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" Mécanisme de transmission de puissance à vitesse varia- ble ".
La présente invention est relative à un mécanisme de transmission de puissance à vitesse variable, dans lequel la commande est réalisée au moyen d'un ou de plusieurs trains d'engrenages-épicycliques, le rapport de vitesse étant changé par le réglage du ou des trains épicycliques, de sorte que les parties du train (ou chaque train) peuvent (ou peut) être amenée(s) à pivoter dans leur (son) ensem- ble.
L' invention concerne particulièrement des engrenages, dans lesquels les changements de vitesse s'effectuent automatiquement suivant l'effet combiné de variations de et vitesse/de couple.
Des exemples de telles formes d'engrenages à un ou plu-
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sieurs trains épicycliques sont décrits dans les brevets anglais n 439.828 et 439.855. En se référant en particulier aux figures 9 à. 11 des dessins annexés au premier orevet susmentionné et aux figures 7 à 9 des destina annexés au second brevet susmentionné, des embrayages à plateaux fonctionnant automatiquement sont employés et disposés de manieratelle que lorsqu'on augmente la vites sella manoeuvre de poids centrifuge.7,tend à mettre le ou les embrayages en priset ains à obliger les éléments du ou des trains épicycliques à tourner solidairement dans leur ensemble .
La disposition décrite en fait dans les brevets susmentionnés , comprend l'emploi de leviers centrifuges à poids qui pivotent de manière à venir en contact avec la face plate d'une bride tournant à la même vitesse que l'élément de sortie du ou des trains épicycliques, De plus, lorsqu'on augmente la vitesse, le mouveruent vers l'extérieur des leviers centrifuges fait pivoter des manivelles de cloche qui viennent directement en prise avec les plateaux de pression et mettent ainsi les embrayages en prise, Une telle disposition présente une certaine difficulté, au point de vue construction, étant donné que lorsque les leviers centrifuges s'écartent , ils font changer leur rayon effectif, ce qui engendre une augmentation d'avantager mécanique,
de sorte qu'il est difficile d'assurer la mise en prise de l'embrayage par l'action des leviers centrifuges. En outre, l' embrayage est réglé uniquement d'après le couple principal transmis, étant donné que ledit embrayage est incapable d'effectuer lui-même son propre débrayage.
La présente invention a pour but de permettre à l'embrayage de participer à son propre débrayage , grâce à son propre couple de réaction. Elle a. en outre, pour but de fournir des moyens simplifiés grâce auxquels un embrayage
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commandant un train d'engrenages épicyclique.. peut être amené automatiquement à fonctionner au point correct, c'est-à-dire dans les conditions qui conviennent au changement lors d'une réduction du couple ou d'une augmentation de vitesse de l'élément de sortie du train d'engrenages en question.
Suivant la présente invention, l'embrayage agencé pour régler le train d'engrenages épicyclique. ou un ou plusieurs de ces trains, lorsqu'un certain nombre de tels trains est prévu en série, est disposé de manière à être mis en marche d'après une rotation relative entre l.lément de sortie de l'engrenage et l'élément entraîné par l'engrenage , qui, dans le cas d'un certain nombre de trains en série peut être l'élément d'entrée du train suivant.
Ceci s'effectue par interposition d'un ou deplusieurs éléments centrifuges entre l'élément de sortie du train d'engrenages et l'élément entraîné par ce dernier , de manièr e telle que le ou les éléments centrifuges est ou sont soumis à la vitesse de l'élément de sortie du train et au couple de réaction,de l'élément entraîné, les d eux éléments roctatifs l'un par rapport à l'autre actionnent des éléments de cames qui coopèrent pour provoquer un mouvement axial de l'un deux ce qui a pour résultat de mettre l'embrayage en prise ou non en prise .Dans une forme de réalisation appropriée, l'élément entraîné du train d'engrenages comporte un manchon portant une bride, près du bord de laquelle un certain nombre d'éléments centrifuges pivotent.
