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perfectionnements dans les mécanismes à vitesse variable.
La présente invention se rapporte aux mécanismes différen- tiels épicycloldaux à vitesse variable du genre dans lequel une légère variation dans les vitesses relatives de deux organes de commande ou davantage produit une grande variation dans la vitesse d'un organe commandé.
Un mécanisme à vitesse variable suivant la présente invention comprend des organes de commande et des organes commandés coaxiaux, deux trains d'engrenages épicyloidaux de rapports différents qui comprennent deux roues solaires montées sur l'un des organes, l'une de ces roues au moins étant assujettie à l'organe, des roues planétaires qui viennent en engagement avec les roues solaires, deux couronnes dentées intérieurement reliées rigidemet à l'autre organe un accouplement à friction ou un engrena-
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ge variable ou autre dispositif analogue pour assembler entre el- les d'une manière variable les parties correspondantes des deux trains d'engrenages en vue de varier la vitesse de l'organe com mandé.
]Dans une forme du mécanisme, les roues planétaires sont mon tées dans une cage commune, et les roues solaires sont employées comme éléments de commande l'une étant fixe à l'arbre de come mande, et l'autre libre sur cet arbre, et un accouplement, un en- grenage variable ou autre moyen analogue étant prévu pour accou- pler les roues solaires d'ure manière variable en vue de varier la vitesse de l'organe commandé.
Dans une autre forme du mécanisme,les roues solaires sont fixes sur l'arbre de commande et les roues planétaires sont mon- tées dans des cages séparées qui forment les éléments de commande et peuvent être accouplées d'une manière variable pour varier la vitesse de l'organe commandé.
Des moyens peuvent être prévus en union avec le mécanisme pour retarder ou immobiliser l'un ou plusieurs des éléments en vue de renverser la commande.
Un grand avantage du mécanisme suivait la présente invention consiste en ce que les variations de vitesse dans les deux sens toutes peuvent/être effectuées par le mouvement continu d'un seul le- vier seuls emploi de griffes glissantes ou autres moyens similai- res.
L'accouplement à friction ou l'engrenage variable pour va- rier les vitesses relatives des éléments de commande peuvent être soumis à différentes formes d'exécution. Dans l'une de ces for- mes, le moyen employé peut comprendre simplement un accouplement adapté pour être soumis à différents degrés de charge d'engage- ment par l'opération manuelle d'un levier. Cette opération ma- nuelle peut être complétée, dans certains cas, par des dispositifs mécaniques de chargement assemblés aux commandes de la force mo- trice de sorte que tandis que le degré de la commande à la
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main peut couvrir la même portée, les charges totales maxima et minima peuvent être simultanément'élevées ou abaissées avec le couple de la force motrice.
Des moyens peuvent être prévus sous l'influence de la char- ge sur l'arbre commandé par lesquels les éléments de commande sont contraints à des vitesses relatives telles que la rotation de l'arbre commandé à une certaine vitesse choisie soit mainte- nue substantiellement constante.
Deux modes d'exécution de l'objet de l'invention sont repré- sentés à titre d'exemples par le dessin ci-joint dans lequel: Fig.l est un plan partiellement en coupe d'un mode d'exécu- tion adapté pour son emploi dans les véhicules automobiles,,
Fig.2 est une coupe partielle schématique suivant la ligne II-II de la Fig.l, et
Fig.3 est un plan en coupe d'un autre mode d'exécution.
Dans le mode d'exécution représenté par les Figs. 1 et 2, les deux roues solaires sont employées comme éléments de comman- de, ces roues étant contraintes de tourner à des vitesses rela- tives qui varient, au moyen d'un accouplement à friction action- né à la main.
Les différents élémentsdu mécanisme sont renfermés dans une boite cylindrique 1 ayant un couvercle 2 et des chapeaux aux extrémités 3, de sorte que toutes les parties qui se meuvent sont complètement renfermées. L'arbre de commande 4 et l'arbre com mandé 5 sont montés dans la boite et le couvercle par des cous- sinets à billes 6, et une queue de centrage 7 à l'extrémité de l'arbre de commande est également montée dans un alésage de l'ar- bre commandé pour former un nouveau support.
