Dispositif de changement de vitesse. L'objet de la présente invention est un dispositif de changement de vitesse du genre de ceux dans lesquels l'arbre moteur est relié à l'arbre récepteur par plusieurs couples de roues dentées toujours en prise et correspon dant chacun à une vitesse déterminée de l'arbre récepteur. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'une des roues de chaque couple est montée sur son arbre par l'intermédiaire de mécanismes permettant de fixer la roue sur son arbre, de libérer la roue de l'arbre, ou de la solidariser avec cet arbre dans un sens de rotation seulement, de manière que la, roue puisse alors fonctionner comme roue libre.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale axiale du dispositif de changement de vitesse; La fig. 2 est une vue en plan d'une partie du mécanisme de commande du dispositif; La fig. 3 est une vue de face de ce mé canisme; La fig. 4 est une coupe axiale d'une des roues d'un couple de roues d'engrenage; La fig. 5 est une vue en plan de cette roue; Les fig. 6 et 7 sont des coupes par VI-VI, respectivement VII-VII de la fig. 4; Les fig. 8 et 9 sont une vue en plan, res pectivement une coupe transversale d'une des roues du couple de roues d'engrenage corres pondant à la première vitesse de l'arbre ré cepteur; Les fig. 10, 11 et 12 montrent schéma tiquement, en trois positions de fonctionne ment différentes, la roue représentée en fig. 4.
Le dispositif de changement de vitesse re présenté est appliqué à une voiture automo bile. Dans cette forme d'exécution, 1 est le carter, 2 l'arbre moteur portant le volant 3 et 4, est l'arbre mené, relié par cardan e différentiel aux roues motrices de la voiture non représentée. L'arbre 2 porte quatre pignons: 5, 6, 7 et 8 qui sont constamment en relation d'engrenage avec quatre pignons: 9, 10, 11 et 12 solidaires de l'arbre inter médiaire 13, qui les porte. Les pignons 5, 6, 7 et 8 qui correspondent aux premières, respectivement aux deuxième, troisième et quatrième vitesse comportent chacun, à leur intérieur, deux mécanismes distincts: A et B (fig. 4), le premier A, permet de solidariser le pignon avec l'arbre 2 dans un sens de ro tation, alors qu'il fonctionne comme disposi tif à roue libre dans le sens inverse.
Le deuxième mécanisme B, sert à solidariser le pignon avec l'arbre 2 dans le sens de rotation dans lequel le pignon n'est pas entraîné par le mécanisme A.
Ces mécanismes A et B qui seront décrits en détail plus loin, peuvent être connectés de la façon suivante et de la même manière pour toutes les vitesses: de chaque côté des pignons 5, 6, 7 et 8 sont disposés deux cou- lisseaux 16, respectivement 17, déplaçable axialement sur l'arbre 2 et portant des griffes de commande 14 et 15 pouvant pénétrer dans les flancs des pignons pour agir sur les mécanismes A, respectivement B. Ces cou- lisseaux 16 et 17 sont reliés par des four chettes 21 à des coulisseaux 19 et 20 montés sur un guide 22 fixé dans le carter.
Les coulisseaux 19 et 20 sont déplacés par le moyen d'une came rotative 23 en forme de S, présentant deux rainures excentriques 24 et 25 dans lesquelles sont engagés des touril lons 26 portés par les coulisseaux 19 et 20. La rainure 25 de la came 23 est limitée par l'arête 27 de la came et par un bras 28 articulé à cette dernière. Le bras 28 coopère avec un talon 29a d'une tige coulissante 29, commandée par un levier 30 articulé en 30a, pour rapprocher les talons 29a, ou pour les éloigner des cames 23.
Si l'on fait tourner la came 23 d'un quart de tour dans le sens de la flèche a (fig.2) lorsque la tige 29 occupe la position représentée au dessin, les deux tourillons 26 des coulisseaux 19 et 20 sont ramenés vers le centre de la came 23 ce qui fait rapprocher les coulisseaux 16 et 17 de leur pignon, les griffes de commande 14 et 15 agissant sur les mécanismes A et B pour solidariser ainsi complètement le pignon de la vitesse actionnée avec l'arbre 2. Si au contraire, lorsque l'on fait tourner la même came 23 au moment où le talon 29a est éloigné du bras 28, ce dernier, n'ayant pas d'appui, pivote simplement autour de son axe sans rapprocher le tourillon 26 du coulisseau 20, de l'axe de la came 23.
Par contre, le tourillon 26 du coulisseau 19 a été actionné et a, dans son mouvement, agi sur le mécanisme A, et le pignon de la vitesse actionnée, fonctionne en roue libre. Chaque came 23 est portée par un bras 31 relié à un levier 32 par une tige 33. Le levier 32 peut tourner sur une pièce fixe 34 et présente un nez 35, sur lequel agit un disque oscillable 36 relié à une extrémité d'une bielle 38 dont l'autre extrémité est arti culée à la pédale 37, une pédale étant pré vue pour chaque vitesse. La liaison entre le bras 31 et la tige 33 est obtenue au moyen d'un tenon 95 fixé au bras 31 et engagé dans une fourchette 96 de la tige 33. Le tenon 95 est relié à la tige par un ressort 97 appli quant le tenon 95 contre le fond de la four chette.
