Changement de vitesse à friction. L'invention concerne un changement de vitesse à. friction du type d'ans lequel une tête rotative à. commander est disposée pour faire un contact de face avec une tête rotative de commande, une position de commande di- recte-étant prévue dans laquelle les deux têtes sont a.xialement en prise l'une avec l'autre à la.
façon d'un embrayage conique, et une sé rie de positions de commande indirecte étant prévue, @dans lesquelles l'une .des têtes est dé placée latéralement, sur une étendue variable par rapport à. l'autre @de façon que le con tact se produit entre les surfaces de travail des deux têtes en des endroits excentrés dont les distances radiales depuis les axes respec tifs des têtes sont inégales.
L'invention a. pour but -de permettre un réglage automatique et continuel du rapport d e transmission dans ce genre de changement de vitesse, et à cet effet, le changement de vitesse à friction suivant l'invention com porte des moyens de réglage grâce auxquels la position de la tête latéralement déplaçable par rapport ,à l'axe de l'autre tête, ou tête de commande, peut se régler automatiquement en dépendance de la vitesse du mouvement de commande et du couple de la, résistance à vaincre, ladite autre tête; ou tête de com mande, étant combinée avec des moyens à pression axiale pour maintenir le contact. de commande entre les têtes pendant le déplace ment latéral de la première tête.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, d'ans lequel: La fig. 1 montre en coupe longitudinale les roues de commande et commandée du changement de vitesse en application à un véhicule léger à moteur, la tête à comman der étant déplacée latéralement vers le haut en position excentrée par rapport à. la. tête de commande;
La fig. 2 est une vue en bout correspon dante, en regardant de gauche à la. fig. 1, les lignes pointillées représentant la position ,des parties lorsque les deux têtes sont en po sition coaxiale; La fig. 3 est une coupe de.: détail suivant la ligne 3-3 de la fig. 1; La fig. 4 est un diagramme pour l'expli cation du réglage automatique de la tête dé- plaçable en raison du couple de résistance à vaincre;
Les fig. 5 et 6 montrent un dispositif servant à un réglage manuel de la position de la roue déplaçable.
Les fig. 1 à 3 montrent un arbre moteur a sur lequel est monté à la place @du volant usuel une tête Ue commande rotative sous forme de boîte cylindrique creuse b avec un couvercle c en forme de calotte, ayant un disque de face tronconique c', ce couvercle c pouvant coulisser axialement sur le corps de la boîte b, sur lequel il est normalement maintenu en place, à fond de course, par des ressorts d logés dans :des :
douilles dl vissées sur le fond de la- boîte, et par des tiges à pis ton d2 vissées dans .le couvercle c'. La paroi périphérique b' de la boîte b est entaillée suivant une direction axiale en plusieurs points de son pourtour, chacune de ces en tailles b recevant une clavette de commande e qui est fixée à la périphérie interne du cou vercle c par une paire de boulons e@, un bou lon de chaque paire étant muni d'un galet e2. A l'intérieur de la,
boîte b est montée une cage rotative en forme d'un anneau cylindri que f dont le bord arrière ,est supporté par un roulement de butée à billes<B>f',</B> tandis que le bord avant est découpé de façon .à former -des cames f Z à des endroits correspondant à l'es pacement des fentes b= et des boulons e@. Les galets e2 précités sont en prise avec les sur faces actives des cames fz de façon que, par suite de la rotation de l'anneau f dans une direction, le couvercle c se déplace en avant :
dans le sens axial de la boîte b, à l'encontre de l'action des ressorts de rappel d, la rotation de la cage f étant produite par l'action d'un dispositif de réglage qui tend à faire avancer le couvercle c en dépendance de l'augmenta tion & la vitesse de rotation. Ce dispositif de réglage comporte des leviers à poids g pi votant en g' sur le fond de la boîte b et ayant des segments dentés g2 engrenant avec des parties dentées f3 prévues à l'intérieur de la cage f.
