<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSE POUR VOITURES AUTOMOBILES ET AUTRES APPLICATIONS.
La présente invention a pour but de réaliser des dispositifs de changement de vitesse évitant l'usu- re des pignons intermédiaires pendant la marche en prise directe.
L'invention a également pour but de réaliser des dispositifs permettant à volonté l'entraînement dans un seul sens ou dans les deux sens d'un arbre ré- cepteur par un arbre moteur, pour la marche en roue libre des voitures automobiles.
Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'entraînement dans un seul sens ne pré- sentant aucun risque de vibration.
L'invention concerne d'abord un dispositif de changement de vitesse pour automobiles et autres appli cations à entraînement de l'arbre récepteur par l'arbre
<Desc/Clms Page number 2>
moteur dans un seul sens, dispositif caractérisé par ce que les organes d'entrainement dans un seul sens sont interposés entre l'arbre récepteur et un pignon monté fou sur l'arbre récepteur, pignon constamment en prise avec un pignon de l'arbre intermédiaire, cette disposi- tion permettant soit de solidariser dans un seul sens le pignon fou de l'arbre récepteur pour la marche aux vi- tesses intermédiaires, soit au contraire de rendre ce pignon complètement fou sur l'arbre récepteur pour la marche en prise directe.
L'invention concerne aussi un dispositif de changement de vitesse pour automobiles ou autres appli- cations, caractérisé par un verrau actionné par une com- mande extérieure et interposé entre l'arbre récepteur et un pignon monté fou sur cet arbre, ce pignon étant cons- tamment en prise avec un pignon solidaire de l'arbre se, condaire.
cette disposition permettant soit de fixer le pignon fou de l'arbre récepteur sur cet arbre récep teur et d'assurer l'entrainement de l'arbre récepteur par l'arbre secondaire à une vitesse convenablement dé- multipliée pour la marche aux vitesses intermédiaires, soit au contraire de laisser le pignon fou sur l'arbre récepteur pendant la marche en prise directe, ce qui assure à ce moment l'immobilité de l'arbre secondaire et de tous les engrenages fous de l'arbre moteur, leur évitant ainsi tout mouvement inutile.
L'invention s'étend aussi à un dispositif desti- né à permettre l'entrainement d'un arbre récepteur par un arbre moteur, dans un seul sens, dispositif carqactériè sé par la combinaison de deux séries d'organes Interposés entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur, les premiers de ces organes contrôlant les seconds de ces organes, de manière que ces seconds organes assurent l'entraîner mnet de l'arbre récepteur par l'arbre moteur, lorsque
<Desc/Clms Page number 3>
l'arbre moteur entraine les premiers organes, cette dis- position assurant sinsi la transmission du mouvement dans ratés, ni vibrations.
L'invention s'étend également à d'autres caracté -ristiques ci-après décriteset à leurs diverses combinai- sons.
Des dispositifs conformes à l'invention sont représentés à titre d'exemple sur.le dessin ci-joint dans lequel :
Les fig. 1 est une coupe axiale horizontale de l'ensemble d'un dispositif de changement de vitesse con- forme à l' invention.
La fig. 2 est une coupe axiale verticale de ce dispositif.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fig.l.
La fige 4 est une coupe axiale partielle montrant les organes d'entraînement.
Les fige 5 et 6 sont deux coupes suivant la li- gne 5-5 de la fig. 4, les organes d'entraînement étant respectivement dans la position de manche aux vitesses intermédiaires et dans la position de marche en prise directe.
Les fig. et 8 sont respectivement une éléva- tion et une coupe transversale de la collerette de l'ar- bfe récepteur.
Les fig. 9 et 10 sont respectivement une éléva- tion et une coupe transversale du pignon fou de l'arbre récepteur.
Les fig. 11 et 12 sont respectivement une élé- vation et une vue de profil des cliquets d'entrainement.
Les fig. 13 et 14 sont respectivement une éléva tion et une vue de profil du manchon claveté glissant sur l'arbre moteur.
<Desc/Clms Page number 4>
Les fig. 15 et 16 sont respectivement une élévation et une vue de profil du manchon claveté glissant solidaire du pignon fou de l'arbre récepteur.
Les fig. 17, 18 et 19 sont respectivement une vue en plan, une coupe longitudinale et une coupe trans- versale du dispositif de changement de vitesse montrant le levier de commande à rotule et argot.
Les fig, 20 et 21 sont deux coupes schématiques, l'une longitudinale, l'autre transversale, d'une varian te de l'invention.
Les fig. 22 et 23 sont respectivement une coupe longitudinale et une coupe transversale suivant la ligne 23-23 de la fig.22, ces deux figures correspondant à une deuxième variante.
La fig. 24 est une coupe analogue à celle de la fig. 23 et correspondant à une troisième variante.
La fig, 25 est une coupe axiale horizontale de l'ensemble d'un autre dispositif de changement de vites- se conforme à la présente invention.
La fig. 26 est une coupe axiale verticale de ce dispositif.
La fig, 27 est une coupe transversale suivant la ligne 27-27 de la fig. 25.
Les fig. 28 et 29 sont deux coupes transversa- les partielles respeotivement suivant les lignes 28-28 et
29-29 de la fig. 25.
La fig. 30 est une élévation partielle de l'ar- bre récepteur et de sa collerette.
La fig. 31 est une élévation du pignon fou de l'arbre récepteur et de sa chemise.
Les fig. 32 et 33 sont respectivement une élé- vation et une vue en bout de l'ensemble constitué par l'arbre récepteur et sa collerette, le pignon avec sa chemise et le manchon formant verrou.
<Desc/Clms Page number 5>
La fig. 34 est une coupe suivant la ligne 34-34 de la fig. 25.
La fig. 35 est une coupe transversale de la cage pour les billes et les rouleaux.
La fig. 36 est une coupe suivant la ligne 36-36 de la fig. 35.
La fig. 37 est une coupe axiale d'un autre dispo- sitif conforme à l' invention.
Les fig. 38 et 39 sont respectivement deux coupes suivant lignes 38-38 et 39-39 de la fig. 37.
La fig. 40 est une coupe axiale d'un autre dispo- sitif conforme à l'invention.
