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Mécanisme transmetteur de puissance.
Le brevet français no. 5190086 du 24 avril 1919, avec sept additions, a déjà décrit des constructions de l'auteur de la présente invention et en particulier, la cinquième addition du 5 mars 1921, constructions qui concernaient des mécanismes de changement de vitesse montés sur un volant de moteur désigné par "volant transformateur".
La présente invention a pour objet un mécanisme trans- metteur de puissance, reliant un arbre-moteur à un arbre récep- teur, dans lequel les vitesses des deux arbres sont dans un rap- port qui peut varier d'une manière continue par la manoeuvre d'un seul arbre de commande. Ce mécanisme est caractérisé en ce que Ho 308,cas IV.
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l'un des deux arbres porte, symétriquement disposés sur chacun de deux rayons formant un diamètre au moins, deux guides circu- laires de même axe guidant l'un une couronne satellite dentée extérieurement et l'autre un plateau muni d'un bouton-manivelle, tandis que l'autre arbre est solidaire d'un pignon monté coaxia- lement sur lui et qui engrène avec la sus-dite couronne-satellite, puis en ce que des moyens permettent de rendre solidaires pour la rotation chacun des plateau,et couronne de même axe, moyens qu'une came met en action pour les divers plateaux successivement lorsqu'ils parcourent un certain secteur de leur révolution,
la solidarisation d'un plateau avec sa couronne ayant pour effet que la couronne entraîne l'arbre récepteur à la vitesse de l'arbre moteur lorsqu'elle est immobile sur son guide circulaire et à une autre vitesse lorsqu'elle se meut sur lui, ces deux effets étant possibles par le fait que le's boutons-manivelles des plateaux sont ajustés librement dans une rainure circulaire pratiquée dans un anneau qui est mobile autour de son axe excentrable de sorte que, lorsqu'elle est excentrée, le dit anneau force les boutons à osciller autour de leurs axes respectifs en même temps que ces axes participent à la rotation relative des deux arbres, la came étant conformée et disposée de manière à solidariser plateaux et couronnes dans une partie déterminée de leur oscillation rotative ainsi produite,
mécanisme caractérisé en outre en ce que la rotation de l'arbre de commande a pour premier effet de déter- miner'l'excentricité de la rainure et de régler par là la vites- se relative des arbres, puis pour effet concomitant, grâce à des liaisons cinématiques appropriées, de régler l'angle de calage de la came par rapport au bâti, de manière que les parties utili- @ sées des oscillations des couronnes soient toujours les mêmes,
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les dites liaisons faisant que l'angle de calage soit fonction de l'espace parcouru par l'axe de la rainure dans son mouvement d'excentration.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La figure 1 est une coupe semi-schématique et en plan du mécanisme monté sur un volant de moteur.
La figure 2 est une coupe selon l'axe des arbres moteur et récepteur.
La figure 3 est une coupe schématique de la figure 2, selon le plan A-B et montrant un mécanisme de commande situé en arrière du plan de coupe.
1 et 2 désignent les deux parties du carter, 3 le vo- lant du moteur, 21 son arbre et 8 l'arbre récepteur solidaire du pignon 7. Le volant 3 présente des guides circulaires 13 situés entièrement entre son axe et son pourtour, et levés dans sa pro- pre matière-, Ces guides ont la forme d'anneaux. Sur leur pourtour extérieur s'ajustent des couronnes 12 dentées intérieurement et extérieurement ; dentures sont désignées par 6' et 6. Dans l'intérieur des anneaux 13 sont guidés des plateaux 4 par leur bord annulaire 4' ajusté dans les anneaux 13. Sur ces plateaux sont montés rotativement des pignons satellites 15.
Dans la forme représentée, figure 1, ces pignons sont guidés dans des creusures pratiquées dans ces plateaux et dans lesquels ils s'ajustent par leur pourtouro Chacun des plateaux 4 porte, fixé sur lui, un bouton de manivelle 9 convenablement entaillé pour que la denture intérieure 6' de la couronne 12 puisse passer au-dessous de la partie cylindrique de ce bouton. Coaxialement avec les gui- des 13, sont levés dans le volant 3 des noyaux 14 et percés des trous en vue du logement d'arbres 5 montés fous sur le volant.
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Ces arbres présentent une surface conique destinée à coopérer avec le moyeu d'un pignon extensible 16 constitué de plusieurs sec- tevxs semblables. Un plateau 4 muni de ses satellites qui engrè- nent d'une part avec un tel pignon extensible et d'autre part avec une couronne intérieure, constitue un mécanisme d'accouple- ment déjà utilisé dans d'autres fins par l'auteur de la présen- te invention. Il permet en effet d'accoupler, par la manoeuvre axiale de l'arbre 5 le plateau 4 avec la couronne 12, grâce au fait que l'agrandissement du pignon extensible rend impossible la transmission du mouvement par engrenage, l'engrènement étant rendu incorrect.