Une roue dentée 8, opérant comme roue solaire, est alée sur l'arbre de commande 4 et vient en engagement avec une série de roues planétaires 9 mon- tées librement dans une cage planétaire consistant en un disque 10 et un second disque à rebord 11 les roues 9 étant montées sur des axes 12 montés dans ces disques. Pour plus de simplifi- @
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cation, la Fig.2 ne montre que deux roues planétaires dans cha- cun des trains d'engrenages épicycloidaux mais il est évident qu'on peut employer un nombre quelconque de roues planétaires suivant les besoins.
Les roues planétaires 9 viennent en enga- gement avec une couronne annulaire dentée intérieurement 13 qui est assujettie à l'intérieur d'un disque à rebord 14 fixé à l'arbre commandé par un moyen approprié, tel qu'une bride 15.
A l'intérieur de la couronne du disque à rebord 14 est en- core assujettie une deuxième couronne dentée intérieurement 16 qui vient en engagement avec une deuxième série de roues plané- raires 17 montées sur des axes 18 entre les disques 10 et il, et constituant ainsi une cage commue pour les roues planétaires des deux trains. Les roues planétaires 17 s'engagent sur une roue solaire 19 qui est montée librement sur l'arbre de commande
4 mais qui est assemblée rigidement avec l'organe mâle 20 d'un accouplement conique. L'organe femelle 21 de cet accouplement est assujetti à, l'arbre de commande 4 par des ra,inures ou autre moyen analogue, de sorte qu'il peut glisser librement sur l'ax bre avec un mouvement axial limité, mais qu'il est contraint de tourner avec lui.
Le mouvement axial de l' organe d'accouplement est effectué au moyen d'un coussinet à billes 22 d'un type adap- té aussi bien pour la poussée axiale que pour la poussée radiale.
Une bague de ce coussinet engage l'organe coulissant de l'accou- plement tandis que l'autre bague est en engagement avec le moyeu
23 d'un disque non tournant et pourvu d'un rebord 24 en forme de tronc de cône. adapté pour engager dans certaines circonstances une douille de friction 25 fixée dans le bord annulaire du dis- que 11 qui fait partie de la cage planétaire. Les moyens mobi- les de commande, comprenant l'organe femelle d'accouplement 21 et le disque à rebord 23 sont actionnés au moyen d'un arbre 26, par un levier 27, le,mouvement de l'arbre étant transmis aux moyens de commande par une paire de leviers 28 prévus sur l'ar-
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bre.
Dans l'opération du mécanisme,, un coupe moteur est appli- qué sur l'arbre 4. En supposant que l'arbre commandé 5 est im- mobile sous une charge et que les organes d'accouplement 20, 21 soient hors d'engagement, la rotation de la roue solaire fixe 8 engageant les roues planétaires 9 aura pour résultat de mettre en rotation la. cage planétaire et toutes les roues planétaires qui y sont renfermées dans le même sens que l'arbre 4, mais à une vitesse inférieure.. Par suite de l'engagement des roues pla,- nétaires 17 avec la couronne 16, cette rotation fait tourner la roue solaire 19 également dans le même sens que l'arbre de com- mande.
La vitesse de la roue solaire 19 relativement à l'arbre de commande est sous la dépendance des rapports des différents organes qui composent le mécanisme, et dans le mode d'exécution représenté, ces rapports sont fixés de manière que la roue solaire 19 tourne à une vitesse approximativement de 10 plus grande que celle de l'arbre de commande 4., L'organe d'accouple- ment 20 tourne avec la roue solaire 19, tandis que l'organe d'ac- couplement 21 tourne avec l'arbre de commande 4-. Il y a, en con- séquence, une différence correspondante de vitesse entre les deux organes de l'accouplement.