Les fig. 41, 42 et 43 sont respectivement des coup. pes suivant les lignes 41-41,42-42 et 45-43 de la f ig. 40.
Le dispositif de changement de vitesse représenté sur les fig, de 1 à 19 est constitué de la façon sui- vante :
Dans un carter 1 (fig.l) sont disposés l'arbre moteur 2, l'arbre intermédiaire ou secondaire 3 et l'arbre conduit en récepteur 4 ; ces arbres étant mon- tés respectivement dans les roulements à billes 5,6, 7, 8. Un roulement à billes 9 (fig.4) sert à centrer l'arbre récepteur 4 sur l'arbre moteur 2.
L'arbre moteur 2 porte un pignon 22 qui lui est solidaire et trois pignons 23,24, 35 montés fous sur cet arbre, le dernier pignon 25 étant monté fou sur un prolongement 26 du pignon 24, disposition qui dimi- nue notablement l'encombrement en longueur.
Le pignon 27 peut venir en prise à volonté avec le pignon 22 de marche arrière. Les pignons 23, 24,25 sont constamment en prise avec les pignons 28,29, 30 solidaires de l'arbre intermédiaire 3.
L'arbre intermédiaire 3 porte également des pignors
<Desc/Clms Page number 6>
Si,53 qui lui sont solidaires, le pignon 27 pouvant venir en prise à volonté, avec le pignon 31 de marche arrière et le pignon 32 est constamment en prise avec un pignon 14 monté fou sur une collerette 10 de l'arbre récepteur (fig. 4 8).
La périphérie de la collerette 10 de l'arbre récepteur porte des encoches 11,12, les encoches 12 étant prolongées par des alvéoles 13.
Le pignon fou 14 (fig.4,9, 10) nomporte un évidement 33 présentant des redans 15 et un prolongement cylindrique 16 muni d'alvéoles ou ortaises 17.
Entre la collerette 10 de l'arbre récepteur et le pignon fou 14 sont interposés les organes d'entraînement constitués par des cliquets 18 (fig.4,5,6,11,12). les queues 19 de ces cliquets 18 sont engagés dans les alvéoles 13, tandis que leurs têtes comportent des dents 20 pouvant venir en prise avec les redans 15 du pignon 14. Les cliquets 18 sont sollici tés dans le sens centrifuge par des ressorts 21.
Sur l'arbre moteur 2 sont montés des manchons clavetés glissants 34,35. Le manchon 34 permet de solidariser l'arbre moteur soit aved le pignon 23, soit avec le pignon 24, à l'a@ de declabots 37 symétriques.Le manchon 35 comporte du côté de l'arbre moteur 2 des clabots 38 permet tant de solidariser l'arbre moteur avec le pignon 25. D'autre part, ce manchon présente du côté de l'arbre récepteur des clabots 391 pouvant venir en prise avec les cliquets 18 et des clabots 392 qui peuvent s'engager dans les encoches 11 de la collerette 10 de l'arbre récepteur 4.
Sur le prolongement cylindrique 16 du pignon fou 14 (fig 10)est monté un manchon claveté glissant 40 (fig.15,16) muni de clabots 41 pouvant venir en prise avec les encoches 11 de la collerette 10 de l'arbre récepteur 4.
<Desc/Clms Page number 7>
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante : L'arbre moteur 2 tournant sous l'action du moteur, si les manchons clavetés glissants 34, 35 qui lui sont soilidai- res sont dans la position représentée sur la fig. 1, les pi gnons 23,24, 25 resteront fixes: seul le pignon . 2-2 soli- daire de l'arbre moteur 2 tournera avec cet arbre. Il en résulte que l'arbre intermédiaire 3 et l'arbre conduit 4 seront immobiles, ainsi que le pignon 14.
En déplaçant le manchon claveté glissant 34 suivant A , onsolidarise le pignon 23 avec l'arbre moteur 2, ce qdi provoque l'entrainement de l'arbre secondaire 3 et par suite l'entraînement du pignon fou 14 par l'intermédiaire du pignon 32.
Le pignon 14 se mettant à tournât dans le sens de F1 (fig. 5) entraine dans son mouvement de rotation les cli- quets 18, puisque les dents 20 de ces cliquets 18, sollici- tés par les ressorts 21, sont en prise avec les redans 15
EMI7.1
duap ignon fou 14.
Les cliquets 18 transmettant leur mouvement à la col- leette 10 de l'arbre récepteur 4, grâce aux alvéoles 13, il y a donc entraînement de l'arbre récepteur 4. On obtient ainsi la marche à la première vitesse.
La liaison entre l'arbre récepteur 4 et le pignon 14 par l'intermédiaire des cliquets 18 n'a lieu que dans un sens ; en effet, si par exemple, le moteur ralentit et prend une vitesse telle que la vitesse du pignon 14 devient in- férieure à la vitesse de l'arbre récepteur 4, entrainé par le mouvement de la voiture, les dents 20 des cliquets 18 échappent aux redans 15 du pignon 14. A ce moment la voitu- re roule en "roue libre".
La marche à la deuxième vitesse s'obtient en dépla- çant le manchon cla.veté glissant 34 suivant A-2, ce qui libère le pignon 23 de l'arbre moteur 2 et solidarise le pignon 24 dt l'arbre 2. L'entraînement de l'arbre récep- teur 4 se fait alors par l'intermédiaire des pignons 29; 32
<Desc/Clms Page number 8>
14 et des cliquets 18.
La marche à la troisième vitesse s'obtient en rameaant le manchon claveté glissant 34 à an position initiale pour libérer lepignon 24 et en déplaçant le manchon claveté glis- sant 35 suivant A1, ce qui solidarise le pignon 25 et l'ar- bre moteur 2. L'entraînement de l'arbre récepteur 4 se fait de la même manière que pour la première et la deuxième vi- tesse, mais par l'intermédiaire des pignons 30,32, 14.
Donc pour toutes les vitesses intermédiaires 1ère, é Sème, 3ème, ainsi que pour la prise directe) la liaison entre l'arbre récepteur 4 et le pignon 14 n'a lieu que dans un seul sens, ainsi qu'il a été expliqué pour la marche en pre- mière vitesse. Dans tous les cas, la voiture peut marcher en roue libre.
