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Engrenage alternatif à réglage automatique L'objet de cette invention est un système d'engrenage alternatif permettant d'actionner automatiquement un dispositif d'engrenage suivant les besoins de la charge.
L'invention présentée ici peut être utilisée pour les courroies de roues dentées, les engrenages à chaînons ainsi que les mécanismes hydrauliques.
On peut voir dans les dessins un exemple de notre invention dans son utilisation comme triple engrenage alternatif à roues dentées et montrant : figure 1, un mécanisme d'engrenage pour un nombre élevé de rotations et une haute transmission du moment de rotation, le carter d'engrenage étant ouvert, vu d'en haut, en partie en coupe, et correspondant à la ligne 1-1 de la figure 2 figure 2, une coupe au travers de la figure 1, correspondant à la ligne 2-2 ;
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figure 3, un secteur avec le schéma de l'appareil pour le réglage à la main ; figure 4, un mécanisme d'engrenage pour un nombre peu élevé de rotations, en coupe, correspondant à la ligne 4-4 de la figure 5 ; figure 5, une coupe en travers de la figure 4, correspondant à la ligne 5-5 ;
figure 6, un mécanisme d'engrenage pou une transmission peu élevé du moment de rotation, en coupe, correspondant à la ligne 6-6 de la figure 7 ; figure 7, une coupe en longueur de la figure 6, correspondant à la ligne 7-7 figure 8, une coupe à travers la figure 7, correspondant à la ligne 8-8 A un arbre 1 se trouve un double levier ou bien un carter 2 supportant un ou plusieurs tocs d'entraînement qui, dans les exemples dessinés, sont représentés sous forme de rouleaux 3, et adaptés pour être déplacés suivant l'axe dans les rainures 35 ou autres semblables. Le toc d'entrainement 2 subit dans le sens de l'axe la pression d'un ressort 4 qui peut être réglé de la manière qui convient le mieux, au moyen des écrous 33.
L'arbre 5 qu'il faut relier par un engrenage avec l'arbre 1, est muni à l'extrémité tournée vers l'arbre 1, d'un disque 6 recourbé en forme de douille, qui porte des renflements 7 en forme de came dirigés vers les tocs d'entraînement 3.
Concentriquement par rapport à l'arbre 5 sont placés les arbres creux 8 et 9 aux extrémités desquelles se trouvent, tournés vers les tocs d'entraînement 3 les disques lo et 11, recourbés en forme de douille, et qui sont également munis de renflements 12 et 14 en forme de cames.
Les renflements 12 dépassent ceux 7 et les renflements 14 ceux 12.
Une roue dentée 15 est fixée à l'arbre creux 8. Une roue dentée 16 est fixée sur l'arbre creux 9. La roue dentée 15 s'engrène avec la roue dentée 19 reliée à l'arbre intermédiaire 18 au-dessus de la déclenche libre 17.
La roue dentée 16 s'engrène dans la roue dentée 21 reliée à l'arbre intermédiaire 18 au dessus de la déclenche libre 20. L'arbre 5 est rattaché à la tête de l'arbre 23 à l'aide d'un manchon d'accouplement mobile 22. La tête de l'arbre 23 est unie à une roue dentée 24, qui s'engrène
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avec la roue dentée 25 fixée à l'arbre intermédiaire 18. A la figure 1, dans la position de l'appareil pour un réglage automatique, l'arbre 5 est rattaché à la tête de l'arbre 23 au moyen d'un manchon d'accouplement 22.
Si par exemple la tête de l'arbre 23 est reliée à la machine d'impulsion et que l'arbre 1 soit rattaché au mécanisme qui doit être mis en mouvement, il se produira automatiquement sur le fonctionnement de l'appareil de réglage ce qui suit s Avec une charge moyenne à l'arbre 1 les tocs d'entraînement 3 et en même temps qu'eux les parties 2 et 1 sont entraînés par le renflement 7. Il y a là une transmission de forces directe par laquelle la partie renforcée des arbres creux lo et 11, étant donné son renflement 12 et 14, et avec elle les arbres 8 et 19 ainsi que les roues dentées 15 et 16, sont entraînés par les tocs 3, de sorte que les roues dentées 15 et 16 tourne- ront avec une vitesse égale et le même nombre de tours que les arbres 1 et 5 et la dentée 24.
