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Mécanisme de transmission
Cette invention est relative aux mécanismes de transmission et elle concerne notamment les mécanismes de transmission à 1'aide desquels le passage d'un rapport de transmission à un autre peut 'être opéré automatiquement ou semi-automatiquement.
Un but de l'invention est de procurer un mécanisme de transmission comportant des engrenages planétaires et à l'aide duquel on puisse produire soit un entraînement en prise directe, soit un entraînement démultiplié.
L'invention a aussi pour but : deprocurer un moyen
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de passer automatiquement de l'entraînement en prise directe à un entraînement démultiplié par les engrenages et de passer semi-automatiquement de l'entraînement démultiplié à la prise directe ; de produire l'entraînement en prise directe avec un recours minimum à l'emploi de la force centrifuge; de procurer un mécanisme de transmission comportant un dispositif centrifuge qui soit déséquilibré pendant que le mécanisme fonctionne sur un rapport de transmission et qui soit équilibré pendant que le mécanisme fonctionne sur un autre rapport de transmission;
d'utiliser des masselottes centriguges qui ne dépendent pas des variations de la quantité de mouvement pendant la transmission de 1 effort, de manière qu'il ne se produise pas de pertes, et où ces masselottes ne doivent produire aucun travail lors du passage d'un rapport de transmission à un autre,leur action étant limitée uniquement au maintien du synchronisme entre les arbres entraineu et entraîné; de rendre inutiles tous mouvements épicycloldaux ou hypocycloïdaux et de n'avoir que des mouvements circulaires simples, assurant ainsi la production d'une plus grande puissance et une diminution de l'usure.
Ces buts et avantages de l'invention, ainsi que d'autres ancore, apparaîtront ci-après dans la description d'une forme d'exécution de l'invention, représentée à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une coupe verticale d'une transmission conforme à l'invention, la coupe étant faite en substance suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2 et certaines parties de la transmission étant représentées en élévation;
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Fig. 2 est une vue en bout de la transmission de la Fig. l, une partie du carter étant arrachée, et un embraya- ge à sens unique compris dans le mécanisme étant'représenté en coupe;
Fig. 3 est une coupe de détail d'un dispositif centrifuge à capsule de mercure, qu'on peut monter sur l'ar- bre du satellite de la transmission des Figs. 1 et 2 au lieu des masselottes représentées sur cet arbre, cette figure montrant la disposition du mercure à un moment où l'arbre tour- ne sur son propre axe;
Fig. 3 A est une coupe analogue à la Fig. 3, mais montrant la disposition de mercure à un moment où 1?arbre du satellite tourne autour de l'axe des arbres entraîneur et entraînéde la transmission;
Fig. 4 est une coupe de détail, faite en substance suivant la ligne 4-4 de la Fig. 5, qui montre les masselottes centrifuges employées dans la transmission des Figs. 1 et 2 et qui représente la position des masselottes à un moment où l'arbre du satellite toume sur son propre axe ;
Fig. 5 est une élévation des masselottes centrifu- ges de la Fig. 4, certaines parties du dispositif étant re- présentées en coupe ;
Fig. 6 est une vue analogue à la Fig. 5, mais mon- trant la position des masselottes à un moment où l'arbre du satellite tourne autour de l'axe des arbres entraîneur et entraîné; et
Fig. 7 est une coupe faite en substance suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6.
Sur les Figs. 1 et 2, le mécanisme représenté est destiné à transmettre une rotation d'un arbre entraîneur A à un arbre entraîné C, ces deux arbres étant coaxiaux, comme @
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indiqué sur la Fig. 1, et reliés entre eux par deux ou plusieurs arbres intermédiaires ou arbres à satellite B qui sont parallèles aux arbres entraîneur et entraîné et équidistants de ceux-ci. Les arbres B sont montés pour tourner dans une couronne porte-satellites S et celle-ci est montée pour tourner sur les arbres entraîneur et entrainé, par l'entremise de portées appropriées S'. Le mécanisme entier, y compris la couronne rotative S, est enfermé dans un carter fixe T qui comporte des paliers ou portées appropriés constituant des supports pour les arbres entraîneur et entraîné.