Cependant, il peut être avantageux d'assurer la liaison dans les deux sens entre l'arbre récepteur 4 et le pignon 14, liaison qui est d'ailleurs indispensable pour assurer la mar- che arrière.
Pour obtenir cette liaison dans les deux sens, on opère de la façon suivante :
On déplace le manchon claveté glissant 40 suivant Al de manière à engager les clabots 41 de ce manchon dans les en- coches 11 de la collerette 10, ce qui a pour effet de soli- dariser dans les deux sens de rotation l'arbre récepteur 4 et le pignon 14.
On peut alors utiliser le moteur de la votture comme frein à chacune des vitesses intermédiaires ('lère, 2ème, 3ème
C'est lorsque le manchon claveté glissant 40 se trouve à cette dernière position qu'on peut obtenir la marche arriè- re; il suffit alors de ramener à leur position initiale les manchons clavetés 34, 35 et d'intercaler le pignon 27 entre les pignons 22 et 51, Etant donné qu'en engrenage supplémen- taire est en action, en obtient un sens de rotation inverse pour l'arbre récepteur 4.
Pour obtenir la marche en prise directe, on laisse les manchons clavetés glissants 34 et 40 à leur position initia- le et on déplace le manchon 35 dans le sens de A2. A ce mo-
<Desc/Clms Page number 9>
ment, les clabots 39@ du manchon 35 viennent rencontrer les têtes de cliquets 18 (fig. 6), ce qui a pour effet de libé- rer ces cliquets des redans 15 du pignon 14 et d'assurer leur entrainement à une vitesse égale à celle de l'arbre moteur 2. Par l'intermédiaire des cliquets 18, l'arbre récepteur 4 est alors entraîné à la même vitesse que l'arbre moteur 2.
La liaison entre l'arbre moteur 2 et l'arbre récepteur 4 n'est réalisé que dans un seul sens ; en effet un ralentis- sement de l'arbre moteur par rapport à l'arbre récepteur pro- voque la séparation entre les cliquets 18 et les clabots 391. A ce moment, la voiture roule en "roue libre".
La Maison complète dans les deux sens entre l'arbre moteur 2 et l'arbre récepteur 4 peut Être assurée de la façon suivante : claveté
On déplace le manchon glissant 35 à fond dans le sens de
A2. Les clabots 39 du manchon 35 pénétrent alors dans les encoches 11 de le collerette 10, ce qui solidarise dans les deux sens de rotation l'arbre moteur 2 et l'arbre récep- teur 4. On peut alors comme précédemment utiliser le moteur comme frein. Cela s'obtient sans qu'il soit besoin de déver- rouiller le manchon 40 du pignon 14, ce verrouillage ne gênant en aucune façon la manoeuvre.
Il est à remarquer qu'en marche normale, toutes les vitesses peuvent être obtenues sans débrayer le moteur, il suffit de lâcher la pédale.de l'accélérateur. L'arbre moteur 2 ralentit et, grâce au fonctionnement des cliquets 18, expliqué plus haut, l'arbre récepteur 4 se libère automa- tiquement du pignon 14.
Cette particularité est intéressante lorsqu'on aborde une côte, car on peut passer d'une vitesse donnée à une vi- tesse inférieure sans risquer de laisser perdre de la vites- se à la voiture.
On est obligé de débrayer seulement dans les c as sui- vants :
1 ) pour le démarrage de la voiture;
<Desc/Clms Page number 10>
3 )pour le passage en marche arrière;
3 pour utiliser le moteur comme frein.
Les diverses commandes ne font à l'aide d'un dispositif particulier de levier constitué de la façon suivante (fig.17.
18. 19).
Le levier de changement de vitesse 42 est muni d'une rotule 43 pouvant pivoter dans tous les sens. Ce levier actionne directement les balladeurs 44,45, 46 servant à dé- placer respectivement le pignon de marche arrière 27 et les manchons 34, 35.
La rotule 43 comporte un ergot 47 en prise avec un balladeur 48, lequel est solidaire du manchon claveté glis- sant 40.
On utilise ce levier de la façon suivante :
Pour la marche normale en lère, Sème, Sème vitesse et prise directe, on procède comme dans les dispositifs connus, c'est-à-d'ire que l'on déplace le levier 42 dans le sens de l'axe de la voiture en le ramenant, au besoin, au point mort pour l'engager sur le balladeur convenable. Dans ces mouve- ments, on déplace à volonté les manchons 34 ou 35.
Pour obtenir la marche arrière, en même temps qu'on dé- place le levier 42 suivant l'axe de la voiture, après l'a- voir engagé sur le balladeur du pignon 27, on imprime à ce levier 42 une rotation sur lui-même dans le sens de f2.
Cette rotation provoque le déplacement suivant A1 du balla- deur 47 et par suite celui du manchon 40.
Ainsi qu'on l'a vu précédemment, un tel déplacement du manchon 40 provoque la liaison dans les deux sens entre l' l'arbre récepteur 4 et le pignon 14, liaison nécessaire pou assurer la marche arrière.
On imprime la même rotation dans le sens de f2 au levier 42 lorsqu'on veut utiliser le moteur comme frein aux vites- ses intermédiaires (lère, 2ème, Sème) puisque ainsi qu'on l'a vu précédemment, il est également nécessaire dans ce cas de
<Desc/Clms Page number 11>
solidariser dans les deux sens de rotation l'arbre récepteur 4 et le pignon 14.
Il est remarquer qu'aucune fausse manoeuvre n'est à redouter : par exemple si l'on imprimait la rotation suivant f2 au levier 42 en prenant la prise directe, on solidarise- rait d'une part l'arbre moteur 2 et l'arbre récepteur 4, d'autre part le pignon 14 et l'arbre récepteur 4. Les pi- gnons 23,24,25 étant à ce moment fous, sur l'arbre moteur et le pignon 27 étant dégagé des pignons 22 et 31, il ré- sulterait de cette manoeuvre l'entraînement inutile de l'ar -bre intermédiaire 3 à vide pendant la marche en prise directe.