Ces éléments ont des bras de commande ou de fonctionnement courts qui s'engagent dans des rainures et qui viennent en prise avee des eaillies pratiquées dans l'élément entraîné par le train d'engrenages, de sorte que si la vitesse augmente ou si le couple de réaction diminue ou si les deux phénomènes se produisent, les
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éléments centrifuges se meuvent vers l'extérieur et font avancer l'élément entraîné par rapport à l'élément de sortie du train d'engrenages. Inversement ,si la vitesse diminue ou si le couple de réaction augmente., ou si les deux p hénomènes se produisent simultanément, l'élément entraîné se meut vers l'arrièrepar rapport à l'élément desortiede serte que le @@@@@@@@@ rapport d'engrenage est abaissé.
Des éléments de cameen forme de dents ou d'arêtes hélicoïda- les forment une seule pièce avec ledit manchon, et des sutfaces de cames coopérantes sont ménagées sur une bride,tournée vers l'intérieur, prévue elle-même sur l'élément entraîné.
La bride mentionnée en dernier lieu est le plateau de pression ou élément de commande ou de fonctionnement de l'enbrayaqui est alors mis en prise et met le train d'engrenages hors service.
Pour que la présente invention soit clairement comprise et facilement réalisée, une forme de construction du mécanis- me selon l'invention est illustrée dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une coupe axiale verticale; la figure 2 est une vue en élévation telle qu'elle apparait à un observateur se trouvant à droite de la figure 1, la moitié inférieure étant une coupe suivant la ligne II-II de la figuré 1, la figure 3 est une coupe verticale suivant la ligne III-III dela figure 1; et
La figure 4 est une vue en perspective montrant les éléments qui comwandent l'embrayage.
Dans ces dessins, un anneau 1, denté intérieurement, possède une saillie formant manchon 2, grâce à laquelle il peut être relié au moteur qui fournit la source de puissance par un embrayage primaire non représenté dans les dessins.
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L'anneau 1 est en prise avec des pignons planétaires 3 qui sont montés de manière à tourner sur des roulements à billes 4 portés par des goujons 5 fixés rigidement à un plateau porteur 6.
Le plateau porteur 6 est pourvu d'un manchon saillant possédant une partit 7 à palier cylindrique et une partieà. épaulement 8 à son extrémité extérieure , ladite partie à épaulement comportant des rainures de clavettes qui permet- tent de fixer, un plateau entraîné 9 à la partie à épaulement 8 au moyen de clavettes 10. L' organ e à réaction Il de l'en- grenage épicyclique est monté sur le'palier cylindrique 7 de sorte qu'une roue solaire 12 montée sur le moyeu du palier ,puisse s'engrener avec les pignons planétaires 3.
A l'extrémité extérieure du moyeu de l'organe 11, une bride 13 comporte des dents de rochet 14 autour de sa périphérie, lesdites dents étant engagées par un cliquet 15 pivotant en 17 dans le carter 16 de manière à empêcher une rotation de l'élément de réaction dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, comme on le voit à. la figure 2. Un évidement ménagé de l'autre côté de la bride 13 forme un anneau destiné à porter des plateaux d'embrayage 18 qui sont convenablement dentés, comme on le voit en 19, de sorte qu'ils peuvent glisser axialement sur le coté intérieur de l'anneau.
Le plateau entraîné 9 rigidement fixé sur la partie à épaulement 8 du plateau porteur 6, est fixé par des vis 19' è un organe d'embrayage à bride 20. L'organe d'embrayage 20 possède une saillie cylindrique 21, muni de dents 22 hélicoïdales, comme on le voit très clairement dans la figure 4, de sorte que des dents hélicoïdales intérieures qui se trouvent sur le moyeu 23 d'un anneau denté 24 , qui est l'élément entraîné du mécanisme, puissent s'engager dane celles de l'élément d'embrayage 20 pour provoquer un mouvement axial
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relatif quand un déplacement angulaire relatif se produit entre les éléments 9 et 24.
