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Dispositif de commande , spécialement applicable aux véhicules à moteur roulant sur rails .
L'invention a spécialement pour objet un dispositif de commande pour véhicules roulant sur rails et utilisant un change- ment de vitesse dont les roues dentées sont constamment en prise et dans lequel on aménage pour chacune des paires de roues dentées , en plus du couple de roues dentées effectuant la transmission cons- tante un dispositif à boue libre qui a pour objet de permettre lors du passage d'un degré de vitesse à un autre le doublement dans le sens de l'entraînement .
Une caractéristique essentielle de l'invention consiste en ce qu'on utilise pour les éléments de mise en prise du change- ment de vitesse ,savoir pour les roues dentées ,des embrayages à griffes composée,' de moitiés cédant élastiquement l'une par rapport à l'autre lors de leurs déplacement et dans lesquelles les surfaces à griffes se faisant face dans le sens axial sont chanfreinées de sorte que lors du rapprochement mutuel des dites moitiés il se produit d'abord un refoulement réciproque des couronnes dentées d' embrayage jusqu'à ce que les vitesses des deux organes coopérants deviennent pratiquement égales , la liaison définitive par embraya-
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ge s'effectuant ensuite sous l'influence de ressorts .
Grâce à cette construction du changement de vitesse exécutée suivant le principe de l'invention ,on obtient une exécution parfaite de la manoeuvre du passage des différentes vitesses sans produire aucun choc .
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que le frein aménagé pour actionner les organes d'embrayage montés à l'intérieur de la boîte et les organes de manoeuvre d'un frein faisant partie du moteur ou situé sur l'arbre raccordé à l'ar bre du moteur ainsi qu'éventuellement ou nécessairement les organes de manoeuvre du train d'engrenage à renversement de marche placé sur l'arbre de commande du véhicule sont construits de telle sorte qu'une coopération des organes de manoeuvre soit possible à des mo- ments appropriés afin de faciliter la manoeuvre totale du véhicule étant donné que le conducteur n'a plus besoin d'opérer certaines manipulations qu'il devrait exécuter dans d'autres conditions .
Suivant l'invention , grâce à la construction et aux dis- positions spéciales prises , om a obtenu que la manipulation des divers leviers de commande se fasse en concordance avec le mode de commande envisagé , par expl. dans 1- même sens que celui de la mar- che du véhicule .
Fig. 1 montre dans une forme d'exécution , le montage de certains éléments du dispositif de commande ; Fig. 2 montre le changement de vitesse en coupe verticale ; Figl 2a représente une coupe suivant la ligne "II-II ( fige 2 ) ; Fig. 3 montre certains détails du changement de vitesse dans une coupe longitudinale horizontale ; Fig. 4 représente à titre complémentaire de la fige 1 la vue de face des organes de commande ; Fig. 5 , 6 , 7 et 8 montrent schématiquement les différences posi- tions des organes de commande ; Fig. 9 et 10 montrent schémaiquement les vues latérales et de faee d'une autre forme d'exécution des organes de commande ; Fig. Il,12,13,14 représentent schématiquement le mode de commande
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possible suivant cette forme d'exécution .
A l'arbre moteur est relié un arbre se composant de préfé- rence de deux tronçons réunis d'une manière mobile en introduisant l'extrémité libre du bout de l'arbre 1 dans un manchon placé dans l'axe de l'arbre 2 .Le montage en deux pièces a été choisi dans l'occurence pour qu'il existe une certaine souplesse entre l'arbre moteur et le changement de vitesse afin que les mouvements de gau- chissement internes du véhicule n'agissent pas d'une manière défavo- rable sur l'ensemble du mécanisme de commande .
L'extrémité de l'ar- bre 1 est garnie de saillies 3 dont le sommet a été arrondi légère- ment dans le sens de l'axe . on introduit ces saillies avec jeu dans les rainures 4 de l'organe complémentaire de sorte que la posi- tion angulaire du tronçon d'arbre 1 peut varier quelque peu par le fait des changements de position qui se produisent entre lui et la bolte de vitesse proprement dite 5 ce qui assure une certaine mobi- lité .
Le tronçon d'arbre 2 est monté à l'intérieur de la boite
5 , à son extrémité extérieure est fixé par l'intermédiaire de cla- vettes 6 le tambour de freinage 7 avec son ruban 8 dont l'une des extrémités est attachée à un boulon fixé tandis que l'extrémité op- posée est munie d'une partie saillante 9 sur laquelle peut agir le levier de freinage 10 ( fig. 1 ) .