Surles arbres entraîneur et entraîné sont fixés respectivement des pignons planétaires rl, r2 engrenant avec les satellites r3, r4 des arbreB.
Un embrayage à sens unique, désigné par Ü, est disposé entre les parties concentriques de la couronne portesatellites S et le carter fixe T. On peut utiliser un embrayage à sens unique de forme usuelle, mais il est préférable d'adopter l'embrayage décrit dans la demande de brevet du 22 Juillet 1937.
On conçoit qu'aussi longtemps que la couronne porte-satéllites S est stationnaire, les rapports de transmission sont ceux déterminés par les rayons des pignons rl, r2, r3, et r4. D'autre part, quand la couronne S atteint une vitesse de rotation égale à celle de l'arbre entraîneur A, l'arbre entraîné C tourne à la même vitesse, ce qui réalise la prise directe entre l'arbre entraîneur et l'arbre entraîné.
Si les pignons r1, r2, r3 et r4 présentent des rapports tels qu'avec la couronne S stationnaire la vitesse de l'arbre entraîné C est inférieure à celle de l'arbre entraîneur A, la couronne S tend à tourner en sens opposé à celui de l'arbre A quand la transmission se fait de A à C,
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et cette rotation est empêchée par l'embrayage en sens unique ou 'dispositif de roue libre U déja mentionné.
Si, dans ces conditions de transmission, (c'est-à- dire avec l'entraînement au moyen des pignons rl, r2, r3, r4), le couple résistant diminue au point d'étaolir la prise direc- te entre A et C, et si on coupe l'arrivée de combustible au moteur entraînant l'arbre A, l'inertie de l'arbre entraîné C entraîne tout le mécanisme et imprime à la couronne S un mou- vement de rotation accéléré qui, dans cet exemple, a le même sens que celui des arbres A et C. L'arrivée de combustible peut être coupée à la main ou au pied ( par exemple en lâ- chant l'accélérateur, dans le cas d'une automobile), ou auto- matiquement en rapport avec la vitesse de rotation de l'arbre entraîné.
Lorsque la couronne S a atteint la vitesse de l'ar- bre entraîneur A, et que l'alimentation en combustible est rétablie, la transmission de toute la puissance entre A et C se fait évidemment en prise directe, pourvu que la rotation des arbres B des satellites dans leurs paliers soit empêchée.
Il est préférable d'empêcher cette rotation en créant, par des forces centrifuges agissant sur les arbres B,un couple égal et opposé à la différence des couples appli- qués aux pignons satellites r3 et r4. Dans l'exemple sui- vant les Figs. 1 et 2, on y parvient à l'aide de masselottes centrifuges M, et le passage de la prise directe à l'entraî- nement démultiplié se fait automatiquement quand le couple résistant surmonte de nouveau le couple moteur, pour autant que le couple engendré par les masselottes M devienne insuffi- sant pour empêcher la rotation des arbres B.
L'emploi de masselottes centrifuges M pourrait cau- ser des difficultés de nature mécanique pendant l'entra!ne-
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ment par l'entremise des engrenages, (quand les arbres B tournent sur leurs propres axes),si ces masselottes n'étaient pas équilibrées pendant cette phase de la transmission; d'autre part, en prise directe, l'équilibrage ne doit pas exister, pour permettre la création du couple centrifuge précé- demment mentionné. On décrira maintenaaitttplusieurs formes de construction de masselottes M qui permettent de satisfaire aux conditions énoncées.
