<Desc/Clms Page number 1>
"Engrenage"
L'invention présente se rapporte aux engre- nages du type qui comprend deux roues dentées prin- cipales de même axe et une roue dentée intermédiaire supportée de manière à pouvoir tourner autour de son axe, qui diffère de l'axe commun des dites roues dentées principales.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour ces engrenages plusieurs dispositions sont possibles. Suivant l'une de ces dispositions les deux roues principales tournent autour de leur axe commun tandis que le support de la roue inter- médiaire reste immobile par rapport à la carcasse de l'engrenage. Suivant d'autres dispositions, l'une des roues principales et le support de la roue inter- médiaire tournent autour du même axe, tandis que la seconde roue principale reste immobile par rapport à la carcasse.
Dans les engrenages connus, de ce genre, il faut utiliser des roues de diamètres très différents surtout lorsque le rapport de multiplication ou de démultiplication que l'on veut obtenir n'est ni proche de l'unité ni très grand.Le diamètre des roues dentées les plus petites ne peut être diminué à volon- té, le module et le nombre des dents étant imposé par les conditions de fabrication et de fonctionnement.
On doit alors donner un diamètre encore plus grand aux autres roues dentées même si elles n'ont pas à subir de sollicitations aussi élevées. L'ensemble de l'engrenage peut donc devenir assez volumineux et encombrant.
L'invention présente a, entre autres, pour but d'éviter cet inconvénient et notamment de per- mettre l'établissement d'engrenages de faible en- combrement dans le sens perpendiculaire à l'axe des roues principales.
Suivant l'invention, l'une des deux roues principales comporte une denture intérieure et l'autre
<Desc/Clms Page number 3>
une denture extérieure, et la roue intermédiaire comporte deux dentures, à savoir : unedenture extérieure en prise avec la denture intérieure de la première roue principale et une denture intérieure en prise avec la denture extérieure de la seconde roue principale, de sorte que la zone d'engrènement de la. première roue principale avec la denture extérieure de la roue intermédiaire se trouve, par rapport à l'axe de cette dernière, à l'opposé de la zone d'engrènement de la seconde roue principale avec la denture intérieure de la roue interm.édiaire.
L'engrenage suivant l'invention peut, entre autres, s'appliquer aux machines électriques de forme cylindrique, dont il ne dépassera pas le profil. Il pourra, par exemple, être logé dans le bouclier à palier d'une telle machine.
Parmi les applications avantageuses de l'invention, il y a lieu de mentionner plus parti- culièrement les dispositifs servant à l'entraînement réciproque d'un moteur à combustion interne et d'une machine électrique qui fonctionne, de façon connue, tantôt comme moteur de démarrage, tantôt comme génératrice de courant.
Afin que cette machine électrique puisse donner sa pleine puissance tant pour le démarrage du moteur à combustion interne, c.à.d. à très faible vitesse de celui-ci, que pour la production de courant lorsque le moteur à com- bustion interne tourne à pleine vitesse, il y a lieu d'intercaler entre les deux machines un engrenage
<Desc/Clms Page number 4>
qui fasse office de transformateur de couple et réducteur de vitesse pendant le démarrage, mais qui ensuite constitue un accouplement direct entre deux arbres solidaires l'un du moteur à combustion interne, l'autre de la. machine électrique.
Cet engrenage peut être réalisé suivant l'invention, c.à..d. avec les caractéristiques énon- cées plus haut. Pour empêcher un engrenage de ce type de fonctionner comme transformateur de couple après le démarrage, on produira le blocage réci- proque des deux roues principales et du support de la roue intermédiaire en accouplant l'une à l'autre deux de ces pièces. Pour le démarrage, l'une de ces deux pièces est maintenue immobile par rapport à la carcasse.
Pour accoupler entre elles ces deux pièces, ou pour immobiliser l'une d'elles par rapport à la carcasse, on peut avoir recours à des dispositifs à roue libre. Ces dispositifs seront prévus de manière à ce que celle des deux pièces qui doit alter- nativement être accouplée à l'autre ou immobilisée soit empêchée de tourner, par rapport à la carcasse, dans le sens contraire au sens de rotation normal de cette autre pièce et soit entraînée par cette dernière lorsqu'elle tend à tourner moins vite que celle-ci. Ces dispositifs à roue libre pourront être placés dans un même plan perpendiculaire à l'axe, l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur du moyeu de la pièce dont ils produisent l'accouplement et l'immobilisation.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans le dessin annexé, on a représenté, à titre d'exemple, une réalisation de ,l'invention @ adaptée à l'entraînement réciproque d'une machine électrique et d'un moteur à combustion interne.
