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Mécanisme de changement de vitesses à roues dentées, à plusieurs gradins, à commande hydraulique ou par l'air comprimé , en parti- culier pour véhicules.
Les mécanismes de commande employés pour l'obtention des diverses vitesses, en particulier dans les véhicules tels que locomotives, automotrices et camions automobiles exigent, en comparaison de l'espace de charge utile, une partie relativement importante de l'espace réservé aux pièces mécaniques. Ceci est dü au fait que les mécanismes de changement de vitesse ,à plu sieurs gradins, qui travaillent le plus souvent par arbres in termédiaires, doivent avoir une longueur importante, pour per - mettre le déplacement des organes d'accouplement logés dans le carter du mécanisme.
Par suite de cette grande longueur, il faut que les arbres soient soutenus en trois points, ce qui complique la construction et gêne l'accessibilité des diverses pièces.
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Suivant la présente inverti or., pour un mécanisme de change-
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CI de vibonnnn r. . "'11::)''''11/1, :"'f! :1. mnmrttdr 1 ,.In;mJiuc r,;t 1 ) 11-1 iiir comprimé, et à plusieurs étages, les arbres des engrenages sont montés sensiblement en ;;toile autour de l'arbre principal. l'écartement entre arbres est déterminé par chaque rapport de
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1; r .z;. .1 5m 1 s sl i o n e est aV8Jl>vaceus:;ment choisi de telle sorte que les engrenages de plusieurs arbres de vitesse' ont le même diamètre et sont interchangeables.
La disposition est telle que chaque vitesse est atteinte simplement par une transmission de puissance à deux gradins. Il est ainsi possible d'utiliser des roues du diamètre le plus grand possible, et par conséquent comportant le plus grand nombre possible de dents) mais avec une faible largeur de dents, ce qui a.ssure un taux de travail très favorable du mécanisme. En outre, par cette disposition,
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on obtient une trec faible 1 on.,- pour 1 e llrbl'ni"! cleo ct rrazc u, ce qui donne toute garantie de parfa,it fonctionnement pour des arbressupportés en deux pointsseulement.
Pour pouvoir obtenir toutes les vitesses désirées avec des transmissions de puissance en deux gradins (étages) seule ment, sans pour celà influencer défavorablement la construction très compacte du mécanisme, il est disposé, conformément à l'invention, un accouplement sur chaque arbre. Il suffit de mettre en prise un seul accouplement pour avoir chaque t'ois le gradin ou degré de vitesse voulu. Tous les accouplements se trouvent en dehors du carter du mécanisme ; les pièces extérieures rotatives des accouplements sont pourvues d'ouvertures spécialement conformées pour l'amenée d'air de refroidissement, ouvertures par lesquelles on peut également accéder très facilement aux diverses parties de chaque accouplement.
Le fait de pouvoir - grâce au mode de construction du mécanisme - employer toutes roues de même diamètre, permet aussi, à cause des mo ments de rotation égaux, l'emploi de pièces d'accouplement de mêmes dimensions.
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Les accouplements s'étendent par leur moyeu prolongé à 'L'intérieur du carter d'accouplement et se composent, suivant l'invention, de deux supports de disques d'accouplement, entre lesquels sont logés les organes de pression. Ces organes de pression se composent d'une boite cylindrique à réglage automatique et dans laquelle est monté un piston double, un dispositif en accordéon ou un organe analogue faisant fonction de chambres de compression. Les organes de pression sont prévus en
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1101l1:)l'", corrf'f3pOndH)1t au diumctrf- de ] 1 accouplement et sont montés perpendiculairement à l'arbre. La pression obtenue dans les chambres de compression est transmise aux disques de pression par des pièces de pression agissant à la façon de levier coudé, de façon que la pression puisse agir sur les deux paquets de lames.
La transmission de puissance à l'intérieur de la boîte d'accouplement est réalisée par l'intermédiaire de disques d'entraînement et de disques de friction, de la façon connue en soi, par exemple par denture ou autrement.
L'amenée du fluide de pression se fait par conduitestubulaires aboutissant, au travers d'un dispositif d'embrayage, aux divers a.ccouplements. Les pièces de raccords tubulaires restent fixes et constituent joints ,on labyrinthe logés dans desforages centraux desdivers arbres. -Dans chaque arbre, il n'est prévu qu'une seule conduite d'amenée aux chambresde pression, par laquelle le fluide de pression est amené à tous les organes de contact.
Au dessin annexé est représenté un exemple de réalisation de l'objet de l'invention .
Fig.l est une section verticale du mécanisme suivant la
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i .L;;n 11-13 Il c1 fi 1 1,i r 1 é, . ; .
Fig.2 donne la vue en élévation du mécanisme vu du côté de l'accouplement.
Fig. 3 une vue en plan'de la partie inférieure ouverte du carter.
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Fig.4 une coupe longitudinale par un accouplement, avec le tuyau d'amenée du fluide de pression en coupe longitudinale et à plus grande échelle.
Fig.5 une coupe longitudinale par un dispositif de contact dans deux formes différentes de réalisatioin de la chambre de pression.