Sur les Figs. 4 à 7 qui montrent, à plus grande échelle, les masselottes M suivant les Figs. 1 et 2, on voit que chaque arbre B porte deux masselottes Pl P2 dont l'une P1, est solidaire de l'arbre B, tandis que l'autre P2, est montée sur cet arbre à l'aide d'un excentrique Q. Par conséquent, pendant la rotation de l'arbre B autour de son axe, les masselottes P1, P2 prennent des positions symétriques par rapport à l'arbre, comme le montrent les Figs. 4 et 5. Pendant la rotation de l'arbre B et de la couronne S autour de l'axe des arbres entraîneur A et entraîné B, les masselottes P1, P2 viennent se recouvrir en partie, comme le montrent les Figs. 6 et 7 et produisent, par leur propre masse, le couple centrifuge requis. Un arrêt a limite le mouvement des masselottes.
Les Figs. 3 et 3A montrent un dispositif centrifuge différent qui, si on le désire, peut remplacer les masselottes P1, P suivant les Figs. 4 à 7. Ce dispositif comporte des capsules à mercure bien connues, qui peuvent trouver leur application puisque, pendant la transmission de puissance, il n'y a pas de mouvement de mercure par rapport aux capsules.
Une capsule à mercure désignée par R sur les Figs. 3 et 3 A se compose d'une botte cylindrique creuse montée sur l'arbre
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B. La boite contient une certaine quantité de mercure m et comporte une cloison radiale R'. Il est évident que, pendant la simple rotation autour de l'axe de l'arbre B, le mercure dans la capsule ou botte R se dispose en forme de tore par- faitement équilibré, comme le montre la Fig. 3; par contre, pendant la rotation autour de l'axe des arbres A et C, le mercure prend la forme d'un secteur appuyé sur la cloison R', en créant ainsi une masse excentrique comme le montre la Fig. 3 A.
Il ressort de ce qui précède que le mécanisme de transmission fonctionne de la façon suivante, en supposant qu'il soit adjoint à un- moteur d'automobile. Au démarrage, l'arbre C est entraîné par l'intermédiaire des pignons r1, r2, r3, r,la rotation de la couronne S étant empêchée par l'embrayage à sens unique U, et cet arbre C tourne dans le même sens que l'arbre entraîneur A, mais à une vitesse moin- dre. Si le conducteur désire passer à la prise directe, il retire son pied de la pédale d'accélérateur, ou réduit par un autre moyen la vitesse de l'arbre A. L'arbre C continue cependant % tourner, par inertie, sensiblement à la même vi- tesse qu'auparavant, de sorte que les vitesses des arbres A et C tendent à devenir égales.
Quand les arbres A et C tour- nent à la même vitesse ou a peu près, la couronne S de l'en- grenage planétaire se met à tourner dans le sens permis par l'embrayage-roue libre, c'est-à-dire dans le même sens que les arbres A et C. La couronne S accélère rapidement, et cette accélération bloque les arbres B par le couple centrifuge dé- veloppé par la masse combinée des masselottes Pl, P2 qui ont entretemps pris la position représentée sur les Figs. 6 et 7 (ou sur la Figs. 3A, quand il s'agit de capsules à mercure).
La transmission se fait alors en prise directe, avec la cou- @
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ronne S tournant à la même vitesse que les arbres A et C, et l'on peut accroître la puissance transmise par l'arbre A, sans gêner la prise directe. Lorsque le couple résitant à l'arbre C augmente sensiblement, par exemple quand l'automobi- le gravit une rampe, la rotation de la couronne S se ralentit et l'effet du dispositif centrifuge se trouve surmonté. Il s'établit -alors automatiquement un entraînement démultiplié au moyen des pignons, la couronne S étant rendue solidaireou carter fixe T par l'embrayage à sens unique Ü.
Pendant cet 'en- traînement démultiplié, les arbres B tournent et les masselot- tes Pl, P2 reprennent leur position équilibrée suivant les Figs. 4 et 5 (ou bien le mercure se répartit comme le montre la Fig.Bien 3). qu'on ait décrit, $ -", %autre d-lexemple., une seule
Bien qu'on ait décrite à. titre d'exemple, une seule forme de réalisation de la transmission, il est entendu qu'on peut y apporter diverses modifications tout en restant dans le dadre de l'invention. Il est clair qu'en disposant, en série, n changements de vitesse tels que décrits, on peut atteindre n + 1 rapports de transmission.