On remarque enfin que l'arbre intermédiaire 3 reste entièrement immobile dans la marche en prise directe, ce qui évite alors toute rotation inutile des pignons intermédiaires 23,24, 25.
Le dispositif d'entraînement dans un seul sens peut être disposé ailleurs que dans la boite à vitesses elle-même. Par exemple dans la variante représentée sur les fig.20,21, ce dispositif est interposé entre une boite à vitesse d'un mo- dèle quelconque et le poht arrière. Pour cela l'arbre récep- teur 4 est partagé en deux tronçons 43 et 42.
Sur l'arbre secondaire 41 de la boite de vitesse, est claveté un manchon 50 à collerette 51; cette collerette 51 étant munie sur sa périphérie d'alvéoles 70.
Le tronçon 43, supporté par des roulements à billes 58, 59 interposés entre ce tronçon 43 et un carter 57 fixé à la boite à vitesses, porte.une collerette 60. Cette collerette est évidée suivant 61 et comporte à l'intérieur des redans 62, ainsi que des mortaises 54.
Entre la collerette 51, et la collerette 60 du tronçon 43 sont interposés les organes d'entraînement constitués par des cliquets 53. Les queues de ces cliquets sont engagés dans les alvéoles 70.
<Desc/Clms Page number 12>
tandis que leurs têtes 71 peuvent venir en prise avec les re- dans 62 de la collerette 60. Ces cliquets 53 sont sol- licités dans le sens centrifuge par des ressorts 73 et sont maintenus en place longitudinalement par une rondelle 63 fixée sur la collerette 60, au moyen de vis par exemple.
Un manchon 55 claveté glissant sur le manchon 50 et présentant des clabots 56 sert à solidariser dans les deux sens de rotation le manchon 50 et la collerette 60 par la pénétration des clabots 56 dans les alvéoles 54.
Ce dispositif est avantageusement complété par un accou- plement se;ni-élastique ménagé entre le tronçon 42 et le tron çon 43 et constitué par exemple par deux plateaux 65, 67 cla vetés respectivement sur le:,tronçons 43 et 42 entre lesquels est interposée une rondelle 66. Des boulons 68 assurent l'as- semblage de ces diverses pièces.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
Lorsque les divers organes sont dans la position de la fig. 20, l'entraînement du tronçon 43 et par suite du tron- çon 42 par l'arbre secondaire 41 de la boite de vitesse se fait à l'aide des cliquets 53. L'entraînement a donc lieu .. dans un seul sens. La voiture peut alors marcher Il en roue libre".
Si l'on désire solidariser dans les deux sens l'arbre secondaire 41 de la boite de vitesses avec le tronçon 43, il suffit de déplacer le manchon claveté glissant 35 sui- vant A1 : on fait ainsi pénétrer les clabots 56 du manchon 55 dans les mortaise s 54 de la collerette 60.
On peut alors se servir de la marche arrière, et aussi utiliser le moteur comme frein dans les descentes. On peut, comme précédemment, changer de vitesse sans débrayer.
On peut encore interposer le dispositif d'entraînement dans un seul sens entre le mécanisme d'embrayage et la boite de vitesse, cette disposition permettant de réd.uire les di- mensions du dispositif.
<Desc/Clms Page number 13>
Les fig. 22,23,24 représentent la disposition d'une variante dans la forme des organes d'entrainement interposés entre les deux collerettes 51 et 60 solidaires respecti- vement de l'arbre secondaire 43 de l'arbre récepteur. Ces organes sont constitués par des billes ou par des galets 69 prenant appui sur des rampes 72 ménagées sur la. collerette 51 (fig. 23).
Lorsque la collerette 51 (fig.25) tourne suivant F1, el -le coince les billes 69 sur les rampes 72 et sur la col- lerette 60; l'entrainement de la collerette 60 se produit grâce au frottement entre la collerette 60 et les billes 69 d'une part, les billes 69 et les rampes 72 d'autre part.
Si l'arbre moteur ralentit, la collerette 60 continuant son mouvement suivant F1, fait échapper les billes 69 des rampes 72. A ce moment, la collerette 60 est libre et la voiture marche en roue libre.
Pour l'entraînement de la collerette 60 dans les deux sens on opère comme précédemment en utilisant le manchon cla veté glissant 55 dont les clabots 56 viennent en prise avec les mortaises 54 de la collerette 60.
Au lieu de disposer les rampes 72 sur la dollerette 61, on peut les disposer sur la collerette 60. L'entrainement se produit de la même manière par frottement.
Les variantes des fig. 20 à 24 assurent des avantages similaires à ceux déjà obtenus dans le dispositif des fig. de 1 à 19 et notamment le passage d'une vitesse à une autre vitesse sans qu'il soit nécessaire de débrayer. De plus, le dispositif de ces variantes peut être monté aisément sur les voitures comportant un mécanisme connu de changement de vi- tesse, ce qui permet de transformer aisément ces voitures conformément à l' invention.
On pourrait évidemment inverses* le sens de transmission de force dans les dispositifs faisant l'objet de l'inven- tion; par exemple le mécanisme de la fig. 1 pourrait encore
<Desc/Clms Page number 14>
fonctionner en supposant que l'arbre 4 devient moteur et l'arbre 2 récepteur.
Le changement de vitesse représenté sur les fig, de 25 à 36, est constitué de la façon suivante :
Dans un carter 1 (fig. 25) sont disposés : l'arbre de commande ou arbre moteur 2, l'arbre intermédiaire ou secondaire 3 et l'arbre conduit ou récepteur 4, ces at- bres étant montés respectivement dans des roulements à billes 5,6,7,8.
Le centrage de l'arbre moteur 2 sur l'arbre récepteur 4 se fait par l'intermédiaire d'une chemise 9 en bronze par exemple, cette chemise étant logée dans une cavité 10 de l'arbre récepteur et ajustée sur l'extrémité 11 de l'arbre moteur.
L'arbre 4 porte à son extrémité une collerette 12 dans laquelle sont pratiquées des encoches 13 (fig. 25,29,30)
Un pignon 14 (fig. 25 et 51) solidaire d'une chemise 15 qui sert à le centrer et à la maintenir en place dans le sens de son axe, c'est-à-dire servant d'entretoise, notamment au moment du passage,en prise directe , est monté fou sur l'arbre 4 et sur la collerette 12 de l'arbre 4.
