BE380775A - - Google Patents

Description

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  "Boîte de vitesses   automatique".   



   On sait que dans une voiture automobile ou toute au- tre machine à charge variable actionnée par un moteur., il y a lieu de faire varier la combinaison de la boite de vitessessui-   vant   la résistance offerte, en vue de maintenir le régime du moteur constant. La, commande à main des boîtes de vitesses ne permet pas de réaliser cette condition, par suite de l'impossi- bilité d'apprécier exactement à tout instant cette résistance pour faire le choix de la combinaison la plus favorable au moment opportun. En outre, elle entraîne une sujétion dont il importe de se débarrasser. 



   La présente invention a pour objet une boîte de vi- tesses automatique assurant continuellement l'égalité du couple moteur et du couple résistant en provoquant lors des fluctua- 

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 tions de la charge le passage d'une vitesse à l'autre sans changer l'état de régime du moteur. 



   Dans ce but la sélection des pignons de transmission est effectuée par un dispositif électro-mécanique qui se place automatiquement dans la position la plus favorable pour la ré- sistance offerte au moment considéré. Ce dispositif comporte un élément soumis à l'action simultanée de deux organes dont l'un se meut à une vitesse constante, égale ou proportionnelle à la vitesse de régime de l'arbre moteur, tandis que l'autre subit toutes les fluctuations de vitesse de l'arbre récepteur. 



  Il en résulte évidemment à certains moments des différences de vitessesentre les deux organes qui, par suite de leur prise avec un élément commun, seront alors astreints à un déplacement relatif qu'on peut mettre à profit pour effectuer les combi- naisons désirées. Cet élément peut être constitué avantageuse- ment par une roue planétaire et les deux organes qui   l'action--   nent, par des satellites, dont le premier tournant à une vi- tesse constante proportionnelle à celle de l'arbre moteur peut se déplacer dans l'espace sur la périphérie de la roue plané- taire, tandis que le second animé d'une vitesse variable sui- vant la charge, reste fixe dans l'espace.

   Lorsque par suite d'une variation de la résistance, la vitesse de ce dernier varie, il se produit une accélération ou un ralentissement du mouvement de la roue planétaire ce qui a pour effet de provo- quer un déplacement du premier satellite sur la périphérie de celle-ci. Ce satellite entraîne un contact susceptible de fer- mer tour à tour les circuits d'une série d'électro-aimants com- mandant les accouplements des différents pignons de la boîte de vitesse. Le mouvement planétaire du satellite ne s'arrêtera que lorsque le contact aura fermé le circuit de l'électro-aimant correspondant au pignon de transmission qui rétablit l'égalité 

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 de rotation des deux satellites. Cette combinaison correspond évidemment à l'égalité des couples moteur et résistant. 



   L'invention est représentée schématiquement, à titre d'exemple, sur le dessin ci-joint, qui en montre l'application à une boîte à cinq vitesses. 



   Fig. 1 est une vue d'ensemble schématique représen- tant certains organes en coupe. Fig. 2 est une vue de côté de l'un des disques du sélecteur et Fig. 3 est une vue de côté, d'un des leviers de baladeurs. 



   L'arbre moteur 1 porte trois pignons fixes 2, 3 et 4 en prise continue avec les trois pignons libres correspondants   5,   6 et 7 montés sur l'arbre de transmission ou l'arbre récepteur 8. 



  Les deux pignons de transmission 5 et 6 sont combinés avec des trains planétaires 9 et 10, dont l'application est bien connue dans les boites de vitesses, de telle sorte que les trois pignons de l'arbre moteur suffisent pour former cinq combinaisons de vi- tesse. Les pignons 5, 6 et 7 portent des couronnes dentées laté- rales 11, 12, 13 dans lesquelles engrènent des pignons libres 14, 15 et 16 montés sur un arbre indicateur de couples   17,   ainsi dé- nommé parce que sa vitesse varie en fonction du couple résistant. 



  Tant que celui-ci reste constant et égale au couple moteur déve- loppé par l'arbre 1, la vitesse de l'arbre 17 reste constante et proportionnelle à celle de l'arbre 1, quelle que soit la vitesse de l'arbre 18, c'est-à-dire la combinaison en prise, grâce aux rapports de démultiplication coordonnés entre les différents pi- gnons de l'arbre moteur, de l'arbre récepteur et de l'arbre in- dicateur de couples. Il convient de choisir une démultiplication suffisamment forte pour que la vitesse de l'arbre 17 soit nota- blement inférieure à celle de l'arbre 1. 