Il sera toutefois bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation ni à cette application particulière.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de l'engrenage.
Les figs. 2, 3 et 4 sont des coupes trans- versales suivant les lignes A-A, B-B et C-C de la fig. l.
Dans ces figures la référence 1 indique une machine électrique qui peut fonctionner comme moteur et comme génératrice de courant et qui est reliée, par exemple, à une batterie d'accumulateurs et à un réseau de consommateurs de courant, en passant par des dispositifs de commutation et de réglage appropriés. L'induit de cette machine est solidaire d'un arbre 2 dont l'extrémité porte une douille 3 fixée par une clavette 4. L'alésage de la douille 3 forme palier pour l'extrémité d'un arbre 5 dont l'axe est dans le prolongement de celui de l'arbre 2.
Au moyen d'un dispositif de transmission approprié, qui n'est pas représenté dans le dessin et qui pourra être constitué par un accouplement, un engrenage, une courroie etc., l'arbre 5 est rendu solidaire de l'arbre principal du moteur à combustion interne. Une roue 6 à denture intérieure 34 est fixée sur l'arbre 5 au moyen d'une clavette 7 ; le
<Desc/Clms Page number 6>
moyeu 8 de cette roue est supporté par la, carcasse 9 de l'engrenage qui est fixée par des vis 41 à la machine électrique 1 dont elle constitue le bouclier porte-palier.
Une partie de la douille 3 sert de tourillon à une roue 10 à denture extérieure 28; cette roue tourne autour d'un axe qui coincide avec l'axe des arbres 2 et 5. Entre la douille 3 et le moyeu de la roue 10, et entre ce moyeu et la cloison 11 qui est fixée à la carcasse 9 par des vis 42, se trouvent des dispositifs à roue libre dont dépend le mouvement de la roue 10.
En effet, dans la surface 12 de la, douille 3 sont disposés des évidements 13 parallèles à l'axe de rotation. Le fond de chacun de ces évidements est légèrement incliné par rapport au plan tangent correspondant de la surface 12, de manière à ce que l'évidement ait sa plus grande profondeur dans sa partie 15 située en arrière par rapport au sens de rotation de la douille 3, qui est indiqué par la flèche 14.Chaque évidement 13 contient un cylindre en acier 16 qui peut tourner librement sur la surface de roulement intérieure 17 de la roue dentée lorsqu' il se trouve dans la, partie arrière 15 de l'évidement 13 ; par contre, le cylindre 16 se coince entre la surface 17 et le fond de l'évidement 13 lorsqu'il occupe la partie avant 18, moins profonde, de celui-ci.
Les cylindres 16 sont logés dans les encoches d'une douille 19 qui occupe le reste de l'intervalle entre les surfaces 12 et 17.
A son extérieur, la roue dentée 10 comporte,
<Desc/Clms Page number 7>
à côté de sa denture 28, une gorge 20 qui se trouve à l'intérieur d'une ouverture à paroi cylindrique 21 ménagée dans la cloison 11. Cette paroi comporte des évidements 22 parallèles à l'axe de l'arbre 2 et de la douille 3 ; fond de chaque évidement 22 est légèrement incliné par rapport au plan tangent correspondant de la paroi 21 ; partie la plus profonde de l'évidement est celle située en avant, dans le sens de rotation de la douille 3 indiqué par la flèche 14.
Chaque évidement contient un cylindre en acier 23 d'un diamètre lui permettant de rouler librement le long du fond cylindrique de la gorge 20, tant qu'il se trouve dans la partie avant 24 de l'évidement 22 ; par contre, lorsque le cylindre 23 se trouve dans la partie arrière 25 de l'évidement, il est coincé entre le fond de celui-ci et le fond de la gorge 20 et empêche par conséquent la roue 10 de tourner. Dans la gorge 20, des segments 26 sont disposés entre les cylindres 23. Chacun de ces segments subit la pression d'un ressort 27 qui prend appui dans la cloison 11 et qui, par l'intermé- diaire du segment 26, tend à déplacer le cylindre 23 vers l'arrière 25 de l'évidement.