Un autre mode d'accouplement pouvant constituer une variante de l'invention, est représenté à droite de la figure 1.
Il est représenté là trois mâchoires de frein 17 à l'intérieur de la couronne 12. Celle-ci ne présente plus de denture intérieu- re mais une surface lisse contre laquelle les mâchoires 17 vien- nent s'appuyer. 18 est un ressort annulaire fendu qui tend à ra- mener au centre les trois mâchoires dans une rainure desquelles @ il est ajusté.
On conçoit que ces mâchoires peuvent aussi être comman- dées par un arbre conique déplaçable axialement.
De toutes manières, des arbres à cône 5 peuvent être commandés par des leviers 19 montés sur le volant 3 et actionnés par une came en cloche 24. solidaire d'un anneau 20 et d'une at- tache 22. Sur l'anneau 20 peut coulisser un anneau 23 par l'action d'une fourchette 25. La fourchette 25 et l'attache 22 sont chacu- ne reliées, par des liaisons cinématiques appropriées à la vis de commande 33. Ces mécanismes de liaison ne sont pas représentés.
Dans la figure 2 on a représenté un bouton de manivel- le 9 bien qu'il ne s'en trouve aucun sur la figure 1 qui soit @
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situé sur le plan axial de coupe. Ce bouton est guidé dans un coussinet 39 qui est ajusté lui-même librement dans une rainure circulaire 40 pratiquée dans un anneau 38. Cet anneau est guidé par son pourtour cylindrique intérieur, et par l'intermédiaire d'un roulement à billes 29, sur le moyeu 28 d'un plateau 26. Ce moyeu 28 est excentré par rapport à l'axe 27 du plateau 26 d'une quantité égale à celle dont l'axe 27 se trouve excentré par rap- port à l'axe des arbres 8 et 21.
Le plateau 26 est mobile au- tour de l'axe 27 de son pourtour cylindrique extérieur grâce au fait qu'il est guidé, par ce pour-tour, dans une nervure 41, cir- culaire, mais d'axe excentré 27, ménagée dans la pièce 2 du car- ter.
Le mouvement du plateau 26 dans ce guide fixe est dé- terminé par une vis de commande 33 reliée par bielle à un bouton 32 fixé sur le plateau 26. 37 et 35 sont une partie des mécanis- mes de liaison existant entre l'arbre de commande et les anneaux- cames 20 et 23, ainsi qu'une rainure 36 et une cheville 36', re- présentées à part, sur la face de la roue 37 (figure 3).
Le fonctionnement est le suivant :
La came 20 est maintenue dans une position invariable par rapport au volant lorsque la commande 33 n'agit pas sur le point de liaison 22. Mais cette commande peut faire varier la position angulaire de l'anneau 20 et la position le long de l'axe de l'anneau 23. La came proprement dite 24 solidaire de l'anneau 20 est construite de manière qu'elle pousse le levier 19 vers le plateau 3 une fois par tour. Il s'ensuit une traction de l'arbre 5 qui a pour effet un agrandissement du pignon 16 et la solidari- sation des plateaux 4 avec leurs couronnes 12. Cette solidarisa- tion ne se fait cependant que pour un groupe à la fois, et pendant le temps que la bosse 24 de la came passe devant l'un des quatre
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leviers de la construction représentée.
On conçoit que pendant que l'une des couronnes est solidarisée avec son plateau leur ensemble constitue une roue planétaire dont l'axe est entraîné par le volant 3 mais qui continue à être mobile sur son guide 130 Cependant, l'ensemble 4 et 12 ne peut pas tourner si le bou- ton 9 est engagé dans la rainure 40 et si celle-ci se trouve centrée, car il est alors maintenu à une distance invariable de l'axe 8, 21.
La réaction de l'arbre 8 tend à produire une rota- tion sur elle-même de la couronne 12, de même sens que celle du volant et par conséquent du plateau 4 portant le bouton 9: Il ré- sulte de cette tendance à la rotation que le bouton 8 exerce, par son coussinet 39, une pression¯radiale contre l'une ou l'au- tre des parois de la rainure 40, et que la bague 38 se met à tour- ner sur son roulement à billes par l'effet du frottement vir- tuel créé par cette pression entre le coussinet et cette paroi. Le couple qui tend à faire tourner la couronne 12 étant ainsi équi- libré par la réaction radiale de la bague 38, tout se passe com- me si cette couronne était solidaire du volant. Elle entraîne donc le pignon 7 sans rouler sur lui, ce qui procure ce qu'on ap- pelle la prise directe en matière d'automobiles.