Quand on désire entraîner la charge, l'organe d'accouplement 21 est avancé au moyen du levier 27 vers l'organe 20 de manière que leurs surfaces de friction viennent en engagement, mais avec un certain glissement. Cet engagement tend à réduire la vitesse de l'organe 20 et de la roue solaire 19.
Par suite de ce chan- gement dans les vitesses relatives de la roue solaire fixe et de la roue solaire libre, l'équilibre entre les deux trains épicy- cloldaux qui doit nécessairement exister du fait qu'ils ont des roues planétaires montées dans une cage commune et des couronnes annulaires montées pour tourner ensemble, est rompu et ne peut être rétabli que par un changement dans la vitesse de rotation de la cage planétaire et un certaim ouveiiieiit de l'organe commandé
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14 dans la même direction que l'arbre de commande 4. Pendant que le glissement entre les organes de l'accouplement reste comparati vement grand, la vitesse de la roue solaire libre 19 n'est pas beaucoup réduite et l'arbre commande tourne à une faible vitesse.
Quand l'engagement à friction entre les organes de l'accouplement est augmenté, la vitesse de la roue solaire libre 19 est conti- nuellement réduite en se rapprochant de celle de l'arbre de com- mande, et l'arbre commande est accéléré d'une manière correspon- dante jusqu'il ce que les organes de l'accouplement soient comple tement engagée, le mécanisme complet étant alors solidement blo- qué et les arbres de commande et commandé tournant à la même vi- tesse.
Pour renverser la commande, l'organe d'accouplement 21 est amené hors d'engagement avec l'organe 20, et par un nouveau mou- vement des leviers 28, le rebord 24 du disque non tournant 23 est mis en engagement avec l'organe de friction 25 assujetti au disque à rebord 11 de la cage planétaire. Ce disque il est ainsi retardé et par suite une commande renversée est transmise à l'ar bre commandé 5 par la roue solaire fixe 8, les roues planétaires 9 et la couronne annulaire 13. La vitesse en arrière des organes commandés est sous la dépendance du retard de la cage planétaire, et quand celle-ci est complètement immobilisée par l'engagement complet des organes 24 et 25, la vitesse renversée atteint un maximum.
Dans le mode d'exécution représenté par la Fig.3, les deux roues solaires 81, 82 fixées à l'arbre de commande 4 engagent les roues planétaires 91, 92 montées dans les cages planétaires 101, 102 sur les axes 121,122 A leur tour, ces roues plané- taires engagent respectivement des couronnes annulaires 131,132 assujetties à l'intérieur d'un organe cylindrique 14 qui est fixé au moyen d'un disque à rebord 140 à une bride 15 de l'arbre com- mandé 5. Dans ce mode d'exécution, la variation de vitesse de
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l'arbre commandé est commandée par un engagement frictionnel à glissement des deux cages planétaires séparées qui, dans ce but, comportent des rebords tronconiques d'engagement 201, 211.
La cage planétaire 102 est montée sur l'arbre de commande 4 de ma- nière à être libre pour une petite étendue de mouvement axial, et elle est commandée par un arbre 26 au moyen d'un organe non tournant 23 et d'un coussinet à billes 22 adapté pour résister à la poussée axiale et à la poussée radiale. Un organe de la cage planétaire 102 est pourvu d'un prolongement tronconique 250 dis- posé pour venir en engagement dans certaines circonstances avec une surface correspondante 240 formée sur l'intérieur de la boi- te 1.
Le mode d'opération de ce dispositif est substantiellement analogue à celui qui a été décrit précédemment* En supposant que l'arbre commandé et les couronnes annulaires 131, 132 assem- blées à l'arbre, soient au repos sous une charge, la rotation des roues solaires 81, 82 avec l'arbre de commande 4 entraine les cages planétaires 101, 102 à tourner dans le même sens que l'ar- bre de commande 4, tous les deux plus lentement que l'arbre mais à des vitesses différentes. Quand les surfaces d'accouplement 201, 211 sont en engagement par le mouvement axial de la cage planétaire 102, une certaine rotation des organes commandés est nécessaire pour permettre le fonctionnement du système.