Le mécanisme de freinage peut adopter diverses formes d' exécution de même que son application peut varier à volonté . Il peut par expl. être appliqué dans le cas où entre le moteur et le moteur changement de vitesse il existe un embrayage/normal , par expl. un embrayage à volant ou encore un embrayage à liquide participant à la rotation .Il est encore possible de monter le dispositif de freinage en un autre endroit approprié ou de modifier les freins exis- tants d'une manière spéciale afin de pouvoir les actionner momenta- nément suivant l'invention d'une manière connexe .
Sur la partie 1 de l'arbre moteur est clavetée à l'inté- rieur de la boite 5 une roue dentée 12 engrenant constamment avec la roue 13, fixe sur l'arbre de renvoi 14 . Ce dernier porte enco-
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re la roue 15 engrenant avec la roue dentée 16 . Oelle-ci est mon- tée sur l'arbre 19 du changement de vitesse, par l'entremise d'un dispositif à roue libre 17 , 18 monté de telle manière que sa partie intérieure 18 est clavetée sur le dit arbre . L'arbre 19 est géné- ralement séparé du tronçon d'arbre 2 mais il peut aussi lui être relié . l'embrayage comporte d'une part les griffes 1 2 de la roue dentée 12 et d'autre part les griffes 20' du manchon 20 tournant sur l'arbre 19 tout en pouvant s'y déplacer longitudinalement .
L' arbre 19 et le manchon sont garnis à cette fin , de la manière con- nue , de rainures et de nervures appropriées .
L'arbre 19 porte en plus , et ce en utilisant les disposi- tifs à roue libre 21,22,23,24 les roues dentées 25 ,26. La partie intérieure 22 du dispositif à roue libre appartenant à la roue den- tée 25 tourne folle sur l'arbre 19 tandis que la partie intérieure 24 du dispositif à roue libre faisant partie de la roue dentée 26 est fixe sur l'arbre 19 . La roue dentée 25 ,savoir sa partie intérieu- re 22 faisant office de roue libre peut être embrayée avec l'arbre 19 et ce par l'entremise de griffes 22' de l'organe 22 et des grif- fes 27' d'un manchon 27 tournant avec l'arbre 19 et susceptible d'y glisser par l'entremise de rainures et de clavettes .
Les deux roues dentées 26 et 25 engrènent avec deux autresroues dentées complé- mentaires 29 ,30 clavetées sur un arbre 28 du changement de vites- se Sur le dit arbre est claveté le pignon conique 28' avec lequel engrènent les deux pignons d'angle 31 et 32 . Ceux-oi tournent fous sur l'arbre 33 ; un embrayage à action alternative permet suivant le besoin ,d'effectuer la liaison de l'un ou l'autre pignon d'angle ( 31 , 32 ) avec l'arbre 33 . L'embrayage à action alternative est construit de telle sorte que les roues 31 et 32 por- tent chacune la moitié d'un embrayage à griffes 31' , 32'entre les- quelles on peut déplacer longitudinalement un manchon 34 à double rangée de griffes 35 , 38 .Le manchon ne peut pas tourner sur l'ar- bre 33 mais il peut être déplacé longitudinalement .
Sa commande se fait par l'entremise d'un levier 37 ( fig. 3 ) .
Le changement de vitesse décrit ci-dessus permet de pro-
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duire 4 vitesses . La première vitesse est d'ordinaire la plus uti- lisée . Elle est réalisée en partant de l'arbre 2 et en passant par les roues dentées 12 , 13 , l'arbre de renvoi 14 , les roues dentées 15 et 16 ;l'arbre 19 et enfin par les roues dentées 26 et 30 pour transférer la rotation à l'arbre 28 et finalement à l'arbre 33 .
La deuxième vitesse est réalisée en partant de nouveau de l'arbre 2 pour se transmettre aux arbres 28 ou 33 en passant par les roues 12 , 13 , l'arbre de renvoi 14 , les roues dentées 15 et 16, l'arbre 19 et les roues dentées 25 et 29 .
En passant de la première vitesse à la seconde le disposi- tif à roue libre 31 , 22 double le dispositif à roue libre 23 , 24 appartenant à la roue dehtée 26 de sorte que les roues 26 , 30 ne participent pas au transfert de la force mais elles tournent folles, en roue libre .
Pour produire la troisième vitesse , on déplace après avoir séparé les' organes 22 , 27 , le manohon d'embrayage 20 vers la gau- che du dessin' de sorte que les deux moitiés 12',20' viennent en prise .On réalise donc un embrayage direct entre les arbres 2 et 19 et ce dernier commande alors par les roues dentées 26 et 30 les arbres 28 et 33 . Aussitôt que la troisième vitesse est réalisée , l'arbre 19 double la roue dentée 16 de sorte que celle-ci tourne folle .