Un plateau d'embrayage inté- rieur 25 est monté de façon appropriée à l'extérieur du moyeu 23 de l'anneau formant l'élément 24, à l'intérieur duquel des dents hélicoïdales 22 sont prévues.
En face du plateau d'embrayage 25, et du côté opposé de la surface de la bride de l'élément d' embrayage 20, il y a une surface 26 qui s'appuie contre l'embrayage et qui se trouve sur la bride de l'anneau 24, de sorte que le mouvement axial relatif mentionné ci-dessus ferme ou ouvre l'espace compris entreles brides de l'élément d'em- brayage 20 et celui del'anneau 24 pour embrayer ou désem- brayer les plateaux d'embrayage.
Le plateau entraîné 9 porte un certain nombre de ou- jons à pivot 27, placés à intervalles uniformes près de son bord, et sur chaque goujon pivote un élément centrifuge 28, pourvu d'un bras oourt 29 qui s'engage dans une rainure 30 ménagée dans le bord de l'anneau 24. Cet anneau est denté intérieurement pour servir d'élément d'entrée d'un engre- nage épicyclique successif et similaireou il est autrement relié à la charge . C'est pourquoi, le force centrifuge due à la masse excentrique des éléments 28, peut provoquer un déplacement angulaire entre l'anneau 24 et le plateau entraîné 9 quand les conditions de charge et de vitesse sont convenables.
Le fonctionnement des parties décrites dépend unique- ment du couple de réaction de l'engrenage , quand l'élément entraîné 6 et l'élément de réac t ion 11 ont des vitesses rela- tivement différentes pendant la période durant laquelle les conditions passent de l'entraînement par frottement à l'en- traînement par prise directe, lorsque le rapport de l'engre- nage a effectivement fessé de fonctionner , pendant l'aug- mentation du rapport d'engrenage . Evidemment, le renverse-
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ment de ces conditions se produit quand on passe à une vitesse inférieure quand les conditions passent de l'entraîne-
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ment par prise directe à l' entratnement par pi:TiI-tsaa.:e:ll1a: frottement.
On remarquera que le mécanisme à dents hélicoïdales destine à produire la pression d'embrayage, comme il est décrit ci-dessus, n'est pas contrôlé par un couple trans- mis, mais contrôle, par le couple de réaction effectif,la quantité de couple transmis quipeut traverser le système, pendant que le réglage de la vitesse se produit entre les éléments d'engrenage qui ont cessé de produire un rapport d'entraînement. Similairement, un contrôle est effectué quand le système passe de l'entraînement par pris e directeà l'en- traînement par le ressort dembrayage du train.
La continui- té du couple est ainsi réalisée, pendant qu'on maintient le rapport adéquat entre le couple et la vitesse pendant tous les changements de conditions de transmission, tous les choos étant ainsi @@@@@ évités pendant l'embrayage des parties composantes.
REVENDICATIONS.
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1. Tranomiasîon/4uiosance à vitesse variable comprenant un train d'engrenages épioyolique muni d'un embrayage pour régler le train d'engrenages , actionné automatiquement en dépendant conjointement du couple transmis et de la vitesse dans laquelle un ou plusieurs éléments centrifuges transmet- tent l'entraînement à partir de l'élément de sortie du train à l'élément entraîné par celui-cide manière à provoquer une rotation relative entr e les deux éléments susdits lors du changement de vitesse ou lors du changement du couple de réac- tion, et dans laquelle des surfaces -de came,actionnées par les deux éléments susdits, coopèrent pour provoquer le fonctionnement de l'embrayage.
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"Variable speed power transmission mechanism".
The present invention relates to a variable speed power transmission mechanism, in which the control is performed by means of one or more epicyclic gear trains, the speed ratio being changed by adjusting the gear (s). epicyclic, so that the parts of the train (or each train) can (or can) be caused to rotate as a whole.