Fig.6 une vue schématique d'une disposition d'embrayage pour les divers accouplements, avec plan dos conduites de fluide de pression.
Fig. 7 une coupe longitudinale par un joint en labyrinthe pour l'amenée du fluide de pression.
Dans le carter 1 du mécanisme, dont sortent l'arbre moteur 2 et l'arbre de transmission (arbre commandé) 1, est logé, à peu près dans le milieu, l'arbre principal 4. Autour de cet arbre principal 4 sont disposés en étoile à peu près, les arbres 5, 6 et 7 des roues dentées. Tous les arbres sont supportés uniquement en deux points. Une extrémité de chacun de tous les arbres est prolongée en dehors du ca.rter 1 et sert à supporter un accouplement 8¯ commandé hydrauliquement ou par air comprimé.
La boîte ou partie externe d'accouplement de chaque accouplement 8 est conformée en moyeu prolongé et s'étend, par ce moyeu 8a, à l'intérieur du capter 1 pour la, réception d'une roue de commande. Sur l'arbre moteur 2 se trouve la seule roue de commande déplaçable 9 , dont le déplacement le long de l'arbre: peut être réalisé de la manière connue à la main, hydraulique ment ou autrement.
Dans la position donnée à la, fig.l, la roue 9 est en prise avec la roue dentée 10 montée sur l'arbre principal 4, ou sur le moyeu d'accouplement 8a de cet arbre ; la roue 10 est elle même en prise avec les deux engrenages 11 et 12 (fig.3) montés sur les moyeux d'accouplement 8a des arbres 5¯ et 7 respective ment. En outre, la roue 10 est en prise avec l'engrenage 13 monté sur le moyeu d'accouplement 8 a de l'arbre 6 (fig.1).
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Sur l'arbre principal 4 so trouvont en outre les roues dentées 14, 15 et la roue conique 16 , cette dernière entraînant l'arbre 3 par l'intermédiaire du pignon conique 17.
Sur l'arbre 6 se trouve l'engrenage 18 en prise avec la roue 15 de l'arbre principal 4. Sur l'arbre 5 se trouve la roue 19 également en prise avec la roue 15 de l'arbre principal 4.
Sur l'arbre ? se trouve la roue 20 qui, dans l'exemple, est en prise avec la roue 14 portée par l'arbre principal 4.
De la construction décrite, il ressort que, pour chaque degré de vitesse, il ne faut actionner qu'un seul accouplement 8 , d'où résultent, en se basait sur l'exemple de réalisation, les transmissions de force suivantes :
I.- Si l'accouplement 8. de l'arbre principal 4 est fermé, la roue 9 attaque l'arbre 4. par la roue 10 et par là, l'arbre entraîné 3, Dans ce cas, on a la prise directe.
Il.- Si l'accouplement 8. de l'arbre 6 est fermé, la roue 9 entraîne la roue 13 par l'intermédiaire de la roue 10 ; la roue 18 de l'arbre 6 attaque alors la roue 15 et ainsi l'arbre principal 4 (première vitesse).
III.- En fermant l'accouplement 8¯ de l'arbre 5, la roue 9
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e,ttaqLm In. roue ;1, par Ilinterrnédiaire deJLjO., et ainsi fait tourner l'arbre 5 qui par la roue 19 en prise avec la roue 15, attaque l'arbre principal 4 (deuxième vitesse).
IV.- En fermant l'accouplement 6. de l'arbre ?, la roue 9 , par l'intermédiaire des roues 10 et 12, attaque la roue 20,d'où la force est transmise par la roue 14 à l'arbre principal 4 (troisième vitesse). La disposition peut être également telle que la roue 14 soit supprimée et que la roue 20 de l'arbre 7 (choisie en conséquence) attaque directement la roue 15.
Les accouplements sont constitués sous forme d'accouple - ments à friction, et se composent chacun de deux supports 21 et 22 de disque montés sur les bouts d'arbre faisant saillie du carter 1 ; entre ces supports sont disposés des organes de
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contact 23 en nombre correspondant aux diamètres des disques ou plateaux d'accouplement. Le.- organes de contact 23 sont montés perpendiculairement à l'arbre et se composent d'une boîte 24 montée sur l'arbre de façon telle qu'elle peut se régler automatiquement en position suivant chaque pression existante.
Comme il ressort en particulier de la fig.4, la boîte 24 des organesde contact23 est montée sur l'arbre à la. manièred'un fléau de balance.
Dans la boîte 24 est disposée la chambre de compression construite, conformément à la fig.5, côte de droite, sous forme de piston double 25, 26, dont les parties sont emboîtées l'une dans l'autre et sont fermées par les couvercles 25'-26' respec- tivement. Les pistons 25 et 26 sont rendus étanches, de façon connue, par des disques doubles d'étanchéité.
Conformément à la partie de gauche de la fig.5, la chambre
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de compression peut 6tre COl1uUtw:e aous [orme' d'accordéon 28, dont les extrémités sont logées dans les couvercles 25' et 26'.