   L'arbre 17 porte à son extrémité, un pignon fixe 18 qui engrène dans un planétaire 19 monté librement sur un arbre 20 

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 fixé dans ses paliers. Sur cet arbre 18 peut tourner un support 21 qui porte un petit moteur électrique 22 alimenté par une batterie d'accumulateurs 23. Le moteur est équilibré par un contrepoids solidaire du support 21. Sur l'arbre 24 de ce moteur est fixé un pignon 25 qui engrène dans la roue dentée 19. Les roues 18, 19 et 25 forment un système planétaire 'dont le satellite est le pignon 25 et la roue d'entraînement le pignon 18. 



   Le moteur 22 porte un bras 26 à l'extrémité duquel peut coulisser une tige à ressort   27   munie d'un balai   28,   de forme co- nique, repoussé par le ressort dans l'intervalle de forme corres- pondante séparant deux disques conducteurs à bords inclinés 29 et 30 assujettis sur un arbre fixe 31 isolé électriquement et placé dans le prolongement de l'arbre   20.   



   Le disque 29 est relié par un conducteur 32 à l'un des pôles de la batterie 23, dont l'autre pôle est relié par le con- ducteur 33 à l'une des bornes de cinq électro-aimants 34, 35, 36,   37,   38. Le disque 30 est divisé par des lames isolantes 39 en un nombre de secteurs égal au nombre de vitesses de la boîte, donc en cinq secteurs dans l'exemple considéré. (Fig. 2). Ces cinq secteurs sont raccordés chacun à la seconde borne des cinq élec- tro-aimants respectivement. Le dispositif constitué par les deux disques et le balai intermédiaire forme le sélecteur proprement dit. 



   Les électro-aimants commandent par leurs armatures des leviers 40, 41 et 42 montés chacun sur un pivot 43 et portant une traverse 44 qui se termine par une goupille 45 susceptible de coulisser dans une rainure 46 d'un bras 47. Celui-ci est muni à la partie inférieure d'un collier ou une fourche 48 qui s'engage dans une gorge correspondante pratiquée dans des man- chons baladeurs 49, 50, 51, susceptibles de coulisser longitu- dinalement sur l'arbre de transmission 8 mais entraînés dans le 

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 mouvement de rotation de ce dernier par un dispositif approprié quelconque. Ces baladeurs sont pourvus de crabots d'accouple- ment 52 qui peuvent pénétrer dans des encoches 53 des pignons 5, 
6, 7 ou.des planétaires 9, 10. 



   Les bras 47 portent à leur partie supérieure des col- liers ou fourchettes 54 analogues aux colliers 48 et agissant sur des baladeurs 55, 56 et 57 coulissant sur l'arbre 17 pour assurer par la pénétration de leurs crabots 58 dans les cavités 
59 des pignons 14, 15 et 16, l'accouplement de ces derniers avec l'arbre indicateur de couples. 



   La pédale d'accélérateur 60 du moteur thermique, pi- votant autour de l'axe 61 est pourvue d'un bras de contact 62 qui se déplace sur les différents plots d'un rhéostat 63 con- trôlant la vitesse de rotation du moteur électrique 22, dont les balais sont reliés à la batterie 23 par les conducteurs 64 et 65. 



   Un interrupteur 66 est intercalé dans le conducteur 32. 



   Cet interrupteur possède un troisième plot relié par un con- ducteur 67 à un électro-aimant 68 pour la marche arrière. Cet électro-aimant commande un levier 69 terminé par une fourche 70 susceptible d'entraîner un manchon baladeur 71 dont les crabots 
72 peuvent pénétrer dans des encoches 73 du pignon de renverse- ment de marche 74 lorsqu'on désire actionner l'arbre 8 par le pignon 75 de l'arbre moteur et le pignon intermédiaire fou 76. 



   Les leviers 40, 41, 42 et 69 sont maintenus chacun dans la position normale par un ressort 77 agissant sur des tenons 78. 



   Le dispositif fonctionne comme suit: 
Au démarrage,le moteur thermique est mis en marche de la manière habituelle, puis on ferme le commutateur 66, ce qui pour effet en même temps de mettre en marche le moteur 22. Le 

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 balai 28 peut alors occuper sur les disques 29 et 30 une posi- tion quelconque. 



   Si l'on suppose que le balai ferme à ce moment le cir- cuit de l'électro-aimant 36, ce qui implique la solidarité du pignon 5 avec l'arbre 8 et du pignon 14 avec l'arbre 17, dès la fermeture du commutateur 66 par l'attraction du levier 41, l'arbre moteur 1 tend à faire tourner non seulement l'arbre 8 par l'entremise du pignon 5, mais encore l'arbre 17 par l'in- termédiaire de la couronne 11 en prise avec le pignon 14 ac- couplé par le clabotage du baladeur 58. Si la résistance de l'arbre 8 est trop grande pour permettre le démarrage, l'arbre 
17 et par conséquent le pignon 18 restent immobiles de même que le planétaire 19, ce qui a pour effet de provoquer le mou- vement planétaire du satellite 25 qui tourne à la marche de ré- gime du moteur 22 après fermeture de l'interrupteur 66.

