percée dans le tambour 97 en des points
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108. Des enooah 109 peuvent Otre pratiquées dana le tam- bour pour recevoir les extrdmita du ressort, lesquelles peuvent ttre replides en 110 pour maintenir le ressort en place. Les espaces entre les bras ou rayons de tambour lol pe1I.T8I1t présenter des partiea dlargion rectangulaires 111, traversées par les ressorte suivant UD8 oorde dn etrole li- mitant le tambour.
Le milieu dn ressort 107 est disposé à une certaine diatanoe de l'axe àe l'arbre aenoelé, ld- gèremeat moindre qne le rayon au sommet des dents du man- chon 86, dont les dents sont arrondies ou b1..au".. oomm indiqué en 11Z, iL* sorte que les extrdait44 biseautées des dents du o8ti où ellea viennent en prise penTent s'en- gager aona le ressort pendant le début de la course du maa- chon vers la position d'aocouplement, puis repousser le rem sort d'un côtd et le franchir.
Il peut,. avoir autant de re sort.qu'il existe d'espaces vides entre les bras 101.
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Bien qu'on ait décrit un mode de réalioation de l'in vention qui parait donner les meilleurs résultats, il va de soi que l'invention n'eat pas limitée aux détails de construction ci-dessue décrits.
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