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Changement de vitesse automatique pour transmission de mouvement à vitesse variable.
Le changement de vitesse automatique objet de la présente invention peut âtre utilisé dans diverses apli- cations industrielles, mais il est principalement destiné à remplacer les boites de vitesse actuellement utilisées dans les automobiles et autres véhicules.
Ce changement de vitesse automatique qui a pour but, à partir d'un arbre moteur à couple constant, de transmettre à un arbre soumis à une résistance variable une puissance proportionnelle à la résistance à vaincre, est essentiellement constitué de la manière suivante :
Les arbres moteur et résistant, co-axiaux, portent respectivement des couronnes dentées avec lesquelles @ @ @ CES tenons couplés pouvant évoluer
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autour de l'axe des deux arbres grâce à des liaisons radia- les .
Dans le dessin annexé à titre d'exemple seulement:
La fig.l représente schématiquement une forme de réalisation de l'invention.
La fig.2 représente une deuxième forme d'exécu- tion.
Le changement de vitesse selon l'invention comprend un arbre moteur 1 et un arbre récepteur 2, co-axiaux, Sur l'arbre moteur 1 est fixée, par tous moyens appropriés, une roue dentée 3 sur laquelle s'exerce le couple moteur et sur l'arbre récepteur une roue 4 à denture intérieure ou extérieure suivant la position occupée par l'arbre récepteur.
Sur cette roue s'exerce un couple résistant.
Chaque arbre tourne dans des paliers tels que 5,6, solidaires d'un bâti. Autour de l'axe x-y peut se déplacer angulairement l'arbre 8, parallèle aux arbres 1,2 et porté par les bras 7. Sur cet arbre est disposé un ou plusieurs différentiels comprenant un pignon 9 pn prise avec la roue 3, dont le moyeu 10 porte un pignon conique 11, entraînant par un pignon intermédiaire 12 et en sens inverse, un pignon similaire 13 fixé sur le moyeu 14 d'un pignon 15 en prise avec la denture intérieure de la roue 4. Lorsque le rapport de transmission des pignons Il,12,13 est égal à 1, les pignons 9,15 ont même diamètre. Mais on peut aussi utiliser des pignons 9 et 15 de diamètres différents, à condition de donner alors aux pignons 11,12,13 un rapport de transmission tel que les pignons 9 et 15 tournant toujours avec la même vitesse circonférentielle.
Lorsque plusieurs différentiels seront disposés autour de l'axe x-y, ils seront placés suivant leur nombre à 90 , 120 ou 180 l'un de l'autre.
Dans la figure 1, on a supposé le différentiel
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fixe par rapport à l'axe x-y. Dans ce cas, le sens de rota- tion des organes est celui indiqué par les différentes flèc
Si le change Tant: de vitesse automatique fonçai ne sous un régime constant, sans tenir compte des résistanc passives, que la roue 3 soit soumise aux efforts d'un coupl moteur c et la roue 4 à ceux d'un couple résistant c' et qu l'effort tangentiel P exercé par le couple moteur c soit égal à l'effort tangentiel P' exercé par le couple résistan c', les forces extérieures appliquées en P,P' agissent sur les pignons 9,15, comme l'indique le dessin.
Les forces éga les P et P' produisent 1 ) deux couples égaux, l'un moteur, l'autre résistant,appliqués aux roues 15 et 9 et 2 ) deux forces égales et opposées, appliquées en deux points de l'axe x'-y'. La résultante de ces forces étant nulle, son moment par rapport à l'axe x-y sera nul et l'ensemble des pignons 9,11,12,13 et 15, ne tournera pas autour de l'axe x Tout le mouvement sera transmis de l'arbre moteur à l'arbre récepteur par l'intermédiaire des pignons 9 et 15. La vites de la roue 4 (si # est la vitesse angulaire de la roue 3) sera : #' =- #. r.
R
Si l'effort tangentiel moteur P reste constant et que l'effort tangentiel résistant P' diminue, la résulta te des forces P,P' ne sera plus nulle. L'ensemble du diffé- rentiel constitué par les pignons 9,11,12,13 et 15 sera sou mis à un couple moteur ayant même sens que celui de la rota tion de la roue 3 et prendra une vitesse angulaire [alpha] autou de l'axe x-y. Le mouvement de la roue 4 sera dû : 1 ) à un mouvement d'entraînement produit par la rotation du diffé- rentiel autour de l'axe x-y, de même vitesse angulaire/et, 2 ) le différentiel étant supposé fixe, à un mouvement dû à la rotation des pignons 9,15. La roue 3 attaquera dans ce second mouvement le pignon 9 avec une titesse angulaire
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(LL'-') T cu r = C. f ( w -C, r de sorte que la vitesse de rotation de la roue 4 augmentera.
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La vitesse angulaireCz/prise par l'ensemble du différentiel 9,11,12,13,15 devient automatiquement telle que la puissance motrice c # soit égale à la puissance résistan- te c' #' ou : Pr # = P'R #'.