Entre les roues dentées 6 et 10, la douille 3 comporte, à côté d'un collet 29, une surface cylindrique 30 dont l'axe est parallèle à celui des arbres 2 et 5 mais ne coincide pas avec lui; la surface 30 est donc excentrique. Elle porte une roue intermédiaire 31 à deux dentures 32 et 33. La denture 32 est extérieure et s'engrène avec la denture
<Desc/Clms Page number 8>
intérieure 34 de la roue principale 6, tandis que la denture 33, qui est intérieure, se trouve en prise avec la denture extérieure 28 de la roue prin- cipale 10. Du fait que l'excentricité de la surface 30 par rapport à l'axe principal de l'engrenage, c. à.d. l'axe commun des arbres 2 et 5, est beaucoup plus petite que les rayons des cercles primitifs des den- tures mentionnées, les dentures 32 et 33 de la, roue intermédiaire 31 encerclent le dit axe principal.
La zone dans laquelle la denture 32 est en prise avec la denture 34 de la roue principale 6 et la zone dans laquelle la denture 33 est en prise avec la denture
28 de la roue principale 10 se trouvent à l'opposé l'une de l'autre, par rapport à l'axe de la roue inter- médiaire 31.
L'installation décrite fonctionne de la manière suivante:
Pour mettre en marche le moteur à combustion interne lorsqu'il est à l'arrêt, on fait démarrer la machine électrique de manière à ce qu'elle entraîne l'arbre 2 dans le sens de la flèche 14. Avec cet arbre, la douille 3 se met à tourner, tandis que l'arbre 5 et la roue dentée principale 6, qui sont solidaires de l'arbre du moteur à combustion interne, restent encore immobiles. A cause de l'excentricité de la portion de surface de la douille 3 qui supporte la roue intermédiaire 31, la denture 32 se met alors à courir le long de la denture 34 encore stationnaire.
Celles des dents de la denture 33 qui sont engagées dans les creux de la denture 28 effectuent alors un
<Desc/Clms Page number 9>
mouvement linéaire de même sens que l'axe de la roue 31, par rapport au point d'engrènement momenta- né des dentures 32 et 34 ; sens de rotation de la roue 31 par rapport à son axe est alors opposé au sens de la flèche 14 qui indique la rotation de cet axe autour de l'axe de l'arbre 2 et de la douil- le 3. Au moyen de la denture 28, la denture 33 fait alors tourner la roue 10 dans le sens opposé à celui de la flèche 14. Pa.r cette rotation, les cylindres
23 sont roulés, entre le fond de la gorge 20 de la roue 10 et le fond incliné des évidements 22, vers la partie la moins profonde 25 de ceux-ci. Ils y sont coincés, de sorte que par friction ils immobilisent la roue 10 par rapport à la, cloison 11.
Ainsi, l'arbre 2 et la. douille 3 continuant à tourner, la denture 33 de la roue intermédiaire est forcée de courir le long de la denture 28, désormais im- mobilisée, de la roue 10. Les dents de la denture
32 qui sont engagées dans les creux de la denture
34, sur la roue 6, doivent alors, par rapport au point d'engrènement de la denture 33 avec la den- ture 28, effectuer un mouvement linéaire de même sens que celui de l'axe de la roue intermédiaire
31 par rapport à l'axe de l'arbre 2 et de la douil- le 3. La roue intermédiaire 31 doit donc tourner autour de son axe dans le sens de la flèche 14.
Par conséquent la roue dentée principale 6 est entraînée dans le même sens de rotation que l'arbre 2, mais à une fraction de sa vitesse ; travers l'arbre 5 et le dispositif de transmission, elle
<Desc/Clms Page number 10>
entraîne l'arbre du moteur à combustion interne.
Par la puissance que fournit la machine électrique 1, les attelages mobiles du moteur à combustion interne sont ainsi accélérée jusqu'à ce que celui-ci se mette lui-même en marche et continue à s'accélérer par sa propre puissance.