Un manchon verrou coulissant 16 muni de clabots 17 est monté fou sur la chemise 15. Les clabots 17 de ce manchon sont toujours engagés dans les alvéoles du pignon fou 14 ; cequi rend ce pignon solidaire de ce manchon. D'au- tre part, ces clabots 17 pour un coulissement convenable du manchon verrou 16 pénètre dans les encoches 13 de la colle- rette 12. Le manchon verrou 16 rend ainsi solidaire le pi- gnon 14 et la collerette 12 fixéâ elle-même sur l'arbre récep teur.
L'arbre moteur 2 (fig. 25 porte un pignon 22 qui lui est solidaire et trois pignons 23,24?25 montés fous sur cet arbre, le dernier pignon 25 étant moné fou sur un prolonge- ment 26 du pignon 24, disposition qui diminue notablement
<Desc/Clms Page number 15>
l'encombrement en longueur.
Le pignon 27 peut enir en prise à volonté avec le pi- gnon 22 de marche arrière. Les pignons 23,24, 25 sont cons- taminent en prise avec les pignons 28, 29, 30 solidaires de l'arbre intermédiaire 3.
L'arbre intermédiaire 3 porte également des pignons 31,
32, qui lui sont solidaires, le pignon 27 pouvant venir en prise, à volonté, avec le pignon 31 de marche arrière, et le pignon 32 étant constamment en prise avec le pignon 14 monté fou sur la collerette 12 de l'arbre récepteur 4.
Sur l'arbre moteur 2 sont montés des manchons clavetés glissants 34, 35. Le manchon 34 permet de solidariser l'ar bre moteur soit avec le pignon 23, soit avec le pignon 24, à l'aide de clabots 36, 37 symétriques.
Le manchon 35 comporte du côté de l'arbre moteur 2 des olabots 38 permettant de solidariser l'arbre moteur avec le pignon 25. D'autre part,.ce manchon présente du côté de l'ar bre récepteur des clabots 39 pouvant pénétrer dans les en- coches 13 de la collerette 12 de l'arbre récepteur 4. Les manchons clavetés glissants 34, 35 ainsi que le verrou 16, sont actionnés par une commande extérieure, le verrou 16 et le manchon 35 se déplaçant toujours simultanément.
Ce dispositif de changement de vitesse fonctionne de la façon suivante :
L'arbre moteur 2 tournant sous l'action du moteur, si les manchons clavetés glissaants 34, 35 et le verrou 16 oc- cupent la position représentée sur les fig. 25 et 26, les pignons fous 23, 24,25 de l'arbre moteur 2 ne sont pas entraînés.
Dans ces conditions l'arbre intermédiaire 3 et l'arbre récepteur 4 restent immobiles. La voiture est alors au poin mort.
Pour cette position du verrou. 16 les clabots 17 de ce verrou sont à l'intérieur des alvéoles 13 de la colleret-
<Desc/Clms Page number 16>
-te 12.
L'arbre récepteur 4 et le pignon 14 sont à ce moment solidaires.
Pour passer à la position de marche arrière, ainsi qu'à la première ou à la deuxième vitesse, il suffit d'agir res- pectivement sur le pignon 27 ou le manchon claveté glissant 34. On provoque alors l'entraînement de l'arbre intermédiaire 3 et par site l'entrainement de l'arbre récepteur par les pignons 32 et 14.
Pour passer à la troisième vitesse on ramène le manchon 34 à sa position primitive et on déplace le manchon 35 ainsi que le verrou 16 sivant F1 fig. 25).
Le pignon 14 restant solidaire de l'arbre récepteur 4 grâce au verrou 16, et le manchon 35 solidarisant le pignon 25 de l'arbre moteur 2, on provoque ainsi l'entraînement de l'arbre récepteur 4 par l'arbre moteur 2 à l'aide des pignons 25,30,32,14.
Pour passer à la prise directe on ramène les manchons 34 35 ainsi que le verrou 16 à la position de point mort et on déplace l'ensemble.verrou 16, manchon 35 suivant F.2. Les clabots du verrou 16 quittent alors les?encoches 13 de la col lerette 12 en libérant le pignon 14 de l'arbre récepteur.
Avant que les clabots 17 du verrou 16 soient entière- ment dégagés des rainures 13 de la collerette 12, les cla- bots 39 du manchon claveté glissant 35 pénétrent dans les encoches 13 de la collerette 12. L'arbre récepteur 4 est ainsi rendi solidaire de l'arbre moteur 2 et entrainé direc tement par cet arbre moteur. Cet entraînement se produit en laissant immobile le pignon 14, les pignons fous de l'arbre moteur 2 et l'arbre intermédiaire 3. La marche en prise di- -recte est donc silencieuse et l'on évite à ce moment l'usure des dentures.
On peut utiliser n'importe quel type de pignons sans' sortir pour cela du cadre de l'invention. Par exemple, on peut munit ce dispositif d'engrenages droits, d'engrenages
<Desc/Clms Page number 17>
hélicoïdaux ou bien d'engrenages à chevrons, ces deux der- niers types assurant une marche silencieuse aux vitesses intermédiaires.
Le dispositif de changement de vitesse conforme à la présente invention comporte aussi un dispositif destiné à per- mettre l'entraînement d'un arbre récepteur par un arbre moteur, dans un seul sens.
Ce dispositif d'entraînement est constitué de la façon suivante :
Sur l'arbre receveur 4 du dispositif de changement de vitesse (qui devient alors l'arbre moteur du dispositif d'entraînement) est clavetée une collerette femelle 40 (fig.
25 et 34 ).
Cette collerette 40 est percée d.'alvéoles 41 dexti- nées à laisser le passage aux clabots 42 d'un manchon 43 pouvant glisser sur le prolongement 44 de la collerette 40.
Ce manchon 43 peut être commandé de l'extérieur à l'ai de d'une fourchette 47.
La partie interne 45 de la collerette 40 est cylin- drique et il en est de même de sa périphérie 46.