   Si la résistance de l'arbre 8 est trop faible pour cette combinaison, il y a emballement et le pignon 18 tourne plus vite que le pi- gnon 25. Dans les deux cas, le moteur électrique 22 tourne alors autour de l'arbre 18 et amène le balai 28 sur un autre secteur du disque 30. Le courant de l'électro-aimant 36 est coupé et le levier 41 reprend sa position de débrayage sous l'action du ressort 77, tandis que le balai 28 ferme le circuit d'un autre électro-aimant établissant l'embrayage d'une nouvelle combinai- son de vitesses. Successivement différentes combinaisons de vi- tesses sont ainsi mises automatiquement en prise ou débrayées jusqu'au moment où l'égalité entre le couple moteur et le cou- ple résistant est assurée et le régime atteint pour la démul- tiplication en prise. 



   Si l'on suppose que cette condition soit réalisée pour la combinaison 3-6, les pignons 18 et 25 tournant alors à la même vitesse, le moteur 22 reste dans la position pour la- 

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 quelle le balai 28 ferme le circuit de l'électro-aimant 37, et les organes sont maintenus dans cette position tant que la résistance de l'arbre 8 reste constante. 



   Si le couple résistant augmente, la résistance of- ferte par le pignon 6 au pignon 3 a pour effet de ralentir l'arbre moteur 1 ainsi que l'arbre 17 et par conséquent le pignon 18. La vitesse du pignon 25 restant constante, il se produit immédiatement un mouvement planétaire de ce dernier, et le balai 28 change de secteur' pour provoquer une nouvelle combinaison de vitesse correspondant au nouveau couple ré- sistant de l'arbre 8. 



   Le fonctionnement de la boîte de vitesses est donc absolument automatique et est déclenché uniquement par la fermeture du commutateur 66. Pour l'arrêt il suffit d'ouvrir ce dernier. Etant donné que par suite de l'action des freins sur les roues, l'arbre récepteur 8 et par conséquent le pi- gnon 18 s'arrêtent généralement avant le pignon 25 entrainé par l'inertie du moteur 22, le pignon 25 décrira un mouvement planétaire qui amènera le balai 28 sur le secteur qui corres- pond à la petite vitesse où il sera immobilisé par une butée placée dans le chemin du bras   26.   Il en résulte qu'au dé- marrage la boîte de vitesse se trouvera généralement dans la position la plus favorable pour vaincre la résistance de l'arbre 8. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. On remarquera aussi que pour chaque combinaison de la boîte de vitesse, on peut accélérer la marche du moteur par l'actionnement de la pédale d'accélérateur 60, la condi- tion de proportionnalité entre les vitesses des arbres 1 et 24 étant observée, grâce à la présence du rhéostat 63 sur lequel se déplace le bras 62 solidaire de la pédale 60. <Desc/Clms Page number 8>

   On comprendra d'autre part que pour chacune des vitesses du moteur commandée par l'accélérateur, toutes les combinaisons de vitesses de la boite peuvent être réalisées uniquement en fonction de la résistance offerte par l'arbre de transmission.

   La prise continue des roues dentées offre le grand avantage de permettre le démarrage et les passages d'une vitesse à une autre sans chocs ni heurts et sans danger de rupture des dents, les crabots d'accouplement pouvant d'au- tre part avoir une forme hélicoïdale pour permettre un em- brayage facile.

   Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus dans son application à une transmission d'automobile, il est évi- dent qu'elle peut trouver son emploi dans d'autres domaines de la mécanique. Son usage est indiqué notamment dans les ateliers à machine-outils où il suffit de l'intercaler entre l'arbre de transmission de l'atelier et la poulie motrice de la machine. Elle permet donc l'emploi de machines-outils monopoulies qui sont les seules qui se prêtent à l'électri- fication de l'atelier. **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.

   REVENDICATIONS 1.- Boite de vitesses automatique, caractérisée en ce que la sélection des pignons de transmission est effectuée par un dispositif électro-mécanique qui comporte un élément soumis à l'action simultanée de deux organes, dont l'un subit toutes les fluctuations de vitesse de l'arbre récepteur, tandis que l'autre se meut à une vitesse constante, égale ou proportionnelle à la vitesse de régime de l'arbre moteur, de telle sorte qu'en cas de changement de vitesse de l'arbre récepteur, l'un de ces deux organes décrit par rapport à **ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **. l'autre un mouvement relatif de manière à entraîner un con- tact susceptible de fermer successivement les circuits de différents électro-aimants commandant les accouplements des pignons de la boîte.