The invention particularly relates to gears, in which the speed changes take place automatically according to the combined effect of variations in and speed / torque.
Examples of such forms of single or multiple gears
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These epicyclic gears are described in British Patents Nos. 439,828 and 439,855. With particular reference to Figures 9 to. 11 of the drawings appended to the aforementioned first orevet and to Figures 7 to 9 of the destinations appended to the aforementioned second patent, automatic plate clutches are employed and arranged in such a manner that when increasing the speed sella operation of centrifugal weight. to put the clutch or clutches in such a way as to force the elements of the epicyclic gear or trains to rotate as a whole.
The arrangement actually described in the aforementioned patents includes the use of centrifugal weight levers which pivot so as to come into contact with the flat face of a flange rotating at the same speed as the output member of the gear (s). epicyclic, In addition, when increasing the speed, the outward movement of the centrifugal levers rotates the bell cranks which directly engage the pressure plates and thus engage the clutches, Such an arrangement has a certain difficulty, from the construction point of view, given that when the centrifugal levers move apart, they change their effective radius, which generates an increase in mechanical advantage,
so that it is difficult to ensure the engagement of the clutch by the action of the centrifugal levers. Furthermore, the clutch is adjusted only according to the main torque transmitted, since said clutch is incapable of effecting its own disengagement by itself.
The object of the present invention is to allow the clutch to participate in its own disengagement, thanks to its own reaction torque. She has. furthermore, for the purpose of providing a simplified means by which a clutch
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controlling an epicyclic gear train .. can be automatically caused to operate at the correct point, that is, under the conditions suitable for the change when reducing torque or increasing the speed of the output element of the gear train in question.
According to the present invention, the clutch arranged to adjust the epicyclic gear train. or one or more of these trains, when a number of such trains are provided in series, is arranged to be started according to a relative rotation between the output element of the gear and the element driven by the gear, which in the case of a number of series trains can be the input element of the next train.
This is done by interposing one or more centrifugal elements between the output element of the gear train and the element driven by the latter, in such a way that the centrifugal element (s) is or are subjected to the speed. of the output element of the train and to the reaction torque, of the driven element, the two elements which rotate relative to each other actuate cam elements which cooperate to cause axial movement of one two which results in the clutch being engaged or disengaged. In a suitable embodiment, the driven element of the gear train has a sleeve carrying a flange, near the edge of which a number of 'centrifugal elements rotate.
These elements have short control or operating arms which engage in grooves and which engage with eyes formed in the element driven by the gear train, so that if the speed increases or if the torque reaction decreases or if both phenomena occur, the
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Centrifugal elements move outward and advance the driven element relative to the output element of the gear train. Conversely, if the speed decreases or if the reaction torque increases., Or if both phenomena occur simultaneously, the driven element moves backwards relative to the output element as the @@@@@@ @@@ gear ratio is lowered.
Cam elements in the form of teeth or helical ridges form a single piece with said sleeve, and cooperating cam sutfaces are provided on a flange, facing inward, itself provided on the driven element.
The last mentioned flange is the pressure plate or control or operating element of the clutch which is then engaged and puts the gear train out of service.
In order that the present invention be clearly understood and easily carried out, one form of construction of the mechanism according to the invention is illustrated in the accompanying drawings in which: Figure 1 is a vertical axial section; Figure 2 is an elevational view as it appears to an observer to the right of Figure 1, the lower half being a section along the line II-II of Figure 1, Figure 3 is a vertical section along line III-III of Figure 1; and
FIG. 4 is a perspective view showing the elements which control the clutch.
In these drawings, an internally toothed ring 1 has a protrusion forming a sleeve 2, by virtue of which it can be connected to the motor which supplies the power source by a primary clutch not shown in the drawings.
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The ring 1 is engaged with planetary gears 3 which are mounted so as to rotate on ball bearings 4 carried by studs 5 rigidly fixed to a carrier plate 6.