Toutefois, comme la roue dentée 24 est plus petite que la roue 25 fixée à l'arbre intermédiaire, l'arbre intermédiaire 18 aura un mouvement de rotation inférieure à celui des arbres 5 et 23. Les roues dentées 19 et 21 se trouvant engrenées avec celles 15 et 16 et, par suite du rapport des roues dentées, tournant à un nombre de rotations supérieur à celui de l'arbre intermédiaire 18, les déclenches 17 et 20 entrent en fonction, de sorte qu'il ne se produit aucune transmission de force de l'arbre intermédiaire aux roues dentées 19 et 21 qui le devancent.
@ La charge est-elle augmentée, les tocs d'entraînement 3 sont, par suite de la montée des renflements 7 en direction de la flèche 27, et pour vaincre la résistance du ressort 4, déplacés dans le sens axial, les ren- flements 7 s'écartent en glissant sous les tocs d'entraînement 3, qui maintenant agissent sur les rapprochés des renflements 12. En même temps l'arbre creux 8, la route dentée 16 qui s'y trouve assujettie et le roue dentée 21 qui s'engrène avec celle-ci, sont enrayés, par suite de la charge aux endroits 1,2 et 3, .de sorte que l'union se produit de la roue dentée 21 au dessus de la déclenche libre 20, avec l'arbre intermédiaire 18, avec la roue dentée 25 qui y est fixée, avec la roue dentée 24 qui
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s'engrène dans la précédente et avec la tête de l'arbre 23 auquel elle s'unit.
Par suite de la réduction du rapport des roues dentées 24 et 25, l'arbre intermédiaire 18 tourne à une vitesse inférieure à celle de la tête de l'arbre 12. Cette infériorité de rotation est transmise à l'arbre 1 avec un moment de rotation proportionnellement élevé des parties 21,16, 8, lo, 12,3, 2 et les renflements 14, avec eux l'arbre creux 9, la roue dentée 15 sont entraînes à une vitesse de rotation égale à celle de l'arbre 8 par 3. La roue dentée 15 étant plus grande que la roue dentée 19 et celle-ci étant plus petite que la roue dentée 21, la roue dentée 19 est en avance sur l'arbre intermédiaire 18, de sorte que la déclenche libre 17 suspend l'union de l'arbre intermédiaire 18 avec la roue dentée 19.
Dans le cas de charge plus élevée les tocs d'entraînement glissent le long des montées des renflements 12 et sont ainsi poussés dans la direction de l'axe 27, de sorte que finalement les renflements 12 s'écartent en glissant sous eux et il n'y à plus que les plus gros renflements 14 qui agissent sur les tocs d'entraînement 3. Il résulte de cela un enrayage de l'arbre creux 9, des roues dentées 15 et 19 et en même temps la liaison de la roue dentée 19 au-dessus de la déclenche libre 17 avec l'arbre intermédiaire 18 et au-dessus de celui-ci, avec les roues dentées 25 et 24 ainsi qu'avec la tête de l'arbre 23.
Maintenant l'arbre 5 et l'arbre creux 8 tournent à une vitesse plus élevée que celle de l'arbre creux 9 ces parties ne sont pourtant plus unies avec les tocs d'entraînement 3, puisque les renflements 7 et 12 se meuvent librement sous les tocs d'entraînement 3.
La montée, ou si l'on veut la forme recourbée des renflements 7, 12 et 14 ou bien encore les renflements 7, 12 et 14 semblables à des cames, sont pour ainsi dire gauchis de manière qu'à chacun des degrés de leur rapport de roues, les forces agissant dans le sens axial sur les tocs d'entraînement 3 par le moyen du ressort 4, font contrepoids aux forces agissant dans le sens radial sur les tocs d'entraînement 3 jusqu'à ce que la charge pour les degrée d'engrenage qui sont en action ait assez grossi ou diminué afin qu'au moyen d'un décalage axial des tocs d'entraînement, se produise une transition vers un degré au-dessus ou vers un degré au-dessous de l'engrenage du moment.
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La pression axiale du ressort est supportée par les coussinets 31 et 32, qui sont construits pour recevoir la charge combinée de l'axe et du rayon, comme o'est par exemple le cas pour les roulements à rouleaux coniques.
Pour pouvoir amener à volonté un changement du rapport des roues au lieu du réglage automatique, ce qui est à désirer par exemple dans l'emploi de l'engrenage pour des véhicules à moteurs, à la descente de chemins montagneux, sur des pentes fortes, les roues dentées 19 et 21 pourvues de déclenches libres sont adaptées à l'arbre intermédiaire 18 de façon à être déplacées axialement dans les rainures 34 ou autres équivalentes en outre il y a aussi adaptée à c8té de chacune de ces roues dentée 29 ou même 30, aussi grande et indépendante, pouvant être déplacée dans les rainures 34; ou bien les déclenches libres peuvent être bloquées séparément, par conséquent, mises de telle manière en position d'arrêt, que les roues qui sont munies de déclenche peuvent être unies rigidement avec 18.
