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MECANISME DE TRANSMISSION PROGRESSIVE AUTOMATIQUE.
La présente invention a pour objet un mécanisme destiné à la transmission continue du mouvement de rotation du vilebrequin, entraîné par le mouvement du piston d'un moteur ou d'une machine analogue, au joint de cardan et aux arbres à cardan suivants, en éliminant les accouplements et changement de vitesse connus jusqu'ici. Le nouveau mécanisme de transmission peut être monté entre moteur et cardan de tout type des véhicules sur lesquels il rend des services considérables, comme cela a été vérifié en pratique sur des véhicules de constructions les plus' diverses, et où il s'est avéré également que, du fait des nouvelles caractéristiques selon l'invention, le couple moteur était constant et les différences de charge par contre étaient différentes et continuellement variables.
Le nouvel appareil fonctionne automatiquement et sans organe intermédiaire, seule la puissance développée par l'arbre menant et la résistance offerte par l'arbre mené entrant en jeu, les vitesses relatives des deux arbres n'ayant absolument pas à être prises en considération. Le nouveau mécanisme de transmission remplace, comme il a été déjà dit, l'accouplement et le changement de vitesses, mais peut servir aussi, à condition d'être monté convenablement, comme remplacement du mécanisme régulateur, comme frein, comme¯ dynamomètre, comme dispositif de prise de force sur les tracteurs, etc.
Le nouveau mécanisme de transmission fonctionne automatiquement et mécaniquement sans friction et avec une grande précision comme cela a été démontré sur des modèles et pratiquement aussi sur des automobiles.
La construction du mécanisme selon l'invention est en soi extrêmement simple et repose sur des principes mécaniques dont l'application pratique dans cette technique et pour des usages tels que ceux décrits ci-après est absolument nouvelle.
A titre d'exemple nullement limitatif, on a représenté au dessin un exemple de réalisation d'un mécanisme selon l'invention.
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Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'arbre moteur ou d'entrée 1 a la forme d'un T et est relié d'une manière quelconque,connue en soi, avec l'arbre d'entraînement du moteur. Les deux bras transversaux de l'arbre d'entrée formant un T portent les anneaux ou bagues 2 et 3 qui forment un joint de cardan.
La bague intérieure 2, la plus petite, entraîne un court arbre intermédiaire 4 relié de manière convenable sur lequel à son tour est enfilée dans la partie médiane la bague 7 montée folle et qui supporte à son autre extrémité le pignon 5 (monté fixe sur l'arbre 4) d'une transmission épicycloidale. La bague extérieure, la plus grande, 3 met et entretient en mouvement le volant 6, l'accouplement étant réalisé par deux broches prévues à l'intérieur du volant qu'elles relient avec la bague 3 indiquée.
Le volant 6 est porté par une bague en saillie et d'une seule pièce avec ledit volant et lui servant de tourillon, par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux; celui-ci est logé dans une pièce 8 servant de pont, qui forme, avec les boulons 17 et 18 et le bandage 9 entourant le volant, la suspension à cardan-dudit volant qui de cette façon est entraîné en rotation autour de son axe de symétrie par la plus grande bague 3 et l'arbre moteur 1, ledit volant pouvant prendre dans l'espace toute position voulue en oscillant autour des axes des broches 17 et 16, volant dont le centre de gravité seul est fixe.
Sur la face dudit volant 6 opposée au collet annulaire fixé sur lui, est vissé de manière convenable un tronc de cône 10 creux en forme d'entonnoir, de l'orifice le plus petit duquel sort, avec un jeu suffisant, l'arbre 4 sur lequel est enfilée la bague 7. Grâce à cette disposition et à ce montage selon l'invention, le mouvement du. volant 6 déjà indiqué assure, dans la suspension à cardan indiquée, un mouvement gyroscopique libre dont l'utilisation technique sous cette forme est, en soi, absolument nouvelle.
Le pignon conique 5 du train épioycloldal qui est, comme on l'a déjà dit, claveté sur l'arbre intermédiaire 4, ou qui est fixé sur lui d'une façon quelconque , est constamment en prise avec une couronne dentée 11 conique intérieure qui, à son tour est montée dans une tête 12. La tête indiquée est montée,sur un arbre 13 se terminant en forme de champignon par l'intermédiaire duquel s'opère la transmission de force au joint de cardan du véhicle; il est pourvu à son tour intérieurement d'une pièce de bronze cylindrique 14 qui est percée d'un alésage fortement incliné et dans lequel est enfilée librement l'extrémité libre de l'arbre intermédiaire 4, de façon à assurer ainsi l'engrènement nécessaire du pignon 5 et de la couronne dentée conique intérieure-11.
La pièce de bronze cylindrique 14 logée dans un roulement à billes, ce qui assure un mouvement aisé de rotation dans la tête 12, du fait de la force prenant naissance par le mouvement de rotation du pignon conique 5 sur la paroi intérieure de la couronne dentée 11.
Le petit arbre intermédiaire 4 tourne donc en s'appuyant, à une extrémité, sur la petite bague intérieure 2 du cardan et, à l'autre extrémité, dans la pièce de bronze 14.