Il tend alors bientôt à entraîner la machine élec- trique. Dans ce cas, la vitesse linéaire des dents de la denture 34 dépasse la vitesse qui est imposée aux dents de la denture 32 du fait de la rotation de la douille 3 et de l'arrêt de la roue dentée principale 10. Il va sans dire que la vitesse des dents de la denture 32 doit alors aussi s'accroître; par conséquent la vitesse de la roue intermédiaire 31, qui tourne dans le sens de la flèche, augmente par rapport à la. douille 3. Alors, la denture 28 de la roue 10 ne peut plus rester immobile, mais doit aus,si tourner dans le sens de la flèche 14, à une vitesse angulaire qui correspond à cette aug- mentation de vitesse angulaire relative.
Par la rotation de la roue 10 qui s'en suit, les cylindres 23 sont entraînés par friction; vainquant la pres- sion des ressorts 27, il roulent vers la partie profonde 24 des évidements 22, dans laquelle ils peuvent tourner librement sans empêcher la roue 10 de tourner par rapport à la cloison 11.
D'abord, la roue 10 tourne plus lentement que la douille 3. De ce fait, les cylindres 16 roulent dans la partie la plus profonde 15 de leurs évidements 13, où ils peuvent tourner librement
<Desc/Clms Page number 11>
sans empêcher la douille 3 de précéder la surface 12 de la roue 10. La vitesse de l'arbre 5 augmentant encore, tandis que celle de l'arbre 2 reste en arrière, ces deux arbres ont bientôt la même vitesse angulaire. A cet instant, la denture 32 cesse de courir le long de la denture 34, puisque l'axe de la roue intermédiaire 31 tourne autour de l'axe commun des arbres 2 et 5 à la même vitesse angulaire que la roue principale 6. La roue principale 10 prend aussi la même vitesse.
Lorsque la vitesse de l'arbre 5 augmente encore, ne fût-ce que légèrement, les roues 6,31 et 10 se mettent à tourner par rapport à l'arbre 2 et à la douille 3, dans le sens dé la flèche 14.
Par le mouvement relatif de la surface 17 et du fond des évidements 13, les cylindres 16 sont alors transportés dans la partie moins profonde 18 de ces évidements. Ils s'y coincent et assurent par friction l'entraînement de la douille 3 par la roue 10. La roue intermédiaire 31, qui ne pourrait tourner qu'autour d'un axe excentrique solidaire de la douille 3, et dont la denture 33 est en prise avec la denture 28 de la roue 10, ne peut par conséquent plus tourner autour de son axe, et sa denture 32 ne peut plus courir le long de la denture 34 de la roue dentée principale 6 ; elle doit donc adopter la vitesse de rotation de cette roue 6. Dans ces conditions, les roues dentées 6,31 et 10 et la douille 3 forment un accouplement direct et rigide entre les arbres 5 et 2.
Celui-ci est alors entraîné à la vitesse
<Desc/Clms Page number 12>
de l'arbre 2, et la machine électrique se met à tra- vailler comme génératrice de courant dès qu'elle est mise en circuit avec des consommateurs.
Au lieu des dispositifs à roue libre qui viennent d'être décrits, l'on pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, se servir d'autres dispositifs pour immobiliser la roue dentée princi- pale 10, ou pour l'accoupler à l'arbre 2, ou pour chacune de ces deux fonctions. Par exemple, l'on pourrait faire usage de dispositifs de freinage et d'accouplement électromagnétiques semblables à ceux décrits dans le brevet français No. 826 235 déposé par la demanderesse le 3 septembre 1937.
L'engrenage décrit est relativement peu encombrant, et l'on voit qu'il est aisé de le loger à l'intérieur du profil 44 de la machine électrique.
Cet avantage résulte du fait que les zones d'engre- nement de la denture extérieure 32 et de la denture intérieure 33 de la roue intermédiaire 31 avec les dentures 34 et 28 des roues principales 6 et 10 se trouvent de côtés opposés de l'axe principal de l'engrenage. On peut alors obtenir un rapport de démultiplication modéré entre les arbres 5 et 2 sans que les dentures 34 et 28 aient des diamètres primitifs différents. Aucune de ces dentures ne doit donc être réalisée avec un diamètre plus grand que celui imposé par le diamètre nécessaire du moyeu et les conditions de résistance et d'engrènement des dentures. L'excentricité de la portion 30 de la douille, de laquelle les dimensions de la carcasse 11 dépendent également, peut, elle aussi, être petite.