Dans cette réalisation, des organes spéciaux d'étanchéité sort superflus.
Des parties 25 et 26, respectivement 28, la pression est transmise par les raccords 29 au:; disques ou plateaux de pression 30 et 31 lesquels, avec les plateaux de friction 32 et 33 et les plateaux intercalaires 34, constituent les paquets de lames dans les supports de disques 21 et 22. Entre les supports 21 et 22 et la boîte 24 des organes de pression sont disposés des ressorts de traction .35 et 36 qui libèrent les paquets de lames quand la pression est supprimée, et ainsi ouvrent (dé brayent) l'accouplement. Les disques de pression 30 et 31 ainsi
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que les 5 d j nqiie 5 1 liE,Q>'=nl ii 1 1.r n ),1 n0l11 1"'11 ;ic 1 ;. >1 <1 1 pol i, L/lll1lin que les disques de friction 32 et 33 sont formés de matières résistantes à là chaleur, connues en elles-mêmes pour les accouplements.
Par un écrou annulaire 37, susceptible d'être fixé par une vis 38, on peut déplacer l'accouplement pour compenser l'usure.
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L'aération des accouplements est réalisé par les ouvertures 39, 40 et 41 pratiquées dans les boîtes d'accouplement. Ces ouvertures sont faites de telle façon qu'un organe de pression 23 se trouve toujours en face d'elles et puisse ainsi être facilement atteint et être sorti.
Les ouvertures 39 à la boîte des accouplements 8 sont en outre conformées de façon à déterminer une aération forcée de toutes les parties de l'accouplement. L'air de refroidissement est amené à 1'intérieur de la boîte d'accouplement par la rota tion de celle-ci et subit, par la partie rétrécie entre les boites 24 des organes de pression, une compression d'où résulte un courant d'aération très favorable.
L'amenée du fluide de pression est réalisée, par exemple pour une locomotive, un camion automobile, etc. par un dispositif d'enclanchement connu en lui-même, et pourvu d'un nombre de plots d'enclanchement à choisir en correspondance avec le nombre de gradins ou degrés de vitesse. Comme le montre la fig.6, il est prévu dans le présent cas, quatre plots ou positions d'en - clanchement, 42 , 43, 44,45, d'où partent les conduites tubulai - res vers les accouplements 8. Le fluide de pression est pris d'un.réservoir 46, mais on peut cependant prévoir, pour l'obten- tion de la pression de commande, un mécanisme spécial ou tout dispositif voulu.
Les diverses conduites d'amenée du fluide de pression abou- tissent à une partie tubulaire fixe 47 (fig.7) logée dans un forage central de chaque arbre 4 , 5 , 6, 7. Le bout fixe 47 est constitua, par une buselure 48 insérée dans l'arbre rotatif, en fermeture en labyrinthe, et l'échappement du fluide comprimé est en outre empêché par des disques d'étanchéité 49, ou de toute autre manière appropriée.
Dans l'exemple de réalisation représenté, l'arbre moteur 2 se trouve sous l'arbre principal 4 et parallèlement à celui-ci.
La roue 9 portée par l'arbre 2 et déplaçable le long de celui-ci
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constitue, quand elle est amenée en prise avec les roues 50 et 51.. le mécanisme de marche arrière, lequel pourrait d'ailleurs être situé ailleurs suivant le type de mécanisme.
L'arbre commandé 3 est ici perpendiculaire à l'arbre principal 4 et à l'arbre moteur 2, maisla commande et la réception (les arbres 2 et 3 ) peuvent se trouver à tout autre endroit du carter du mécanisme et peuvent se faire suivant un angle par rapport à l'axbre principal 4, comme l'exige par exemple la construction d'un véhicule. L'arbre. peut également servir d'arbre moteur.
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Les a,CC4upl: InCnL; sont, dans 1'exempte'., (1ifll'ol'lbC\ toun ftu même côté du mécanisme, ce qui est très avantageux au point de vue de la bonne réfrigération des accouplements, mais on com prend que ceci n'a rien de limitatif, et que les accouplements pourraient se trouver tous ou partie de l'autre côté du'carter 1. Le fluide sous pression arrive, par les garnitures d'amenée en labyrinthe, au travers d'un forage de l'arbre, dans les chambres de pression. Les diverses chambres de pression peuvent être placées les unes derrière les autres, ou être alimentées par un dispositif de répartition. Grâce aux formes avantageuses de réalisation données des chambres de pression, tout espace nuisible est éliminé, et en particulier, la réalisation en accordéon né nécessite aucun dispositif spécial d'étanchéité.
Les parties d'accouplement sont dimensionnées de telle façon que, pour empêcher le bris de dents dans les engrenages, lors de surcharges, il se produise un patinage réciproque des disques d'accouplement l'un sur l' autre.
Les disques de friction 33 sont pourvus, pour la transmis sion de la force d'accouplement, de couronnes dentées qui atta quent par exemple une denture rentrante faite dans la périphérie interne de la boite des accouplements 8. Le carter 1 du mécanisme sert en même temps à la réception de la graisse de lubrification.