Pour passer en quatrième vitesse , les manoeuvres sont les suivantes : l'embrayage étant maintenu entre 12' et 20' , la comman- de directe de 2 vers 19 se produit toujours , mais en raison du dé- placement du manchon d'embrayage 27 vers la gauche du dessin et de la liaison des griffes 22' et 27' la transmission aux arbres 28 et 33 s'effectue en passant par les roues dentées 25 et 29 . La roue 25 étant alors en prise avec l'arbre 19 , son dispositif à roue libre 21 , 22 double alors celui de la roue dentée 26 qui devient inopérante .
Les moitiés d'embrayage 12' 20' et 22' ,27' sont munies de griffes à refoulement , c'est à dire que les faces opposées des griffes sont inclinées de telle sorte que les moitiés d'embrayages
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se refoulent aussi longtemps que leurs vitesses de rotation respec- tives ne sont pas pratiquement égales ou suffisamment rapprochées .
Les moitiés des deux embrayages mobiles à griffes se trou- vent sous l'influence de ressorts qui produisent automatiquement l' embrayage définitif à l'instant approprié .On intercale ces ressorts dans le jeu des tiges servant à actionner les manchons d'embrayages.
Pour le déplacement du manchon 20(fig.l,2 et 4) on utilise le levier 40 tournant sur l'axe 41 , sur lequel est fixé un second levier 42 auquel est articulé une tige 43 qui porte un ressort 44 .Cette tige est reliée au levier de commande 45 . Le manchon à griffes 27 est actionné par un levier 46 placé sur l'axe 47 dont le second levier 48 est relié par l'entremise de la tige 49 à ressort 50 au levier de commande 51 ( fige 1 ,2 et 4 ) .
Le raccordement des différentes tiges aux leviers de com- mande est représenté à la fig. 1 . Comme il ressort de l'examen de cette figure , le levier 10 du frein , oscillant sur l'axe 52 , est raccordé par l'intermédiaire d'un levier 58 et d'une tige 54 au le- vier 55 de l'arbre de freinage 56 . Sur ce dernier est fixé la pé- dale 57 dont l'action n'est cependant nécessaire que lors du démar- rage du véhicule ou lors d'un changement du sens de marche de la voiture . Afin de pouvoir actionner desmodromiquement le frein pla- cé sur l'arbre 2 en concordance avec les prises respectives du chan- gement de vitesse et au moment opportun , on aménage sur l'arbre 56 un second levier 58 dont le galet 59 s 'appuie sur les cames 80 , 60' (fig . 1 et 4 ) .
Chacune d'elles est reliée individuellement aux leviers pour la commande des vitesses 45 , 51 et elles sont placées sur leurs axes respectifs 61 , 62 disposés concentriquement dont l'un est logé dans le creux de l'autre .
Entre les deux leviers 45 et 51 pour la botte de vitesse est placé le levier de commande 63 au bras le plus court 63' du- quel est attelée la tige 64 reliée au levier 37 actionnant l'embra- yage à action alternative placé sur l'arbre 33 ( fige 1 , 3 et 4 ) .
Cette tige contient un dispositif à ressort 64' .
A la fige 1 les lignes en treits continue représentent @
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les leviers de commande 45 ,51 et leurs timoneries dans les posi- tions qui correspondent à la première vitesse mise en prise dans le changement de vitesse représenté à la fig. 2 . Le levier 63 agis- sant sur le changement de marche se trouve dans la même position que le levier de prise de vitesse . Cette position du levier 63 corres- pond à la marche arrière . Dans la boite de vitesse les embrayages
12' , 20 ' ainsi que 22',27' se trouvent hors prise .
,Dans la fig. 1 la position des leviers de commande de vi- tesse 45 , 51 correspondant à la première vitesse est désignée par
I. La position arrière du'levier de renversement de marche 63 est désignée par R. Les autres positions des leviers sont représentées en traits mixtes et les deux leviers pour la prise de vitesse 45 ,
51 occupent tous les deux la position IV , lorsque la quatrième vitesse est en prise . Lorsqu'on amène les deux leviers dans la di- reotion de la flèche au delà de la position IV , ils se placent fi- nalement dans la position B . Sur le parcours de la position IV vers la position B on actionne le frein 8 , 9 placé sur l'arbre 2 ( fig. 2).
Le freinage du tronçon d'arbre 2 pendant le déplacement du levier de prise de vitesse de la position IV vers celle B commen- ce aussitôt que les embrayages 12', 20',22', 27' se trouvent dans la position dite " position de refoulement " ; dès que le tron- çon d'arbre 2 a suffisamment diminué son nombre de tours , l'action des ressorts 44 et 50 produit l'accouplement définitif des embraya- ges susmentionnés et partant la mise en prise de la quatrième vites- se .