Admettons par exemple que le réglage automatique représenté par la figure 1 doive être transformé en un rapport de roues inférieur (lére vitesse), les roues dentées 19 et 21 sont poussées vers les tocs d'entraînement 3 assez loin pour ne plus être engrenées dans les roues dentées 15 et 16 et la roue dentée 29 est également poussée dans la même direction que la roue dentée 19 et assez loin pour entrer dans l'engrenage de la roue dentée 15 ou bien on bloque la déclenche 17 et on déplace la roue dentée 21 de manière qu'elle ne se trouve plus engrenée avec 16. Ensuite on supprime l'accouplement 22 et par cela l'union entre l'arbre 5, la tête d'arbre 23 et la roue dentée 24.
Dès lors la transmission de force a lieu de la tête d'arbre 23 à l'arbre 1 par l'entremise des roues dentées 24 et 25, de l'arbre intermédiaire 18, de la roue dentée 29, ou bien par le moyen de la roue dentée 19 pourvue de la déclenche bloquée, de l'arbre creux 9, de la nervure 11, des renflements 14, des tocs d'entraînement 3, des porteurs de tocs d'entraînement 2.
Veut-on par un réglage à la main obtenir une moyenne diminution du rapport de roues (2 vitesse), les roues dentées 19 et 21 seront déplacées comme auparavant, de,manière qu'elles ne soient plus engrenées avec 15 et 16, la roue dentée 29 sera de nouveau poussée dans la position qu'elle occupait lors du réglage automatique, de façon qu'elle ne s'engrène plus avec 15 et la roue dentée 3 sera déplacée vers les tocs
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d'entraînement 3 de façon qu'elle s'engrène avec la roue dentée 16 ou bien on bloquera la déclenche 2o et on poussera la roue dentée 19 de manière qu'elle ne s'engrène plus avec 15 ; l'accouplement 22 sera interrompu de manière qu'il n'y ait pas d'union entre l'arbre 5 et la tête d'arbre 23 ainsi que la roue dentée 24.
La transmission de force se fait désormais de 23 à l'arbre 1 par 24, 25, 18, 30, ou bien 21, 16, 8, 10, 12, 3, 2.
Si l'on veut mettre à la main le réglage sur transmission directe de forces (3 vitesse), les roues dentées 29 et 30 restent dans la position indiquée par la figure 1, les roues dentées 19 et 21 sont déplacées vers les tocs d'entraînement 3, de sorte qu'elle ne sont plus engrenées avec 15 et 16 et l'accouplement 22 est établi, de manière que 5 se trouve uni à 23 et 24.
Si l'on veut produire la marche à vide, les roues dentées sont déplacées sur l'arbre intermédiaire comme pour une transmission de forces directe et l'accouplement est défait de manière que l'arbre 5 soit séparé de 23 et de 24.
Si l'on veut changer sur l'engrenage de marche arrière, on procède comme pour la marche à vide et une des roues dentées 40, dont l'une est montée rigidement sur l'arbre intermédiaire 41, et en constant engrenage avec 25, l'autre déplaçable sur l'arbre intermédiaire 41 dans le sens axial par les rainures 42 ou autrement, est poussée de manière à venir engrener la roue dentée 15.
Le déplacement des roues dentées et le fonctionnement de l'accouplement 22 s'effectuent de la manière que l'on sait du moyeu à rainures 43 dans lequel les barres mobiles unies par un levier de vitesses 44 dans le sens axial, viennent engrener les pièces intermédiaires 46. Si le réglage a lieu d'après un schéma de réglage, comme cela peut être représenté à la figure 3, sur un segment 47 pouvant être muni d'un dispositif afin d'en faciliter le maniement, le déplacement des roues dentées ou la mise en fonction de l'embrayage à griffes indispensables pour le changement de vitesses peut, chaque fois qu'il le faut, être obtenu automatiquement par un simple coup de levier 44 dans le cran du segment 50, ce qui fait que deux des barres 45, l'une servant à disjoindre l'accouplement 22, une autre à déplacer les roues dentées correspondantes,
peuvent être déplacées par le levier de vitesse 44, de manière que si 44 entre le cran 51, c'est une transmission
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directe de forces qui en résulte ; de même si 44 s'insère dans le cran 52, c'est une réduction moyenne du rapport de roues qui s'ensuit ; si 44 s'insère dans 53, c'est la plus forte réduction du rapport de roues qui se produit si 44 s'insère dans 54, c'est la marche arrière et si 44 demeure hors du cran, on a la marche à vide. Il résulte de cette démonstration qu'il faut de toutes manières pour le réglage des différents rapports de roues, autrement dit pour passer d'un rapport à un autre revenir à la marche à vide.