Quand l'engagement par friction des organes de l'accouplement est aug- menté, la quantité de cette rotation nécessaire devient plus grande, de sorte que le rapport mécanique entre l'arbre de com- mande et l'arbre commandé décroît d'une manière correspondante jusqu'à ce que, les surfaces de friction étant en plein engage- ment, le mécanisme tourne comme un ensemble fermé,
Pour le renversement, l'arbre 26 est tourné jusqu'à ce que les surfaces 201, 211 soient complètement libres, et que les sur- faces 240 et 250 soient engagées.
Par cet engagement, la rota- tion de la cage planétaire 102 est retardée, de sorte qu'une com-
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mande renversée est transmise à l'arbre 5 par la roue solaire 82 au moyen des roues planétaires 92 et de la couronne annulaire 132
Les deux modes d'exécution représentés peuvent être variés par 1'élimination de la boite extérieure 1 et du couvercle 2, et par une modification appropriée des coussinets, de telle sor- te que la force puisse être prise directement à la partie cylin- drique 14-. Par exemple, cette partie peut être employée comme poulie, comme tambour de soulèvement ou autre. Tous les organes du mécanisme sont complètement renfermés, et les dispositifs présentent une surface extérieure unie quand ils sont montés par exemple dans des paliers.
La forme montrée dans la fig.1 est complète avec un mécanisme de renversement quand la boite est enlevée; un ruban de frein peut être prévu pour engager le bord 250 pour procurer un moyen de renversement quand le mode d'exécution montré dans la Fig.3 est employé sans boite.
Il peut être désirable de prévoir avec l'accouplement des moyens de commande pour varier la charge sur l'accouplement con- formément à la quantité de force qui doit être transmise. Par exemple, quand un véhicule automobile est utilisé en ville, il peut ne pas être nécessaire d'employer un couple élevé, de sorte que la change sur l'accouplement peut être réduite en proportion.
Cependant quand ce véhicule doit rouler dans des régions accidentées ou à grande vitesse sur une route libre, il demande la transmission d'une force maxima, et une charge plus forte con- vient dans ce cas. C'est pourquoi des commandes auxiliaires peuvent être prévues de telle sorte que la charge de l'accouple- ment puisse être variée à volonté pour s'adapter aux conditions dans lesquelles ets employé le véhicule pouruv de noueau mécanis me la commande de l'accouplement peut aussi être reilée avec la pédale de l'accélérateur de telle sorte que la charge de l'accou- plement soit augmentée par l'abaissement de la pédale.
Bien que les modes d'exécution décrits ci-dessus se rappor-
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tent à un accouplement à glissement comme moyen approprié pour le réglage des différences de vitesse entre les éléments de com- mande) il est évident cependant que d'autres moyens peuvent être employés dans ce but. Par exemple, on peut employer un mécanis- me de transmission variable à l'infini. On comprendra qu'une forme d'un mécanisme de transmission variable pour donner les petites variations requises dans les vitesses des organes de com- mande sera d'une construction mécanique beaucoup plus simple que celle qui donnerait une variation suffisante pour être employée comme élément séparé.
Tout matériel approprié peut être employé pour les différents organes des trains d'engrenages ou du mécanisme de commande. On peut utiliser également tout modelé approprié d'engrenages comme organes des trains épicycloïdaux, par exemple des roues à fric- tion peuvent être employées au lieu de roues dentées.
Résumée
1. Mécanisme différentiel épicycloidale à vitesse'variable comprenant des organes de commande et commandé coaxiaux, deux trains d'engrenages épicycloïdaux de rapports différents qui com- prennent deux roues solaires montées sur l'un des organes, l'une au moins de ces roues étant fixée sur ledit organe, des roues planétaires qui engagent les roues solaires, deux couronnes den- tées intérieurement en assemblage fixe avec l'autre organe, un embrayage a friction, engrenage à vitesse variable ou autre moyen approprié pour assembler d'une manière variable les parties cor- respondantes des deux trains d'engrenages en vue de varier la vi- tesse de l'organe commandé.
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