Cette prise di- recte ne durerait qu'un quart de tour pour chaque groupe de pla- t.eaux et couronnes,'ces groupes se relayant à chaque quart de tour, si les choses n'étaient réglées pour que, lorsque la rainu- re 40 est .centrée, l'anneau 23 se trouve avoir coulissé axialement de manière à remplacer la came 24 dans son action sur les leviers 19 et de manière à les maintenir tous ensemble dans la position pour laquelle les quatre arbres 5 procurent la sus-dite prise directe. Il serait en effet inutile de faire fonctionner cons- tamment ces embrayages dont la disposition a avant tout pour but de faire varier les vitesses, comme on va l'expliquer.
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Dès que, par la manoeuvre de la vis 33 et de la bielle
31, on crée une excentricité de la rainure 40, les liaisons non représentées qui existent entre le mécanisme 35-37 et la fourchet- te 25 font que l'anneau 23 se retire pour laisser la came 24 commander les leviers 19. Elle détermine l'embrayage des pla- teaux et couronnes chaque quart de tour s'il y a comme ici qua- tre mécanismes semblables sur le volant, chaque sixième de tour s'il y en a six, etc.
On comprend que l'anneau 38, tout en ayant une excen- tricité donnée relativement au bâti, peut continuer à tourner sur son roulement à billes, rotation qui n'a pas d'autre but que de diminuer le travail du frottement. L'excentricité crée inévitablement un glissement, minime, des coussinets 39 dans la rainure 40. Cela ne nuit pas à son rôle qui est de produire un mouvement oscillatoire de chacun des boutons 9 ; effet, les positions instantanées de leurs centres respectifs sont aux intersections des trajectoires circulaires imposées à ces cen- tres par les arbres 5 avec la circonférence excentrée menée par le milieu de la rainure 40.
Les centres des boutons sont donc astreints à s'approcher et à s'éloigner de l'axe 8 dans leur mouvement autour de lui, de sorte que leur mouvement de révolu- tion autour de cet axe 8 s'accompagne pour chacun d'une oscilla- tion autour de son axe 5. Cette oscillation peut être sensible- ment sinusoïdale pour un diamètre convenable de la rainure 40.
La came 24 est construite de manière à solidariser chaque groupe de plateau et couronne lorsque son bouton 9 effec- tue le quart d'oscillation pendant lequel sa vitesse autour de l'axe 5 est le plus constante.
Il suit de là qu'un certain mouvement de rotation pro- pre est donné à chaque couronne 12 pendant le temps qu' elle a
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une action sur le pignon 7. On conçoit que suivant le sens de cet- te rotation, la vitesse du pignon 7 pourra être plus grande ou plus petite que celle du volant.
Pour obtenir les vitesses intermédiaires réduites nécessaires dans une automobile, on choisira la partie de l'os- cillation dans laquelle le bouton 9 se meut dans le sens qui donne une réduction. C'est le cas lorsque la couronne tourne dans le même sens que le volant. Il est évident qu'à une excen- tricité donnée correspond une certaine amplitude du mouvement oscillatoire et que la rotation propre d'une couronne sur' elle- même au cours d'une même fraction de l'oscillation dépend direc- tement de cette amplitude. Lorsque croit l'excentricité, il ar- rive que la rotation propre des couronnes annule complètement la rotation d'entraînement du mouvement planétaire, de sorte que l'arbre 8 est immobile.
Si l'on augmente alors l'excentricité, l'effet dû à la rotation propre des couronnes l'emporte sur l'ef- fet d'entraînement, de sorte que le pignon 7 prend une vitesse de sens inverse de celle du volant. C'est la marche arrière.
La commande de la vis 33 pouvant se faire peu à peu, on conçoit que le rapport des vitesses puisse varier d'une maniè- re continue d'une valeur négative jusqu'à la valeur positive de la prise directe.
Il faut remarquer que, dans son mouvement d'excentra- tion, l'axedu moyeu 28 et de la rainure 40 décrit une trajectoire circulaire autour de l'axe 27. La corde de l'arc décrit sur cette trajectoire et qui détermine l'excentricité change de di- rection. Il s'ensuit que l'azimut pour lequel la came 24 doit en- trer en action doit varier avec l'excentricité. C'est pourquoi une liaison est prévue entre l'attache 22 et la commande 33 afin de faire varier l'angle de calage de la came par rapport au carter,
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afin que ce soit toujours la meilleure partie de l'oscillation qui soit utilisée.
Lorsque le mécanisme comporte quatre boutons, la vites- se des couronnes sur un quart de tour ne varie que de 0,707 V à V, si V est la vitesse maximum. Le nombre des boutons peut être plus grand que quatre ce qui donne une moindre variation de la vitesse.
Les pignons satellites 15 peuvent être guidés dans la matière même des plateaux 4. On a déjà signalé l'une des variantes quant aux moyens de solidariser plateaux et couronnes, et comportant des freins 17. Une autre variante peut consister dans le montage de bascules sur les plateaux 4 à l'intérieur des couronnes 12, bascules présentant au moins une dent que la commande fait pénétrer dans la denture intérieure de la couronne.
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