Il est aussi..possible d'adapter au porteur des tocs d'entraînement 2 et, dans le sens axial, un palier de pression auquel s'applique un levier spécial de développement 46, de telle sorte que les tocs d'entraînement 3 sont déplaoables à volonté dans le sens axial, ce qui permet d'unir rigidement l'arbre 5 avec 24 et 25.
Dans ce cas : la position pour un réglage automatique est inchangée, comme le montre la figure 1, pour réglage à volonté sur la plus grande réduction de rapport (lére vitesse) la partie 2 est déplacée en direction de la flèche 27 de manière que les tocs d'entraînement 3 n'abordent que les renflements 14, la déclenche 17 est bloquée pour le réglage à volonté sur une moyenne réduction du rapport des roues (2 vitesse), la partie 2 est déplacée de manière que les tocs d'entraînement 3 ne fassent qu'aborder les renflements 12 et 14, la déclenche 2o est bloquée ; en même temps que la roue dentée 19 est déplacée de manière qu'elle ne soit plus engrenée avec 15.
Pour un réglage à volonté sur transmission directe de forces, la partie 2 est dans la position représentée à la figure 1, de sorte que les tocs d'entraînement 3 abordent les renflements 7,12 et 14, les roues dentées 19 et 21 sont déplacées de manière à ne plus être engrenées avec 15 et 16 1 pour la marche à vide la partie 2 est déplacée dans la direction de la flèche 27, de façon que les tocs d'entraînement 3 ne touchent aucun des renflements 7,12, 14 1 pour la marche arrière la partie 2 est déplacée de telle sorte que les tocs d'entraînement 3 ne font que touoher les renflements 14 les roues dentées 19 et 21 sont déplacées de manière qu'elles ne soient plus engrenées avec 15 et 16 et l'une des roues dentées 40 est mise en engrenage avec 15.
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Les déclenches et les roues dentées déplaçables peuvent aussi être fixées à l'axe de l'arbre principal ou même, si l'on veut, aux arbres creux les roues prendront dans ce cas sur l'arbre intermédiaire une position de fixité absolue.
Les courbes ou, autrement dit, les renflements 7,12 et 14 en forme de cames, peuvent tels qu'ils sont reproduits aux figures 4 et 5, être fixés aux disques 60, 61 et 62, qui sont assujettis à 1¯'arbre 5, ou bien à l'arbre creux 8 et 9 ; cela étant, les tocs d'entraînement 3 agissant sur les renflements en forme de cames ou sur les courbes, sont montés sur le porteur des tocs d'entraînement 2 fixé à l'arbre 1 où se trouvent les les culbuteurs 63 1 les tocs d'entraînement subissent alors la pression ou ou la tension des ressorts 64 qui agissent sur les culbuteurs 63.
A la figure 5 les roues d'engrenage 15, 16, 24, 19, 21 et 25 sont représentées placées dans un ordre inverse de grandeur, comme dans la figure 1, de sorte que l'arbre 1 est supposé uni à la machine d'impulsion et l'arbre 5 au mécanisme à mettre en marche. Les dispositifs pour un changement à volonté du rapport de roues ont été laissés de coté dans la représentation plut8t schématique des figures 4 et 5 et les tocs d'entraînement 3 sont représen- tés dans leur position de la plus haute charge, à la figure 4, complètement tirés, tandis que dans leur position de transmission directe de force ils ne sont indiqués qu'en pointilles.
Les courbes ou renflements en forme de cames 7, 12, 14 peuvent aussi, telles qu'elles sont représentées dans les figures 6,7 et 8, être adaptées directement sur les abres creux 8 et 9 on bien encore sur l'arbre 5 qui se termine en arbre creux, de sorte que les arbres creux se présentent sous forme de douilles dont les extrémités sont munies d'échanorures, ce qui fait que sur les renforcements ou courbes un boulon 70 peut agir comme un toc d'entraînement qui serait fixé sur un arbre déplaçable 71 dans le sens axial et sous la pression du ressort 4.
Aux différents degrés de rapports de roues correspond un nombre égal de disques recourbés on douilles, d'arbres creux etc., qui peuvent être chaque fois adaptés, de sorte que conformément au principe de l'invention un engrenage peut s'établir à tous les degrés voulus de rapport de roues.