L'arbre de propulsion lt actionnant le véhicule est relié au pignon de commande non représenté de l'essieu arrière de celui- ci par un joint universel qui permet un dé placement angulaire :de l'arbre, et l'extrémité avant de cet arbre est reliée par un second joint universel, h', à la tête à. commander du changement de vitesse à. friction, un mouve ment axial étant rendu possible à l'aide d'un arbre télescopique ou un joint à. piston d'un genre connu.
La tête à commander du changement de vitesse à friction est montée sur un arbre i. supporté dans :des paliers i' à l'extrémité li bre d'un arbre j, l'extrémité arrière de ce bras étant munie d'un joint universel W, et l'extrémité avant de cet arbre i porte la tête rotative à commander Ic, laquelle présente une couronne à. face ide friction annulaire <B>le'</B> de forme conique, de la, même inclinaison que la face conique du disque c' du couver cle coulissant c de la. tête de :commande.
La tête à commander<I>le</I> comporte - un disque in termédiaire k2 portant sur un côté la, cou- roune à face de friction le' et dont l'autre côté est en contact avec une seconde face de friction 1c3, les matières employées pour les paires respectives de faces en :contact ayant des coefficients de friction différents.
Le bras j présente une longueur un peu plus grande que le rayon des têtes de com mande et à commander (fig. 2) de façon qu'il oscille autour d'un pivot j' situé à côté de cette dernière, l'arbre i de la tête à comman der pouvant ainsi se déplacer latéralement à. partir d'une position coaxiale avec la tête ,le commande le long d'une trajectoire arquée vers un bord de cette dernière.
La, trajectoire de la. tête à commander latéralement d6pla- ça@ble peut être établie @de façon .à suivre une courbe (indiquée en traits mixtes à la. fig. 2) qui se rapproche d'un rayon vertical de la tête de commande, le pivot j1 :
du bras j étant situé sur l'une ,des pièces latérales l du châs sis du véhicule et la tête à commander se dé plaçant, en regardant le dessin, graduellement vers le haut lorsqu'il passe de la position coaxiale représentée en pointillé à la fig 2 à une position de changement -de vitesse jus qu'à ce qu'elle atteigne la position représen tée aux fig. 1 et 2.
Le bras j est commandé par une bielle télescopique â ressort ni. qui s'appuie par l'in- termédiaired'un aboutement à bille m.' sur la pièce latérale opposée l du châssis -du véhi cule et est reliée à.
un prolongement dirigé vers le haut j2 du bras j, le ressort enfermé dans la bielle télescopique travaillant à la compression (de façon qu'il tend à soulever le bras j et à, déplacer ainsi la tête comman dée de sa position coaxiale en alignement avec l'arbre de commande vers la position représentée aux fig. 1 et 2.
Le bras j a la. forme -d'un<B>T</B> avec un pro longement inférieur j3 sur le côté opposé de j2, !et à. ce prolongement inférieur j3 est re liée au moyen d'un joint à. bille 7a1 une barre d'appui 7i, reliée par articulation au levier à main p (fi:-. 5) et grâce à laquelle l'arbre i. peut résister :à la. pression agissant entre les têtes de commande et à commander.
L'autre extrémité de la barre d'appui ii. est pourvue, comme représenté à. gauche de la fig. 1, d'un dispositif amortisseur à ressort n\ et d'une pièce d'articulation à. bille ja' qui reçoit la poussée, la, compression initiale du ressort étant réglable à l'aide d'un écrou îa4.
Lorsque le moteur est au repos, ou lors qu'il marche à une allure modérée, il ne se produit point de contact effectif entre le dis que conique c' de la. tête de commande et la tête à. commander k, mais aussitôt que lie mo teur est amené à une vitesse prédéterminée en abaissant la, pédale d'accélérateur ou un organe analobg-ue, le dispositif de réglage g, g', <B><I>g2</I></B> fait tourner l'anneau f à l'intérieur de la boîte b pour faire avancer le couvercle cou lissant c de façon à amener le disque coni que c' en prise avec la face annulaire k' de la tête commandée.