Dans la description qui pré- cède on a supposé, pour plus de clarté, que l'invention était appliquée à une automobile, mais le dispositif suivant l'in- vention peut évidemment être employé partout où une transmis- sion de puissance est nécessaire.
REVENDICATIONS
1.- Mécanisme de transmission dans lequel les arbres entraîneur et entraîné sont reliés par des pignons satellites montés chacun sur un arbre qui coopère avec un dispositif centrifuge et est monté dans une couronne porte-satellites susceptible de tourner autour des arbres entraîneur et en- traîné dans un sens, mais empêchée de tourner en sens con- traire.
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2.- Mécanisme de transmission dans lequel les arbres entraîneur et entraîné sont connectés par des engrenages satellites portés par une couronne mobile, un embrayage à sens unique étant disposé entre cette couronne et un carter fixe.
3.- Mécanisme suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport des engrenages est tel que l'arbre entraîné tourne à une vitesse inférieure à celle de l'arbre entraîneur et que la couronne porte-satellites tend à tourner autour des arbres entraîneur et entraîné dans le sens opposé au sens de rotation de ces arbres.
4. - Mécanisme suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes,caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour empêcher la rotation des pignons satellites sur leurs propres axes pendant la rotation de la couronne portesatellites autour de l'axe des arbres entraîneur et entraînée ce qui permet d'établir l'entraînement en prise directe.
5. - Mécanisme suçant la revendication 4, caractérisé en ce que la rotation des pignons satellites sur leurs axes est empêchée en leur appliquant un couple égal et opposé à la différence des couples qui leur sont appliqués par des pignons des arbres entraîneur et entraîné.
6.- Mécanisme suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la rotation des pignons satellites sur leurs axes est empêchée par des moyens, par exemple centrifuges, qui ne s'opposent pas à la rotation des pignons satellites sur leurs axes quand la couronne porte-satellites est stationnaire.
7. - Mécanisme suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'aux pignons satellites sont adjointes des masselottes centrifuges susceptibles d'occuper des positions asy-
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métriques quand la couronne porte-satellites tourne, et des positions symétriques quand la couronne est stationnaire.
8/- Mécanisme suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des masselottes est montée directement sur l'arbre portant les pignons satellites, tandis que l'autre masselotte est montée sur le même arbre avec interposition d'un excentrique.
9. - Mécanisme suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'excentricité maximum de l'excentrique se trouve à environ 180 de la masselotte montée directement sur l'arbre.
10.- Mécanisme suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'aux pignons satlites est adjoint un dispositif centrifuge comportant un cylindre ou une botte qui contient du mercure, celui-ci étant susceptible d'occuper une position asymétrique quand la couronne porte-satellites tourne, et de se répartir symétriquement quand la couronne est stationnaire.
11.- Mécanisme suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le cylindre ou la botte contient une cloison radiale à c8té de laquelle le mercure se rassemble quand la couronne porte-satellites tourne.
12.- Mécanisme de transmission dans lequel les arbres entraîneur et entraîné sont reliés par des pignons satellites et dans lequel l'entraînement en prise directe entre l'arbre entraîneur et l'arbre entraîné s'établit quand l'arbre entraîneur est désaccouplé de la source de puissance, les pignons satellites tournant alors d'un bloc avec les arbres entratneur et entraîné.
13.- Mécanisme suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de désaccoupler automa-
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tiquement l'arbre entraîneur de la source de puissance, quand l'arbre entraîné atteint une vitesse de rotation appropriée.
14. - Mécanisme de transmission construit, agencé et susceptible de fonctionner en substance comme ci-dessus décrit avec référence au dessin annexé et dans le but exposé.