Sur l'arbre du cardan 48 (qui constitue l'arbre récep- teur du dispositif d'entrainement) est fixée une collerette mâle 49. La fixation de cette collerette peut se faire avan tageusement à l'aide des pièces suivantes :
Une première bride 50 clavetée sur l'arbre de cardan 48 est centrée et boulonnée sur une deuxième bride 51.
Cette deuxième bride 51 est centrée et fixée sur la coller te mâle 49 à l'aide de goujons 52. Les goujons 52, ainsi que la deuxième bride 51, sont maintenus en place par une rondelle 53 et un écrou 54, lequel est vissé sur un pro- longement fileté 55 de la collerette mâle 49.
La partie de la collerette mâle 49 pénétrant à l'inté- rieur de la collerette femelle 40 comporte des rampes 56 et la périphérie 65 de cette collerette peut être filetée de
<Desc/Clms Page number 18>
manière à actionner un compteur kilométrique par exemple,.
En outre, la¯collerette mâle 49 comporte des alvéoles 70 pouvant recevoir les clabots 42 du manchon 43.
Entre la collerette mâle 49 et la collerette femelle 40 sont interposés les organes suivants :
Une cage 57 (fig. 34, 35, 36) présente sur sa périphé- rie des rampes 58 ménageant entre elles des logements 59.
Latéralement cette cage est munie de logements 60 disposés de façon radiale.
Des billes 61 sont placées dans les logements 59 de manière à se trouver entre la collerette femelle 40 et la cage 57.
Des galets 62 sont placées dans les logements 60 de manière à pouvoir se déplacer radialement entre la colleret- te femelle 40 et les rampes 56 de la collerette mâle 49.
Cet ensemble est complété par des roulements à billes; l'un d'ceux 66 sert à centrer la collerette mâle 49 sur le carter 1, l'autre 67 sert à centrer le collerette mâle 49 sur l'arbre récepteur 4 du changement de vitesse.
Enfin, un joint 68 évite les fuites d'huile.
Ce dispositif d'entrainement fonctionne de la façon suivante :
L'arbre 4 tournant suivant A-3 entraine la collerette femelle 40 ; le manchon 43 étant placé de manière que ses clabots 42 restent à l'extérieur des alvéoles 70 de la collerette mâle 49, cette collerette mâle n'est pas entrai- née par le manchon 43.
La collerette femelle 40 en tournant suivant A-4 en- traine par frottement les billes 61, qui, à leur tour, entrai nant par frottement la cage 57 et gravissent les rampes 58 de cette cage 57.
Dans son déplacement la cage 57 entraine les galets 62 et les oblige à gravir les rampes 56 de la collerette mâle 49. Les galets 62 sont ainsi contrôlés par les billes 61
<Desc/Clms Page number 19>
agissant par l'intermédiaire de la cage 57.
En gravissant les rampes 56 les galets 62 viennent se coincer entre ces rampes 56 et la partie interne 45 de la collerette femelle 40. Il y a donc entraînement de la collerette mâle 49 par la collerette femelle 40 et par sui te entraînement de l'arbre de cardan 48 par l'arbre 4.
Si l'arbre 48 tend à tourner plus vite que l'arbre 4 soit dans une descente, soit par ce que l'on ralentit le mou vement du moteur, les galets 62 et les billes 61 échappent à leurs rampes respectives en libérant la collerette mâle 49 de la collerette femelle 40.
Il y. a alors marche en roue libre.
Il est remarquer que pendant l'entraînement normal les galets 62 ne peuvent redescendre sur les rampes 56 puis- qu'ils sont constamment sollicités par les billes 61 dans le sens de la montée. On évite ainsi toutes vibrations au mo ment des reprises consécutives aux marches en roue libre.
Pour solidariser dans les deux sens l'arbre 4 et l'ar- bre de cardan 48, il suffit de déplacer le manchon 43 sui- vant A-5 de manière à engager les clabots 42 de ce manchon 43 dans les alvéoles 70 de la collerette mêle 49, Cette collerette 49 est alors solidaire dans les deux sens de la collerette femelle 40 et l'on peut se servir de la marche arrière ou bien utiliser le moteur comme frein de descentes.
Ce dispositif présente en outre tous les avantages des dispositifs d'entraînement comportant des organes d'entrai- nement dans in seul sens :
D'abord la marche en roue libre est possible à toutes les vitesses de marche avant, depuis la première vitesse jus- qu'à la prise directe. La marche en roue libre est également possible dans le cas où on utilise des changements de vitesse donnant des vitesses surmultipliées, c'est-à-dire telles que la vitesse dé l'arbre récepteur soit supérieure à celle de l'arbre moteur.
En marche normale toutes les vitesses peuvent être ob-
<Desc/Clms Page number 20>
tenues sans débrayer le moteur. Il suffit de lâcher la péda- le de l'accélérateur, l'arbre moteur 2 ralentit et l'arbre de cardan 48 se libère automatiquement de l'arbre récepteur 4. On peut à ce moment déplacer les divers manchons pour le passage aux différentes vitesses.
Le débrayage du moteur est nécessaire seulement dans les ces suivants : a) pour le démarrage de la voiture ; b) pour le passage en marche arrière ; c) pour changer de vitesse pendant les périodes où le moteur est utilisé comme frein.
Bien entendu, le dispositif d'entraînement dans un seul sens peut être placé ailleurs qu'à l'arrière de la boite de vitesses. Par exemple, le dispositif d'entrainement peut être placé à l'avant de la boite de vitesse entre cette boite et le moteur ou à l'intérieur de cette boite.
Le dispositif d'entrainement dans un seul sens ci-dessus décrit peut être également monté sur une boite de vitesses de modèle connu sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Le dispositif de changement de vitesse représenté sur les fig. de 37 à 39 est constitué de la façon suivante :
Dans un carter 1 (fig. 37) sont disposés l'arbre moteur 2, l'arbre intermédiaire ou secondaire 3 et l'arbre conduit ou récepteur 4, ces arbres étant montés respectivement dans des roulements à billes 5,6,7,8. Un roulement à billes 9 (fig. 37) sert à centrer l'arbre récepteur 4 par l'arbre mo- teur 2.