Lorsque les pièces entrent ainsi en contact, la, force axiale exercée sur le disque coulissant c' par le dispositif de réglage est transmise aux surfaces -de fric tion, le mouvement étant transmis à la tête à commander k aussitôt que cette force pro duit un couple suffisant pour surmonter la résistance du mouvement; les deux têtes tour nent alors;
ensemble dans la même .direction, mais en position excentrée l'une par rapport à l'autre (fig. 1) et avec des vitesses diffé rentes, une réduction de transmission de mouvement se produisant dans le changement de vitesse proportionnellement aux rayons respectifs des têtes à partir de leur point ou surface de contact.
Si la vitesse du moteur continue à aug menter, le dispositif de réglage tend à pous ser le couvercle coulissant c encore plus loin en avant, ce qui oblige la tête à commander k à se déplacer sur la, tête de commande vers la position coaxiale, le bras j étant amené à osciller à l'encontre de sa bielle à ressort <I>m;
</I> la tête à commander<B>le</B> est ainsi rappro chée de plus en plus de sa position coaxiale par rapport à. la, tête de commande de façon que le rapport de transmission du change ment de vitesse augmente graduellement, jusqu'à ce que les d'eux -têtes atteignent fi nalement la. position coaxiale, dans laquelle les surfaces @de friction sont en .contact per manent sur leur circonférence entière de fa çon qu'il en résulte une commande directe de l'arbre -de propulsion par le moteur.
Le dispositif amortisseur a pour effet de limiter la pression agissant entre le cône de com mande c' et la tête à, commander et en ou tre de réduire cette pression automatiquement lorsque cette tête s'élève (dans le dessin), le déplacement de la tête k vers la position co axiale permettant au dispositif amortisseur à ressort de se détendre à mesure que la roue se déplace vers le bas du cône c', le bras j pouvant coulisser le long de son arbre comme décrit dans la suite.
Si la vitesse du moteur diminue pour une raison quelconque, le dispositif de réglage permettra au disque à- cône c' @de reculer de la tête .à commander; le bras à. ressort j idé- plaçant alors la tête à commander <B>le</B> latérale ment vers le haut, tout en maintenant le con tact à friction, mais à un rapport -de trans mission plus petit.
La commande à ressort par la bielle ni peut être telle qu'elle exerce un effet maxi mum dans la. position de contact infé rieure des têtes et un effet plus petit dans la position de contact supérieure des têtes, en disposant la. bielle à ressort an, de telle façon qu'elle forme un mécanisme de levier .à genouillère en combinaison avec le prolongement j2 du bras j, le bras de le vier de la bielle<B>à,</B> ressort diminuant au fur et .à mesure que la. tête à commander s'appro che de la position de commande directe.
En plus du réglage automatique du rap port de transmission de mouvement suivant la vitesse -du moteur, il y a. un réglage ad ditionnel ou complémentaire suivant la ré sistance au mouvement, parce que la force transmise à la. tête à. commander au point de contact à friction réagit sur le bras j en produisant un couple qui tend à faire tour ner le bras autour de son pivot..
La fig. 4 représente le diagramme des forces principales impliquées, le diagramme étant établi en regardant -du côté de com mande, c'est-à-dire en regardant dans la di rection opposée à. celle de la fig. 2.
0 est le centre de la tête à commander dans sa. position déplacée latéralement. A est le centre .de l'aire,de contact entre la tête à commander et la. tête de commande. B est le centre de pivotement du bras j.
F est la, force de commande tangentielle agis sant sur la. tête à commander au point A et exerçant un couple autour du point 0, lequel couple consiste en un couple égal et opposé dû à. la résistance de mouvement.. Ce couple d'opposition peut être représenté par deux forces F2 et F3 dont chacune est égale à F et agit à la moitié de la distance radiale 0 A.