En ce qui concerne enfin le boîtier 15, il s'agit purement et simplement d'une sorte de carter qui entoure le mécanisme et qui lui donne sa rigidité de construction et sa stabilité. Dans ce carter sont montés le roulement à billes de l'arbre d'entrée 1 ainsi que le roulement à billes de l'arbre de sortie 13 et la broche 16 du bandage 9 de la suspension à cardan.
De ce qui précède, il résulte que les axes géométriques de l'arbre moteur 1 formant un T, de l'arbre de sortie 13 à entraîner, des broches du joint de cardan 2 et 3, ainsi que les broches 17 et 18 de la suspen- sion à cardan sont concourants en un point qui se trouve à l'intérieur de l'articulation à cardan ; sur l'axe 1 et au centre géométrique du volant 6.
Le fonctionnement du mécanisme de transmission selon l'invention sous la forme qui vient d'être décrite est le suivant :
Si l'on suppose qu'une machine, par exemple un moteur à explosion, développe peu de puissance, donc tourne à faible vitesse de rotation, le volant 6 tourne également lentement, à une vitesse correspondant à celle de l'arbre moteur, du fait de ce développement de puissance réduit et de
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cette faible vitesse de rotation , le volant 6 ne peut pas empêcher le pi- gnon 5 de rouler, c'est-à-dure de tourner à vide, sur la denture intérieure de la couronne 11; la couronne 11 reliée avec l'arbre de sortie 13 et, de la sorte, également avec le cardan et l'arbre du véhicule, demeure donc im- mobile et par conséquent tout le véhicule.
Si alors, dans les mêmes condi- tions expérimentales, la marche du moteur est accélérée, si donc par consé- quent on développe ùne puissance pratiquement utilisable, alors la vitesse de rotation dû volant 6 s'accroît en même temps que s'accélère la marche du mo- teur; du fait de cette augmentation de vitesse de rotation, le volant acquiert une certaine stabilité, comme cela se passe dans le cas du mouvement d'une toupie avec les oscillations de son axe géométrique dans le cas d'une vi- tesse décroissante et sa stabilité pendant son mouvement rapide.
Du fait de cette augmentation de vitesse de rotation le volant acquiert une certaine stabilité et il s'oppose à la force perturbatrice prenant naissance pendant le mouvement du pignon sur la couronne intérieure, ce qui empêche et arrête le roulement et la rotation folle du pignon sur la couronne dentée, et a pour résultat d'immobiliser ce pignon dans la denture de la couronne 11, d'entraîner celle-ci, par conséquent, en rotation, et, naturellement, en même temps, l'arbre à cardan et les roues du véhicule.
Cette force régulatrice et de commande dépend de la vitesse de l'arbre moteur comme il résulte de la description ci-dessus; mais elle est également influencée par la résistance que le véhicule oppose par l'in- termédiaire de l'arbre de sortie.
Le rapport des vitesses de rotation de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie est commandé de façon permanente, constante, progressive et automatique. Le nombre des rapports de vitesse de marche est pratique- ment extrêmement élevé, on peut même dire presque infini, et il faut noter que le changement de vitesse s'opère à chaque fois de manière automatique et continue.
Le mécanisme qui vient d'être décrit est en soi non réversible, c'est-à-dire donc que l'arbre d'entrée peut entraîner l'arbre de sortie de la manière indiquée mais que l'inverse n'est jamais possible.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 2 et qui constitue un perfectionnement à l'appareil de transmission à volant , qui vient d'être décrit, la saillie annulaire, d'une seule pièce avec le volant 6 et sur laquelle tourne ledit volant dans la pièce 8 servant de pont, est disposée du côté opposé de ce volant, de telle sorte que ladite saillie annulaire puisse venir de fonderie d'une seule pièce avec le tronc de cône 10 creux; cette pièce conique 10 en forme d'entonnoir est modifiée de manière qu'elle puisse supporter le roulement à rouleaux du pont 8; on parvient ainsi à faire tourner le volant 6 porté par le cône, tout en assurant également les fonctions antérieurement remplies par le tronc de cône 10.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3, on a apporté une simplification radicale à tout le système de transmission à volant. La modification réside en ce que, tout en conservant les autres éléments indiqués aux planches 1 et 2, on a supprimé la suspension à la cardan constituée par les éléments 8, 9, 16 et 17 du volant 6, et que celui-ci est supporté par le joint de cardan 3 et l'arbre d'entrée 1. Le rôle joué par la coquille en forme de cône 10 se limite dans ce cas à l'action indiquée sur la figure 1, c'est-à-dire à transmettre par la bague 7 au volant 6 toutes les variations de position subies par le court arbre intermédiaire 4 pendant le déplacement du pignon conique 5 dans la couronne dentée 11.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 4, il est prévu une autre modification du mécanisme à volant initial, réalisation dans laquelle on a bien conservé la simplification selon la figure 3, mais où l'on a monté un train planétaire cylindrique sur la partie de l'axe dirigé vers la sortie.