L'arbre moteur 2 porte un pignon 22 qui lui est soli- daire et trois pignons 23,24, 25 montés fous sur cet arbre, le dernier pignon 25 étant monté fou sur un prolongement 26 du pignon 24, disposition qui diminue notablement l'encom- brement axial du dispositif de changement de vitesse.
Les pignons 23,24,25 sont constamment en prise avec les pignons 28,29, 30 solidaires de l'arbre intermédiaire 3.
<Desc/Clms Page number 21>
Le pignon 32 est constamment en prise avec un pignon 14 monté fou sur une collerette 10 de l'arbre récepteur (fig. 37 sa,).
La liaison entre le pignon fou 14 et la collerette 10 de l'arbre récepteur 4 est assurée par un dispositif à cage 57, billes 61 et galets 62, dispositif conforme à celui déjà décrit précédemment.
Sur l'arbre moteur 2 sont montés des manchons clavetés glissants 34,35. Le manchon 34 permet de solidariser l'ar- bre moteur soit avec le pignon 23, soit avec le pignon 24, à l'aide de clabots 36, 37 symétriques.
Le manchon 35 comporte du clé de l'arbre moteur 2 des clabots 38 permettant de solidariser l'arbre moteur avec le pignon 25.
D'autre part, le manchon 35 comporte du côté de l'ar- bre récepteur des clabots 39 pouvant s'engager dans des rai- nures 11 du pignon fou 14.
Le pignon fou 14 comporte encore un prolongement cylin- drique 15 sur lequel coulisse un manchon verrou 40 soli- daire en rotation du pignon 14 par l'intermédiaire de clabots 401, qui coulissent dans des rainures longitudinales 141 du pignon 14.
D'autre part, le manchon verrou 40 est relié à l'arbre récepteur 4, de la manière suivante :
Lorsque ce manchon verrou 40 occupe la position repré- sentée sur la fig.37, des clabots 401 se trouvent logés dans une gorge 41 ménagée dans l'arbre récepteur 4, de telle sor- te que ce manchon 40 est indépendant de cet arbre récepteur.
Par contre, lorsque le manchon verrou 40 coulisse sui- vant la flèche A2, les clabots 401 s'engagent dans les cré- neaux 42 de la collerette 85 de l'arbre récepteur 4, ce , qui rend alors solidaire cet arbre récepteur, le manchon verrou 40 et le pignon 14.
Le dispositif ci-dessus décrit fonctionne de la façon
<Desc/Clms Page number 22>
suivante :
L'arbre moteur 2 tournant sous l'action du moteur et les manchons clavetés glissants 34,35 qui lui sont solidai- res étant dans la position représentée sur la fig. 37, les pignons 23,24,25 resteront fixes; seul le pignon 22 solidai re de l'arbre moteur 2 tournera avec cet arbre. Il en résul te que l'arbre intermédiaire 3 et l'arbre conduit 4 se-o ront immobiles, ainsi que le pignon 14.
En déplaçant le manchon claveté glissant 34 suivant A1 on solidarise le pignon 23 avec l'arbre moteur 2, ce qui provoque l'entraînement de l'arbre secondaire 3 et par suite l'entraînement du pignon fou 14 par l'intermédiaire du pignon 32.
Le pignon 14 se mettant à tourner dans le sens de
1 F (fig. 38) entraine dans son mouvement de rotation les billes 61 qui entrainent elles aussi la cage 57 et les ga- lets 62 et les coince entre sa périphérie intérieure et 1 les rampee 72 de la collerette 10.
Il y .a donc entraînement de l'arbre récepteur 4. On obtient ainsi la marche à la première vitesse.
La liaison enre l'arbre récepteur 4 et le pignon 14 par l'intermédiaire des billes 61 et des galets 62 n'a lieu que dans un sens ; effet, si. par exemple, le moteur ra- lentit et prend une vitesse telle que la vitesse du pignon 14 devienne inférieure . la vitesse de l'arbre récepteur 4, entrainé par le mouvement de la voiture, les galets 62 et les billes échappent à leurs rampes ce qui supprime le coin- cement de ces galets 62 entre les rampes 72 et la périphé rie intérieure du pignon 14.
A ce moment, la voiture roule en "roue libre".
La marche à la deuxième vitesse s'obtient en déplaçant le manchon claveté glissant 34 suivant A2, ce qui libère le pignon 23 de l'arbre moteur 2 et solidarise le pignon 24 et l'arbre 2. L'entrainement de l'arbre récepteur 4 se
<Desc/Clms Page number 23>
fait alors par l'intermédiaire des pignons 29,32, 14 et des galets 62.
La marche la troisième vitesse s'obtient en ramenant le manchon claveté glissant 34 à sa position initiale pour libérer le pignon 24 et en déplaçant le manchon claveté glis- sant 35 suivant A1, ce qui solidarise le pignon 25 et l'arbre moteur 2. L'entraînement de l'arbre récepteur 4 se fait de la même manière que pour la première et la deuxième vitesse, mais mar l'intermédiaire des pignons 30,32,14.
Pour obtenir la marche en prise directe on déplace le manchon 35 suivant A2. A ce moment les clabots 39 de ce manchon 36 viennent en prise avec les rainures 11 du pignon fou 14 lequel se trouve alors directement entrainé par l'arbre moteur 2.
Ainsi qu'il a été expliqué précédemment le pignon 14 entraine dans un seul sens l'arbre récepteur 4 par l'inter- médiaire de sa collerette 10 et des organes d'entraînement 62.
Donc, pour toutes les vitesses intermédiaires (1 , 2 ; 3 , ainsi que pour la prise directe) la liaison entre l'ar- bre récepteur 4 et le pignon 14 n'a lieu que dans un seul sens, ainsi qu'il a été expliqué pour la marche en première vitesse.
Dans tous les cas, la voiture peut marcher en roae libre Cependant, il peut être avantageux d'assurer la liaison dans les deux sens entre l'arbre récepteur 4 et le pignon 14, liaison qui 'est d'ailleurs indispensable pour assurer la marche arrière.