Plus la force résistante P' diminue, plus la vi- tesse [alpha] prise par l'ensemble du différentiel augmente et la partie du mouvement transmise par l'ensemble des pignons 9,11 12,13 et 15 devient de plus en plus faible. Lorsque le couple moteur Pr sera égal au couple résistant P'R, le différentiel et la roue 4 tourneront à la même vitesse angulaire que l'arbre moteur, les pignons 9,11,12,13 et 15 restant fixes sur leurs axes, tout en tournant avec la vitesse [alpha] = # autour de l'axe principal x-y ; la prise directe sera.ainsi réalisée.
La roue 4 peut donc prendre, automatiquement, une vitesse comprise entre les deux vitesses #et #, r,
R cela par la seule relativité des efforts moteur et résistant.
Lorsque l'effort tangentiel résistant P; devient plus grand que l'effort tangentiel moteur P, 11 ensemble des pignons satellites 9,11,12,13,15 peut prendre une vitesse angulaire négative -[alpha] (en sens inverse de la rotation de l'arbre moteur) de sorte que le rapport de transmission de- vienne inférieur à r et prenne toujours automatiquement une
R valeur pour laquelle il yait égalité entre la puissance four- nie et la puissance absorbée.
Le démarrage d'une voiture équipée avec un chan- gement de vitesse selon la présente invention peut s'effec- tuer à l'aide d'un embrayage à friction, à la manière usuelle
Quand on veut empêcher l'ensemble des pignons satellites 9,11,12,13,15 de tourner en sens inverse de la rotation de l'arbre moteur, on peut munir le support de ces
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pignons satellites d'un dispositif approprié (par exemple d'un système à cliquet ou à roue libre) qui lui permet de tourner seulement dans le même sens que l'arbre moteur.
On peut également obtenir une multiplication au lieu d'une démultiplication de vitesse en appliquant l'effort moteur sur l'arbre 2 et en utilisant l'arbre 1 comme arbre récepteur.
Dans la deuxième forme d'exécution représentée à la figure 2, les pignons 9 et 15 engrenant avec les couronnes dentées 3 et 4, au lieu d'être montés sur le même axe, sont montés sur des axes différents maintenus à écartement constant entre eux et avec l'axe x-y par tout moyen approprié.
Le changement de vitesse automatique montré à la figure 2 comporte un arbre moteur 1 et un arbre récepteur 2, ces arbres étant co-axiaux. Sur l'arbre 1 est fixée une roue dentée 3 sur laquelle s'exerce le coupa moteur, et sur l'arbre 2 une couronne 4 à denture intérieure par exemple sur laquelle s'exerce le couple résistant.
Ces arbres tournent dans des paliers 5,6 munis de bras égaux 16,17, portant des paliers 18,19 maintenus à éoartement constant par des entretoises 20.
Dans les paliers 18 est disposé un arbre 21 sur lequel sont fixés, par tout moyen approprié, des pignons dentées 9,22. Le pignon 9 engrène avec la roue dentée 3 tandis que le pignon 22 engrène avec un pignon similaire 23, fixé sur un arbre 24 disposé dans les paliers 19. Cet arbre porte également un second pignon 15 en prise avec la denture de la couronne 4 de l'arbre résistant 2.
Le fonctionnement du dispositif montré à la figu. re 2 est semblable à celui de la figure 1, les pignons 22,23 remplaçant les pignons Il,12 et 13.
Les axes parallèles 21,24 supportant les pignons couplés Q 15 nourront être disposés à des distances inégales
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de l'axe des arbres moteur et résistant et dans ce cas, ces pignons 9 et 15 pourront, par exemple, engrener directement.
Dans les deux formes de réalisation, les pignons 9,15 pourront avoir des diamètres différents à condition que leurs vitesses circonférentielles soient égales.
Pour l'obtention de grandes démultiplications, on pourra monter en cascade plusieurs dispositifs selon l'invention, l'arbre récepteur de l'un constituant l'arbre moteur du suivant.
- REVENDICATIONS -
1- Changement de vitesse à rapport de transmission variant automatiquement, caractérisé en ce que les arbres moteur (1) et résistant (2), co-axiaux, portent respec- tivement des couronnes dentées (3,4) avec lesquelles engrènent des pignons (9,15) couplés entre eux et pouvant évoluer autour de l'axe des deux arbres grâce à des liaisons radiales,
2- Changement de vitesse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couronnes dentées (3,4) ont des diamètres différents l'un de l'autre et que les pignons (9,15) sont couplés l'un à l'autre de manière à tourner avec la même vitesse circonférentielle et à entraîner l'arbre résistant dans le même sens de rotation que l'arbre moteur.
3- Changement de vitesse suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'une des couronnes (3) comporte une denture extérieure et l'autre (4) une denture intérieure, les pignons (9,15) engrenant dans ces couronnes étant couplés par un engrenage (11,12,13) renversant le sens de rotation.
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