The carrier plate 6 is provided with a projecting sleeve having a partit 7 with a cylindrical bearing and a partà. shoulder 8 at its outer end, said shoulder part comprising keyways which allow a driven plate 9 to be fixed to the shoulder part 8 by means of keys 10. The reaction organ II of the - epicyclic graining is mounted on the cylindrical gear 7 so that a sun gear 12 mounted on the bearing hub can mesh with the planetary gears 3.
At the outer end of the hub of the member 11, a flange 13 has ratchet teeth 14 around its periphery, said teeth being engaged by a pawl 15 pivoting at 17 in the housing 16 so as to prevent rotation of the latch. 'reaction element in the opposite direction to that of clockwise, as seen at. FIG. 2. A recess made on the other side of the flange 13 forms a ring intended to carry the clutch plates 18 which are suitably toothed, as seen at 19, so that they can slide axially on the inner side of the ring.
The driven plate 9 rigidly fixed on the shoulder part 8 of the carrier plate 6 is fixed by screws 19 'to a flanged clutch member 20. The clutch member 20 has a cylindrical projection 21, provided with teeth. 22 helical, as can be seen very clearly in figure 4, so that internal helical teeth which are on the hub 23 of a toothed ring 24, which is the driven element of the mechanism, can engage with those of the clutch element 20 to cause axial movement
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relative when a relative angular displacement occurs between the elements 9 and 24.
An inner clutch plate 25 is suitably mounted outside the hub 23 of the ring forming member 24, within which helical teeth 22 are provided.
Opposite the clutch plate 25, and on the opposite side of the flange surface of the clutch member 20, there is a surface 26 which bears against the clutch and which is on the flange of the clutch. ring 24, so that the relative axial movement mentioned above closes or opens the space comprised between the flanges of the clutch element 20 and that of the ring 24 for engaging or disengaging the plates of 'clutch.
The driven plate 9 carries a number of pivot bolts 27, placed at uniform intervals near its edge, and on each pin pivots a centrifugal element 28, provided with a short arm 29 which engages in a groove 30. formed in the edge of the ring 24. This ring is internally toothed to serve as an input element of a successive epicyclic gear and the like, or it is otherwise connected to the load. Therefore, the centrifugal force due to the eccentric mass of the elements 28, can cause an angular displacement between the ring 24 and the driven plate 9 when the load and speed conditions are suitable.
The operation of the parts described depends only on the reaction torque of the gear, when the driven element 6 and the reaction element 11 have relatively different speeds during the period during which the conditions change from 1 to 3. Friction drive to the direct drive drive, when the gear ratio has actually been in operation, during the gear ratio increase. Obviously, the overthrow-
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ment of these conditions occurs when shifting to a lower gear when the conditions change from the drive
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ment by direct drive to training by pi: TiI-tsaa.: e: ll1a: friction.
It will be noted that the helical tooth mechanism intended to produce the clutch pressure, as described above, is not controlled by a transmitted torque, but controls, by the effective reaction torque, the quantity of. transmitted torque that can flow through the system, while speed adjustment occurs between gear elements that have ceased to produce a drive ratio. Similarly, a check is made when the system changes from direct drive to drive by the clutch spring of the train.
Torque continuity is thus achieved, while the proper ratio of torque to speed is maintained during all changes in transmission conditions, and all shocks are thus avoided during engagement of the parts. components.
CLAIMS.
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1. Variable speed transmission comprising an epioyolic gear train provided with a clutch for adjusting the gear train, automatically operated depending jointly on the torque transmitted and the speed in which one or more centrifugal elements are transmitting. the drive from the output element of the train to the element driven by the latter so as to cause a relative rotation between the aforesaid two elements when changing speed or when changing the reaction torque, and in which cam surfaces, actuated by the aforesaid two elements, cooperate to cause the operation of the clutch.