Aussitôt que la quatrième vitesse est en prise , les leviers 45 , 51 peuvent être ramenés de la position B dans celle IV . En a- vançant ces leviers 45 , 51 un à un ou ensemble de la position IV dans la position I aucun freinage n'a lieu .
Selon l'action sur l'un des leviers 45 , 51 seulement dans 'l'une ou dans l'autre direction il est possible de mettre en prise suivant les besoins la deuxième ou la troisième vitesse .
En regardant de dessus lesdits leviers , on constate les
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positions représentées aux figs. 5 à 8 qui correspondent aux quatre vitesses .
Fig. 5 représente la position pour la première vitesse ( I )
Fig. 6 représente la position pour la seconde vitesse ( II)
Fig. 7 représente la position pour la troisième vitesse (III)
Fig. 8 représente la position pour la quatrième vitesse ( IV)
Le levier de renversement de marche 63 occupe la position
St lorsque l'arbre 33 n;est pas mû par l'arbre 28 de sorte que le véhicule se trouve à l'arrêt . Lorsque la voiture avance ledit le- vier se trouve dans la position V .
La disposition des leviers de mise en prise 45 , 51 et du levier de renversement de marche 63 suivant l'invention est tel @ que le conducteur ait toujours devant lui un schéma de changement de vitesse bien net qui s'imprime facilement à la mémoire .
Le changement de vitesse n'exige donc aucune attention spé- cialeet tout danger d'une fausse manoeuvre en changeant de vitesse est évité .
Fig. 9 et 10 montrent schématiquement une disposition modifiée,des leviers de mise en prise et de la timonerie raccordée et cel- le du frein .
Dans cette forme d'exécution les leviers de mise en prise peuvent être déplacés dans le sens voulu en s'accordant avec le sens de marche de la voiture . Les extrémités antérieures des tiges 43 et 49 régissant les embrayages de changement de vitesse sont arti- culées à des manivelles 65;reliées mécaniquement aux axes des leviers
45 , 51 par l'entremise des roues dentées 66 , 67 et 68 , 69
Les manivelles 65 dont les positions au point mort sont utilisées à titre de positions médianes permettent la manoeuvre des leviers de commande dans les deux sens de marche . Le frein 8 , 9 placé sur l'arbre 2 est actionné par l'intermédiaire de câmes ( cames excentrées ou ovoidales ) fixées sur les axes 65' de chacune des manivelles
65 , et qui s'appuient contre les bras 71 de l'arbre de freinage 72.
Ces bras 71 peuvent être munis de galets spéciaux 73 . A l'un de ces bras 71 est articulée la tige 54 reliée au levier du frein .
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Fig. 9,représente différentes positions des leviers de mise en pri- se .
Tout comme à la fig. 1 , se référant aux différentes po- sillons des leviers de mise en prise , les positions V et R désignent respectivement les marches avant et arrière et B les positions de freinage des leviers respectifs après avoir dépassé d'une certaine distance leurs positions finales . Dans la présente forme d'exécu. tion utilisant des manivelles et des cames , il est possible de réa= liser une action connexe du frein dans les deux sens de déplacement.
On peut en plus réaliser une certaine commande connexe de l'engrenage à renversement de l'arbre 33 par un raccordement appro- prié aux leviers de mise en prise 45 , 51 , par expl. par l'entre- mise de barres 75 munies sur une certaine longueur de mortaises dans lesquelles s'engagent les tenons 76' du levier 76 tournant sur l' axe 77 . A l'un des bras du levier 76 est reliée la tige 64 dont l' extrémité opposée est articulée au levier 37 de l'engrenage de ren- versement de marche . Dans la tige se trouve intercalé un dispositif à ressort 64' . Le second bras du levier 76 est relié par lentremi- se du tirant 78 au levier de renversement de marche 63 .
Lorsqu'une vitesse est en prise -les deux leviers 45 , 51 restant dans ce cas dans la position extrème droite montrée en'traits pleins on peut , afin d'interrompre la commande de l'arbre 33 , déplacer d'une manière appropriée le levier de renversement de mar- che 63 seul . Grâce au guidage particulier prévu dans la tige 75 il est possible de déplacer le levier de renversement de marche d'une certaine distance lorsque les leviers de mise en prise 45 , 51 occu- pent encore d'autres positions .
Grâce à cette disposition réciproque spéciale des leviers il est possible de réaliser les mises en prise tant pour la marche avant que pour la marche arrière ,comme l'indiquent les fig. Il , 12 , 13 et 14 .