F, est la résultante des trois forces F, F:,, F3, cette résultante étant égale à F et agis sant parallèlement. à la dernière, mais par le centre 0. En décomposant cette force F, en ses composantes l'une<B>f,,</B> le long du bras j, l'autre f 1 perpendiculairement à celle-ci, la compo sante f,. <I>= F.</I> cos<I>a</I> produit un couple autour du point 0 qui tend à maintenir la tête à commander à la position supérieure de dépla- eement latéral.
La réaction dudit couple aide ainsi à la commande à ressort par la bielle M, les deux forces tendant à. maintenir les parties du changement de vitesse en une po sition correspondant au rapport de transmis sion le plus faible. Par conséquent, la varia tion du rapport de transmission est dans ce cas commandée automatiquement par les deux facteurs: vitesse du moteur et couple de ré sistance à. vaincre, et pour la même vitesse du moteur, le rapport de transmission sera plus élevé dans la. plaine ou à la. descente qu'à la montée d'une rampe.
On a également prévu des moyens pour un réglage indépendant de la commande, action nés par le conducteur, ce réglage manuel in -dépendant servant à déplacer la tête à com mander k axialement de façon à la rappro cher ou à l'écarter .de la tête de commande de manière à. obtenir un rapport de transmis sion plus élevé ou plus faible, suivant les cir constances par la ma,nceuvre du levier main p relié à l'extrémité arrière de la barre d'appui n;
le pivot du bras<I>j</I> est pour cette rai son formé par une tige j1 (voir fig. 5) paral lèle à l'arbre moteur a, le bras j pouvant cou lisser le long de la. tige f aussi bien qu'il peut osciller sur la tige comme pivot. Le le vier à main p (voir fig. 6) est retenu à la position qu'il occupe après le réglage au moyen d'un secteur denté j -dans lequel s'en gage un cliquet p' du levier, ce dernier ayant un déclic p2 pour dégager le cliquet p1 lors qu'on désire modifier la position de réglage.
Le même levier de commande est également utilisé pour réaliser une position libre in- dépendamment,de la commande par l'accéléra teur, par exemple, lorsqu'on désire obtenir un renversement de la, commande par rapport au mouvement en avant au moyen d'un en grenage supplémentaire de renversement de marche r, pendant que le levier p maintient le changement de vitesse à. friction à. la po sition libre.
L'abaissement d'un bouton r1 sur le levier à. main p vient établir la. prise d'une partie ae celui-c#i avec une piètre oscil lante r2 montée sur le même pivot et pour- vue d'un crochet (fig. 6), de façon qu'en ra menant le levier à main p vers sa position normale, on tire une bielle à ressort r3 qui engage un embrayage associé @à l'engrenage de renversement r pour mettre celui-ci en jeu.
Après le renversement, il faut de nouveau actionner le levier à main p de façon à. obte nir la. position libre avant que l'engrenage de renversement ne puisse être dégagé, le res sort de la. bielle r' permettant cette opéra- ti on.
Avec ces, dispositions, on obtient un chan gement -de vitesse à friction continuellement réglable qui fonctionne automatiquement dans les conditions de marelle normales, mais qui peut être commandé indépendamment à la main au gré -du conducteur, et qui com prend de plus un mécanisme de renversement de marche séparé commandé entièrement par les mêiues moyens de réglage manuels.
Il va, de soi que pour obtenir la com mande inversée, la. disposition peut être telle que la tête à commander entre en contact avec la tête de commande en un point ou des points situés -du côté opposé du centre, au lieu d'employer un engrenage de renverse ment séparé comme décrit; le mouvement de déplacement additionnel du bras. j dans une pareille disposition serait de préférence éga lement commandé au moyen du levier à main p.
L'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution iet à l'application particulières décrites; notamment elle peut être appliquée à. d'autres classes de machines., en particu- lier lorsqu'on demande un réglage automa tique .de la vitesse dans des limites qui peu vent être déterminées à 1a_ main ou autrement suivant les conditions de marche.