   2.- Boîte de vitesses automatique suivant la reven- dication 1, dans laquelle le dispositif électro-mécanique de sélection est constitué par une roue planétaire dont le pignon d'entraînement, fixe dans l'espace, est actionné par une transmission convenable accouplée à l'arbre récepteur, de manière à subir toutes les fluctuations de vitesse de ce dernier, tandis que le satellite, animé d'une vitesse cons- tante, égale ou proportionnelle à celle de l'arbre moteur peut se déplacer dans l'espace sur la périphérie de la roue planétaire et entraîner un contact qui ferme tour, à tour les circuits des électro-aimants commandant les accouplements des différents pignons de la boite de vitesses.

   3.- Boite de vitesses automatique, caractérisée en ce que les différents pignons de l'arbre de transmission ou arbre récepteur, en prise continue avec les pignons corres- pondants de l'arbre moteur, sont montés librement sur leur arbre et n'en sont rendus solidaires séparément que par l'ac- tion de dispositifs électro-magnétiques dont la mise en jeu est déterminée par un dispositif sélecteur dont les mouve- ments sont contrôlés à l'intervention d'un engrenage plané- taire, par un mécanisme indicateur de couples dont la vitesse varie à chaque changement du couple résistant.

   4.- Boite de vitesses automatique, suivant les re- vendications précédentes, caractérisée en ce que l'indicateur de couples est constitué par un arbre pourvu d'engrenages libres en prise continue avec les engrenages correspondants de l'arbre de transmission ou arbre récepteur et accouplés à tour de rôle, avec leur arbre au moment où le pignon corres- <Desc/Clms Page number 10> pondant de l'arbre de transmission est accouplé à ce dernier, les rapports de démultiplication de ces différents pignons et des pignons de l'arbre moteur étant déterminés de telle sorte que la vitesse de l'arbre de l'indicateur est égale ou proportionnelle à celle de l'arbre moteur quelle que soit la vitesse de l'arbre récepteur.

   5. - Boite de vitesses automatique, caractérisée en ce que le dispositif sélecteur est formé de deux disques fixes montés, avec un faible intervalle entre eux, sur un arbre commun isolé, l'un des disques étant divisé en un nombre de secteurs égal au nombre de vitesses de la boite, et la connexion entre les disques en regard étant établie par un balai pouvant recevoir un mouvement de rotation dans l'in- tervalle ménagé entre eux de manière à fermer successive- ment les circuits d'une série d'électro-aimants commandant les accouplements des pignons de transmission et des pi- gnons de l'indicateur de couples.

   6. - Boite de vitesses automatique, suivant les re- vendications précédentes, caractérisée en ce que le mouve- ment de rotation du balai entre les disques du sélecteur est assuré par le mécanisme planétaire actionné par l'arbre indi- cateur des couples.

   7. - Boite de vitesses automatique, suivant la re- vendication 2 caractérisée en ce que la roue d'entraînement du mécanisme planétaire, fixée sur l'arbre indicateur de couples, et le satellite fixé sur l'arbre d'un moteur électri- que, présentent'des diamètres tels que leurs vitesses périphé- riques sont égales lorsque la vitesse de rotation de l'arbre indicateur de couples reste constante.

   8. - Boîte de vitesses automatique, suivant les re- vendications précédentes caractérisée en ce que le balai du <Desc/Clms Page number 11> sélecteur est porté par le moteur électrique monté dans un support oscillant librement sur un arbre situé dans le pro- longement de l'axe des disques,de telle sorte que si par suite d'une variation de la vitesse de l'arbre indicateur de couplesla roue planétaire tourne en entraînant le sa- tellite du moteur,ce dernier tourne autour de l'axe de son support, de manière à faire décrire au balai un mouvement de rotation entre les disques du sélecteur.

   9.- Boite de vitesses automatique, suivant les re- vendications précédentes, caractérisée en ce que les électro- aimants du sélecteur agissent par l'intermédiaire de four- chettes d'embrayage appropriées sur des baladeurs conjugués montés sur l'arbre de transmission et l'arbre indicateur de couples, pour accoupler les engrenages sélectés sur leurs arbres respectifs.

   10.- Boite de vitesses automatique, suivant les re- vendications précédentes, caractérisée en ce que la pédale de l'accélérateur commande un rhéostat contrôlant le moteur du sélecteur, de manière à faire varier la vitesse de ce dernier en fonction de la vitesse du moteur à combustion.

   11.- Boite de vitesses automatique, suivant les re- vendications précédentes, caractérisée en ce que son fonction- nement est déclenché par la manoeuvre d'un commutateur.

   12.- Boite de vitesses automatique, tendant à choi- sir toujours la combinaison de vitesses qui correspond à la marche de régime du moteur,construite, disposée et fonc- tionnant en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé.