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MECANISME ROTATIF DE TRANSMISSION D'ENERGIE.
L'invention est relative à des mécanismes de transmission d'énergie dans lesquels des moyens sont prévus pour l'accouplement d'un premier élément rotatif à l'un ou l'autre d'un second et d'un troisième élément rotatif, et dans lesquels des moyens sont prévus pour réaliser automatiquement l'embrayage de commande entre le premier élément et l'élément choisi parmi le second et le troisième élément rotatifs quand un mouvement angulaire relatif tend à se produire entre ce premier élément et l'autre élément rotatif choisi.
La présente invention a pour but de créer un mécanisme du genre décrit offrant des avantages par rapport aux mécanismes de ce genre tels qu'on les a utilisés et proposés auparavant.
Conformément à l'invention, il est créé un mécanisme de transmission d'énergie de rotation comprenant un premier élément rotatif, un second et un troisième éléments rotatifs coaxiaux au premieret des moyens d'accouplement automatique du premier élément au second quand la vitesse de l'un de ces deux éléments tend à dépasser celle de l'autre dans un certain sens, des moyens d'accouplement automatique alternatif de ce premier élément au troisiè- me quand la vitesse de l'un de ces premier ou troisième éléments tend à dépasser celle de l'autre dans un. certain sens, et des moyens comprenant un élément de commande mobile sur l'axe du premier élément pour caler de façon sélective ce premier élément en position d'embrayage avec le second ou avec le troisième élément.
Pour que l'invention puisse être clairement comprise et aisément appliquée, on va à présent la décrire de façon plus détaillée en se référant aux dessins en annexe.
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La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mécanisme de changement de vitesse basé sur l'invention;
Les figures 2, 3 et 4 sont des vues en coupe de la partie supérieure du mécanisme et illustrent le passage de conditions de grande vitesse à celle de petite vitesse;
Les figures 5 à 8 sont des vues de détails correspondant respectivement aux figures 1 à 4.
En se référant aux dessins, le premier élément rotatif mentionné ci-dessus est constitué par un arbre 1 muni d'une bride 2 portant une couronne de griffes d'accouplement 3 uniformément espacées, ainsi que d'une première et d'une seconde série de dentures hélicoïdales 4 et 5, ayant toutes deux le même pas et ayant toutes deux un pas droit. Sur le côté des premières dentures hélicoïdales 4 opposé aux griffes d'accouplement 3 est montée une roue d'engrenage de petite vitesse 6 sur l'arbre 1 sur un tourillon plein et sur le côté de la seconde série de dentures hélicoïdales 5 opposé aux griffes d'accouplement 3, est montée sur l'arbre 1 une roue d'engrenage de grande vitesse 7, également sur tourillon plein.
Les roues d'engrenage 6 et 8 de petite et de grande vitesse constituent respectivement les second et troisième éléments rotatifs mentionnés plus haut. Sur la première série de dentures hélicoïdales 4 est monté un premier élément intermédiaire sous forme d'un mouffle 8 muni de dentures hélicoïdales intérieures qui se vissent sur les dentures hélicoïdales 4 de manière que le mouffle 8 soit astreint à se déplacer suivant une hélice sur l'arbre 1. Un second élément intermédiaire ayant également la forme d'un second mouffle 9 est également astreint à se déplacer sur l'arbre suivant une hélice, en étant muni de dentures hélicoïdales intérieures qui s'engagent dans les dentures hélicoïdales 5.
Le mouffle 8 est muni d'une couronne de dents axiales courtes uniformément espacées 10, de cliquets 11 montés sur des pivots 12, et d'une couronne de dents mâles 13 d'accouplement à mâchoire. La roue d'engrenage de petite vitesse 6 est munie d'une couronne de dents intérieures 14 d'accouplement à mâchoires. Le mouffle 9 est muni d'une couronne de courtes dents axiales uniformément espacées 15, de cliquets 16 montés sur des pivots 17 et également d'une couronne de dents d'accouplement à mâchoires mâles 18. La roue d'engrenage de grande vitesse 7 est manie d'une couronne de dents intérieures 19 d'accouplement à mâchoires. Les cliquets 11 du mouffle 8 ont leurs becs dirigés en sens inverse de ceux des cliquets 16 du moufle 9.
En regardant le long de l'arbre 1 à partir du côté gauche tel que représenté sur la fig. 1, les cliquets 11 ont leurs becs dirigés dans le sens des aiguilles d'une montre, et les cliquets 16 ont leurs becs dirigés en sens inverse des aiguilles d'une montre.
Le mécanisme comprend un manchon de commande 20 portant une première série de dents axiales 21 qui engrènent de façon continue avec les dents axiales 10 du mouffle 8, et une seconde série de dents axiales 22 qui engrènent de façon continue avec les dents axiales 15 du mouffle 9. L'écartement angulaire ét la largeur des dents axiales des mouffles 8 et 9 et du manchon de commande 20 sont les mêmes que l'écartement angulaire et la largeur des griffes d'accouplement 3.
Le rôle du manchon de commande 20 est de caler les griffes d'accouplement 3 de l'arbre au choix sur l'un des deux mouffles 8 et 9 pour la transmission du couple à l'arbre 1 respectivement à partir des roues d'en- grenages 6 et 7. Le manchon de commande 20 est actionné au moyen d'une fourche de sélecteur 20A pénétrant dans une rainure 23 du manchon de commande, la fourche 20A étant montée de manière à pouvoir glisser sur une tige de sélecteur 20B et y étant reliée par une bielle à ressort à double action (voir par exemple la Figure 1 du brevet 424.440).
On admet que les roues d'engrenage 6 et 7 s'engagent respectivement dans deux pignons fixés à un arbre de commande qu'on suppose, à titre
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d'exemple, être l'arbre de transmission d'un moteur, l'arbre 1 étant de façon correspondante l'arbre commandé ou de transmission du mécanisme.
Le mécanisme est représenté sur la figure 1 disposé en position de grande vitesse (voir également la figure 5). Dans cette position, les dents d'accouplement à mâchoires 18 du mouffle 9 engrènent avec les dents d'accouplement à mâchoires intérieures 19 de l'engrenage de la grande vites- se 7, et le manchon de commande 20 est dispos en position axiale telle que ses dentures 21 engrènent avec les griffes d'accouplement 3 de l'arbre de transmission 1. Du fait que les denture axiale 22 du manchon de commande 20 engrène avec la denture axiale 15 du mouffle 9, ce dernier ne peut pas se déplacer hélicoïdalement sur l'arbre de transmission 1 et est par conséquent empêché de se dégager de l'embrayage de commande avec l'engrenage de grande vitesse 7.
Celui-ci est ainsi accouplé de manière à pouvoir être commandé dans deux directions, à l'arbre de transmission, qu'on suppose tourner en sens inverse des aiguilles d'une montre quand on regarde le mécanisme à par- tir de la gauche de la figure 1, comme l'indique la flèche. Le mouffle 9 se trouve dans une position indépendante des cliquets, pour laquelle les cli- quets 11 fixés sur lui sont espacés axialement des dents 14 de l'accouplement à mâchoire de la roue d'engrenage de petites vitesses 6, et sont retenus dans cette position par l'engrènement des dentures 21 du manchon de commande avec les dentures 10 du mouffle 8.
Si on désire passer de la grande à la petite vitesse, celle-ci est obtenue en déplaçant la tige du sélecteur 20B vers la gauche jusqu'à ce que l'encoche 24 qui s'y trouve reçoive le dispositif d'arrêt 25 de manière que le ressort 26 soit comprimé et que la fourche 20A ait tendance à dépla- cer le manchon de commande 20 vers la gauche. Aussi longtemps qu'un couple appréciable est transmis par l'intermédiaire de la roue d'engrenage de grande vitesse 7 au moyen des dentures qui s'engrènent 15, 22 et 21,3, le manchon de commande 20 ne se déplace pas suivant son axe.
Quand le couple de commande est interrompu, par exemple en fermant le carburateur du moteur, le manchon de commande 20 est libéré de sa charge et se déplace vers la gauche sous l'action de la tige à ressort comprimée jusqu'à ce que ses dentures à pas droit 22 butent contre les extrémités de droite des griffes d'accouplement de l'arbre 3 disposées angulairement (voir les Figures 2 et 6) de manière à arrêter le manchon de commande 20 dans les conditions telles que décrites jusqu'à présent.
Ge mouvement du manchon de commande 20 amène sa série de dentures axiales de gauche 21 -,lors d'atteinte des griffes d'accouplement 3 de l'arbre de sorte qu'à ce moment il n'existe aucun calage rotatif entre les mouffles 8 et 9 d'une part et l'arbre 1 d'autre part, et les mouffles 8 et 9 sont aptes à se visser sur les dentures respectives 4 et 5 par rapport à l'arbre 1.
Un couple de commande est restauré à ce moment en ouvrant le carburateur du moteur , ce qui a pour effet de visser le mouffle 9 vers la gauche le long de l'arbre 1 jusqu'à ce que ses dents d'accouplement à mâchoires 18 n'engrènent plus avec les dents d'engrenage à mâchoires 19 de la roue d'engrenage de grande vitesse 7, et que ses cliquets 16 sont en prise avec ces dents 19 comme avec un rochet.
Puisque les deux mouffles 8 et 9 sont accouplés pour se déplacer angulairement sous l'action du manchon de commande 20, le mouvement angulaire du mouffle 9 quand il se visse vers la gauche oblige le mouffle 8 à se visser également vers la gauche et fait ainsi encliqueter les cliquets Il du mouffle 8 avec les dents 14 de l'accouplement à mâchoires de la roue d'engrenage de petite vitesse 6 (Figures 3 et 7). Par suite du couple de commande appliqué, la roue d'engrenage de petite vitesse 6 accélère son mouvement et aussitôt qu'elle tend à dépasser la vitesse de l'arbre 1,
un cliquet 11 du mouffle 8 s'engage dans une dent 14 d'accouplement à mâchoires de la roue d'engrenage de petite vitesse 6 et le mouffle 8 est ainsi vissé vers la gauche contre une butée axiale 23 de manière à faire engrener ses dents 13 d'accouplement à mâchoires avec les dents d'accouplement à mâchoires 14 de la roue d'engrenage de petite vitesse 6. Le mouvement angulaire du mouffle 6 se vissant vers la gauche fait exécuter au mouffle 9 un mouvement
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angulaire similaire de sorte qu'il se visse également vers la gauche dans une position indépendante des cliquets, pour laquelle ses cliquets 16 sont hors de portée d'encliquetage des dents d'accouplement à mâchoires de la roue d'engrenage à grande vitesse 7.
Le mécanisme est ainsi embrayé en petite vitesse, mais n'est pas encore calé dans cette position.
Le mouvement angulaire du manchon de commande central 20 provenant du mouvement de vissage des mouffles 8 et 9 vers la gauche mentionné en dernier lieu amène la denture 22 du manchon de commande 20 vis-à-vis des espaces existant entre les griffes d'accouplement d'arbre 3 de sorte que le manchon de commande 20 peut maintenant se déplacer axialement vers la gauche sous l'action de la bielle à ressort comprimé, en amenant la denture 22 existant sur le manchon de commande 20 et s'engrenant de fagon continue avec la denture 15 du mouffle 9, en contact d'engrènement avec les griffes d'accouplement 3de l'arbre. Cette condition du mécanisme est représentée sur les Figures 4 et 8.
Le mouffle 8 qui est vissé contre sa butée axiale 23 par le couple de commande, est ainsi empêché de se déplacer vers la droite sous l'action du couple de dépassage, et le mécanisme est ainsi calé en petite vitesse.
Si lorsque le carburateur est ouvert et que le couple du moteur est transmis à l'arbre 1 par l'intermédiaire de l'engrenage de petite vitesse 6, on désire passer de la petite à la grande vitesse, on déplace la tige de sélecteur 20B vers la droite jusqu'à ce que'son encoche 27 reçoive le dispositif d'arrêt 25, en comprimant ainsi le ressort 28 de manière que la fourche 20A déplace le manchon de commande 20 vers la droite, ce déplacement pouvant se produire librement aussi longtemps qu'un couple de commande se transmet par l'intermédiaire du mouffle de gauche, qui, comme on l'a dit, est vissé contre sa butée axiale 23 par le couple de commande.
Le mouvement du manchon de commande 20 se poursuit vers la droite jusqu'à ce que sa denture 22 se dégage des griffes d'accouplement 3 de l'arbre et que sa denture 21 est arrêtée par les extrémités des griffes d'accouplement 3 de l'arbre.
Les mouffles 8 et 9 sont alors libres de se déplacer angulairement par rapport à l'arbre 1 et quand le carburateur est fermé, et que le couple de commande est supprimé, l'arbre de transmission 1 tourne plus vite que la roue d'engrenage de petite vitesse 6 et le mouffle 8 se visse vers la droite en dégageant ses dents d'accouplement à mâchoires 13 des dents 14 de l'accouplement à mâchoires de la roue d'engrenage à petite vitesse 6 en provoquant ainsi l'engagement des cliquets en position d'encliquetage avec les dents 14 de l'accouplement à mâchoires.
Le mouvement angulaire du mouffle 8 entraîne un mouvement angulaire analogue du mouffle de droite (du fait que les mouffles sont accouplés dans leur mouvement angulaire par le manchon de contrôle 20) qui par conséquent se visse vers la droite de manière à amener ses cliquets 16 en position d'encliquetage avec les dents 19 d'accouplement à mâchoires de la roue d'engrenage de grande vitesse 7. La vitesse du moteur continue à diminuer, par suite de la fermeture du carburateur, et au moment où l'arbre de transmission 1 tend à tourner plus vite que la roue d'engrenage à grande vitesse 7, un cliquet 16 du mouffle 9 s'engage dans une dent 19 d'accouplement à mâchoires de la roue d'engrenage à grande vitesse 7 et le mouffle 9 se visse vers la droite contre une butée axiale 24,
et dans cette position, ses dents d'accouplement à mâchoires 16 engrènent avec celles de la roue d'engrenage à grande vitesse 7. Ce mouvement du mouffle 9 visse le mouffle 8 davantage vers la droite en position indépendante des cliquets, et provoque également le déplacement angulaire du manchon de commande 20 de manière à amener sa denture 21 vis-à-vis des espaces compris entre les griffes d'accouplement 3 de l'arbre. Il en résulte que le manchon de commande 20 se déplace vers la droite sous l'action de la bielle à ressort de manière que sa denture 21 engrène avec les griffes d'accouplement 3 de l'arbre.
Le mouffle 9 ne peut par conséquent pas se visser vers la gauche le long de l'arbre quand le couple de commande est de nouveau appliqué et le mécanisme est ainsi bloqué en grande vitesse (figures 1 & 5).
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Il est désirable de laisser un léger jeu angulaire entre la denture 21 du manchon de commande 20 et les griffes d'accouplement 3 de l'arbre de manière que, lorsque le carburateur est ouvert pour restaurer le couple de commande, le mouffle 9 se visse légèrement à gauche. Quand alors le couple de commande est débrayé pour passer en petite vitesse, le couple restant déplace le mouffle 9 vers la droite contre sa butée 24, en garantissant ainsi que le manchon de commande 20 soit libéré de toute charge.
Les conditions sont favorables à l'emploi de paliers à tourillons pleins, car lorsque la charge est transmise, la roue d'engrenage en fonction 6 ou 7 ne tourne pas par rapport à l'arbre et par conséquent il n'existe pas de mouvement relatif sur le palier quand il est chargé. Inversement, quand il existe un mouvement de rotation relatif, le palier ne reçoit aucune charge.
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1. Mécanisme rotatif de transmission d'énergie caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément rotatif, un second et un troisième élé- ment rotatif coaxiaux au premier, et des moyens permettant d'accoupler auto- matiquement le premier élément au second quand la vitesse de l'un des deux premiers ou éléments tend à dépasser celle de l'autre dans un certain sens, des moyens pour accoupler alternativement et automatiquement ce premier élé- ment au troisième quand la vitesse de l'un de ces premier et troisième élé- ments tend à dépasser celle de l'autre dans un certain sens, et des moyens comprenant un élément de commande mobile axialement sur le premier élément, pour caler de façon sélective ce premier élément en position d'engrènement avec le second ou avec le troisième élément.
2. Mécanisme rotatif de transmission d'énergie suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'accouplement automatique comprennent des premiers et seconds éléments intermédiaires astreints à un mouvement hélicoïdal sur le premier élément.
3. Mécanisme rotatif de transmission d'énergie suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le premier élément rotatif est muni d'une couronne de griffes d'accouplement, les premier et second éléments intermédiaires sont munis chacun de dentures axiales et l'élément de commande est muni d'une première série de dentures axiales engrénant avec les dents du premier élément intermédiaire et pouvant engrener avec les griffes d'accouplement du premier élément rotatif quand le second élément intermédiaire engrène avec le troisième élément rotatif, et d'une seconde série de dentures axiales qui engrènent avec la denture du second élément intermédiaire et peuvent s'engager avec les griffes d'accouplement du premier élément rotatif quand le premier élément intermédiaire engrène avec le second élément rota- tif .
4. Mécanisme rotatif de transmission d'énergie suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la disposition angulaire des griffes d'ac- couplement est telle qu'elles arrêtent la première série de dentures sur l'élément de commande quand le premier élément intermédiaire est calé en position d'engrènement avec le second élément rotatif, et en ce qu'elles arrêtent la seconde série de dentures sur l'élément de commande quand le second élément intermédiaire est calé en position d'engrènement avec le troisième élément rotatif.
5. Mécanisme rotatif de transmission d'énergie suivant les reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour effectuer l'accouplement automatique du premier élément rotatif aux second et troisième éléments rotatifs comprennent des commandes à rochets associées respectivement aux second et troisième éléments rotatifs.
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