Dans cet exemple de réalisation, l'arbre l'est prolongé et pénètre dans la tête 12' où il repose sur des paliers à billes. Sur l'extré-
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mité de l'arbre est claveté, ou fixé d'une autre manière, un pignon 19 qui agit sur les trois satellites 20, qui à leur tour sont en prise avec la denture intérieure cylindrique de la pièce annulaire 11". Cette pièce est fixée de manière appropriée à l'arbre de sortie 13'. Le porte-satellites 18 est pourvu d'un collet en saillie en forme de douille excentrique supportant la bague 7'. Cette bague 7' agit sur le cône 10 en forme d'entonnoir du volant 6,dans les conditions indiquées précédemment.
Dans l'exemple de réalisation du mécanisme de transmission selon l'invention représenté à la planche 5 il est prévu une simplification résidant dans le fait que dans ce type, la couronne dentée intérieure est supprimée et qu'il n'est fait emploi que d'une pièce à denture extérieure, L'arbre de sortie 23 constitue une seule pièce, à cet effet,avec le pignon 22 monté sur la tête de l'arbre; la denture de ce pignon est en prise avec celle du pignon 21 qui est d'une seule pièce avec les pignons 20. Les pignons 20 sont en prise avec le pignon 19 qui est claveté sur l'arbre d'entrée 1'. Le porte-satellites 24 et 18 supporte sur la partie 18 la couronne selon la figure 4 d'une seule pièce avec lui, et sur laquelle est enfilée la bague 7'de la manière décrite précédemment.
En supposant qu'il soit sans importance que l'arbre de sortie tourne en direction opposée à celle de l'arbre d'entrée, on peut naturellement, dans ce cas, simplifier considérablement le mode de montage.
L'arbre d'entrée (1 ou 1') et l'arbre de sortie (13,13' ou 23) sont montés l'un à la suite de l'autre en direction axiale, chacun des deux axes tournant indépendamment de l'autre dans les paliers ménagés dans le carter 15.
Dans toutes les réalisations précédemment indiquées, il est compréhensible que le mouvement propre du volant entraîne toujours une petite perte de vitesse sur l'arbre de sortie par rapport à l'arbre d'entrée; de même la différence de diamètre entre les satellites et la couronne dentée entraîne une perte de vitesse sur l'arbre de sortie. Cette diminution de vitesse est alors compensée en diminuant de façon convenable le rapport existant entre le pignon d'entraînement et la couronne du aifférentiel ordinaire du véhicule. On arrive ainsi à ce que, comme on l'a dit, le véhicule ne perde pas de vitesse finale et puisse même au contraire en gagner.
L'appareil qui vient d'être décrit peut encore alors être complété par montage d'un élément auxiliaire qui empêche le mouvement gyroscopique libre du volant, grâce à quoi, on parvient à ce que les éléments du mécanisme de transmission ne viennent plus en prise, et que l'arbre moteur et l'arbre de sortie ne soient plus accouplés. Le mécanisme réunissant les deux arbres, peut être débrayé, en faisant en sorte que la bague conique 7 soit dans ce cas poussée axialement contre le volant 6 et pénètre par coulissement dans l'orifice du cône 10.
Au moyen d'un autre mécanisme auxiliaire, on peut empêcher tout changement de position du système planétaire de l'arbre intermédiaire 4, de manière que lesdits éléments soient fixés dans une position déterminée où ils peuvent alors tourner, bien entendu; tout le mécanisme de transmission peut ainsi agir en prise directe, du fait qu'il se produit un accouplement direct de l'arbre moteur avec l'arbre entraînée cette utilisation d'un mécanisme auxiliaire convenable serait à envisager pour une circulation directe en ligne droite et sans dénivellation.
Dans le cas du montage sur un véhicule de l'appareil réalisé selon l'invention, il est nécessaire de prévoir l'adjonction d'un mécanisme de renversement de marche qui pourrait comporter un point mort, du type Wilson ou d'un autre type.
Le mécanisme de transmission automatique et progressif qui vient d'être décrit peut être réalisé avec des dimensions quelconques.
Les exemples de réalisation décrits ont été représentés aux fi-
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gures 1 à 5 en élévation latérale, la partie gauche étant vue en coupe longitudinale et la partie droite en perspective avec arrachement partiel.
On n'a pas tenu compte sur les figures du carter 15 entourant le mécanisme pour faciliter la représentation.
En résumé, on doit souligner encore les avantages de l'appareil selon l'invention, à savoir : a) grande puissance de transmission, la réduction de poids et de dimension de l'appareil devant être soulignée. Il est également important de noter que le volant du moteur d'entraînement peut être utilisé comme volant du mécanisme de transmission décrit. b) forte accélération à la mise en marche du véhicule de même qu'aux changements de vitesse, du fait que toute l'énergie du moteur peut entrer en action. c) toutes les pentes peuvent être prises facilement du fait que la vitesse de l'arbre moteur s'adapte facilement à celle de l'arbre à entraîner. d) grande facilité de commande aussi bien au démarrage que lors de la prise de courbes et de pentes. e) construction simple avec des matériaux et des éléments appropriés à la production en série.