Pour obtenir cette liaison dans les deux sens, on opère de la façon suivante :
On déplace le manchon verrou 40 suivant A , de maniè- re à solidariser l'arbre récepteur 4 et le pignon 14 com me il a été expliqué précédemment.
Cet arbre récepteur 4 est alors entrainé directement
<Desc/Clms Page number 24>
par le pignon 14, et on réalise ainsi l'entraînement dans les deux sens de l'arbre récepteur 4 par le pignon 14.
Etant donné que le pignon 14 assure la transmission du mouvement pour toutes les vitesses, on peut obtenir la liaison dans les deux sens entre l'arbre récepteur et l'ar- bre moteur à toutes les vitesses y compris la prise directe.
On peut donc utiliser le moteur comme frein pendant la marche aux vitesses intermédiaires et pendant la marche en prise directe.
Il est à remarquer qu'en marche normale, toutes les vitesses peuvent être obtenues sans débrayer le moteur; il suffit de lâcher la pédale de l'accélérateur. L'arbre moteur 2 ralentit et grâce au fonctionnement des organes d'entrai- nement 62, l'arbre récepteur 4 se libère automatiquement du pignon 14, comme expliqué ci-dessus.
Cette particularité est intéressante lorsqu'on aborde une côte, car on peut passer d'une vitesse donnée à une vites se inférieure sans risquer de laisser perdre de la vitesse à la voiture.
On est obligé de débrayer seulement dans les cas sui vants
1 ) pour le démarrage de àa voiture;-
2 pour le passage en marche arrière; pour utiliser le moteur comme frein.
Le dispositif représenté à titre d'exemple sur les fig. de 40 à 43 est constitué de'la même manière que le précédent, sauf en ce qui concerne la liaison entre le pignon fou 14 et l'arbre récepteur 4. Toutefois, dans ce dispositif, une chemise 75, montée folle sur l'arbre récepteur 4 est inter- posée entre cet arbre récepteur et le pignon fou 14 de maniè re à tourner librement à l'intérieur de ce pignon fou 14.
Les organes d'entraînement tels que galets 62 sont à leur tour interposés entre la périphérie intérieure de la chemise 75 et la collerette 10 de l'arbre récepteur comme précédemment. Les galets 62 prennent appui sur des rampes 72
<Desc/Clms Page number 25>
de la collerette 10 de l'arbre réepteur 4.
Les clabots 39 du manchon 35 pouvant pénétrer dans des rainures 79 de la chemise 75 (fig. 40 et 41), de fa- çon à le rendre solidaire de la chemise 75.
Le pignon fou 14 est solidaire en rotation seulement d'un verrou 76 dont les clabots 77 sont engages dans mor- taises 78 de la chemise 75(fig.41 et 42) de façon à rendre solidaires le pignon fou 14 et la chemise 75.
Enfin un manchon verrou 80 analogue au manchon verrou 40 du dispositif précédent sert à rendre solidaire l'arbre réqepteur 4 et la chemise 75 par déplacement à fond sui- vant A2 de ce manchon verrou 80.
Dans le dispositif des figures de 40 à 43 la marche aux vitesses intermédiaires (1 ,2 , et 3 vitesse) s'obtient comme précédemment par l'intermédiaire du pignon fou 14 le- quel est entrainé par le p ignon 32.
Pour cela, 11a chemise 75 et le pignon fou 14 sont ren- dus constamment solidaires par le manchon 76; ce manchon 76 est d'ailleurs mobile en même temps que le manchon 35. Le pignon 14 entraine alors dans sa rotation la chemise 75 qui entraine à son tour les galets 62 et les coince entre sa périphérie intérieure et les rampes 72 de la collerette 10, comme il a été déjà expliqué à l'aide de la fig. 37. il y a donc entraînement dans un seul sens de l'arbre récepteur 4 par l'arbre moteur 2.
Pour la marche en prise directe, on fait coulisser le manchon 35 suivant A2. Le manchon 76 participe à ce mou- vement de coulissement.
Le déplacement des manchons 35 et 76 suivant A 2 en- traine d'une part la pénétration des clabots 39 du manchon 35 dans les rainures 79 de la chemise 75 et d'autre part, la libération de la chemise 75 par rapport au pignon fou 14.
Il y a alors entrainement dé l'arbre récepteur par l'àr- bre moteur à l'aide de la chemise 75 et des organes d'en-
EMI25.1
traînement 62, aÔ.,4±'
<Desc/Clms Page number 26>
L'entraînement de l'arbre récepteur par l'arbre moteur se fait donc dans un seul sens et la marche de la voiture en roue libre est possible. orsqu'on veut assurer la liaison dans les deux sens entre l'arbre récepteur et l'arbre moteur; il suffit de pous- ser à fond suivant A2 le manchon 80. Cette manoeuvre rend l'arbre récepteur 4 et la chemise 75 solidaires comme il a été expliqué dans le cas de la f ig. 37.
On peut alors utiliser la voiture comme frein à toutes les vitesses y compris la prise directe puisque dans tous les cas la liaison entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur s'effectue par l'intermédiaire de la chemise 75.
Dans cette marche en prise directe, aucune des oues d'engrenage, excepté le pigribn 22, ne tourne, ce qui évite toute usure inutile de ces engrenages ainsi que le bruit qu' ils occasionnent.
Le rayon R1 des rampes 72 est égal au rayon R2 de la cage d'entraînement constituée par la périphérie intérieu re de la chemise 75. On assure ainsi dans les meilleures conditions possibles le coincement des galets d'entrainement 69 et par suite l'entraînement rationnel de l'arbre récep- teur 4 par l'arbre moteur 2.
Les exemples représentés par les planches de dessin ne sont nullement limitatifs, ils n'ont d'autre but que d'indi- quer schématiquement quelques unes des réalisations principal les données étant entendu que la réalisation de l'invention peut varier dans tous ses détails formes dimensions suivant
EMI26.1
les nécessités des applications de n3ne,.les rampes de la ca- (. 430. 4t- ge d'entraînement des galets peuvent être internes a ce t cage d'entraînement au lieu d'être externes comme le repré- sente la figure 35 de même les billes utilisées pour le coincement de cette cage peuvent être à volonté remplacées par des petits galets