Un ressort 98 fixé d'une part au car ter 1 et d'autre part à la tige 33 tend à maintenir les leviers 32 dans la position montrée en fig. 2.
Une arête 39 du disque 36, passant par son point de pivotement 40, est en contact avec le nez 35. Un rateau 41 peut osciller autour d'un axe 42 et présente quatre échan crures 43 dans lesquelles peuvent s'engager les extrémités 44 des leviers 32, en vue d'y être maintenu à l'encontre des ressorts 98 lorsqu'on lâche les pédales 37. Ce râteau est relié par une tige 46 à un levier de manouvre 47 pivoté en 47a. En agissant sur ce levier, dans le sens de la flèche, la tige 46 repousse le râteau 41 qui libère les leviers 32, en vue de mettre toutes les vitesses au point neutre.
Le disque 36 est placé sous l'action d'un ressort 99 qui maintient nor malement le disque dans une position où son arête 39 n'agit pas sur les nez 35 des leviers 32, et les pédales 37 dans une position élevée. Celui des disques 36 qui coopère avec la pre mière vitesse 5, agit sur un embrayage re présenté en fig. 8 et 9.
Cet embrayage com prend un tambour 48 solidaire du pignon 5, et garni intérieurement de manière adhésive 48a, par exemple, du cuit ou du liège, avec laquelle entrent en contact quatre éléments de friction 49 également en matière adhésive, pouvant coulisser sur des surfaces excen triques 100 ménagées sur le pourtour extérieur d'une douille 101, sur le pourtour intérieur de laquelle agissent les galets 62 du méca nisme A de la première vitesse 5 décrit plus loin. L'embrayage se fait progressivement par des griffes de commandes 73 dont les arêtes inclinées 73a abandonnent progressive ment les éléments 49 jusqu'au moment où ces derniers sont appliqués avec force contre le tambour 48 par l'excentricité des plans 100.
Les griffes 73 sont portées par un cou- lisseau 74a portant un levier à fourchette 75 articulé en 76 au carter 1. L'extrémité supé rieure de ce levier pénètre dans une four chette 77 que présente un des bras d'un levier 78 dont l'autre bras est relié par une tige 79 à un levier 80. Celui-ci traverse un palier 81 et entre en contact avec le disque 36 coopérant avec la première vitesse. Un ressort de rappel 82 sert à maintenir les griffes 73 dans la position dans laquelle elles agissent sur les éléments de friction 49 pour empêcher ceux-ci de venir en contact avec le tam bour 48.
Le disque 36 possède une surface à came excentrique 52 destinée à coopérer avec un levier 53 actionnant l'accélérateur de l'auto mobile. Lorsqu'on appuie sur une quelconque pédale 37, dans le premier mouvement effec tué par celle-ci, le levier 32 a été actionné et si l'on continue à agir plus profondément sur cette même pédale, la surface 52 agit sur le levier 53 actionnant l'accélérateur. Le disque 36 coopérant avec la première vitesse agit en même temps sur le levier 80 pour actionner l'embrayage du tambour 48 sus- décrit.
Les mécanismes A et B permettant de ser vir en roue libre ou de solidariser un des pignons 5, 6, 7 et 8 avec l'arbre moteur 2 sont les suivants: Dans le mécanisme A, représenté aux fig. 4, 5 et 6, sur l'arbre moteur 2 est monté solidaire en rotation avec celui-ci, un support circulaire 55 présentant une gorge 55a au fond de laquelle sont ménagés des surfaces excentriques 56. Deux bagues 57 et 58 peuvent tourner librement dans la gorge que présente ce support et sont réunies par des axes 59 de bras de coincement 60 qui sont en nombre égal à celui des surfaces 56. Une bague 61 est logée entre le pignon et le sup port 55. Cette bague présente des évidements 64 dans lesquels sont logés des galets 62, et qui sont appliqués contre l'une des extrémi tés de l'évidement par des pistons à ressorts 63.
Un ressort-lame 65 est fixé d'une part à l'arbre 2 et d'autre part à la bague 61. Un cliquet 66 pouvant tourner autour d'une vis 67, portée par la bague 57 présente un nez 68 coopérant avec une encoche 69 de la bague 61, et une queue 70 qui est en contact avec une surface excentrique 71 que porte l'arbre moteur 2. Deux ouvertures 72 sont pratiquées sur le flanc du support 55, pour permettre l'introduction des griffes de commande 14 et 15 du coulisseau 16 qui doivent entrer en contact avec les arêtes 60a des bras de coince ment 60.
Le fonctionnement de ce mécanisme est le suivant: supposons que l'arbre moteur 2 tourne dans le sens de la flèche f, et que les griffes de commande 14 et 15 ne sont pas encore introduites dans les ouvertures 72 jusqu'à pénétrer dans la gorge 55a; les bras 60, les anneaux 57 et 58 et la bague 61, entraînées par le cliquet 66 tournent avec l'arbre, mais le pignon reste libre (voir fig. 10). Si l'on introduit les griffes 14 et 15 dans les ouvertures 72, les plans inclinés 74 des griffes agissent sur l'arête 60a des deux bras 60 derrière les ouvertures 72 et obligent les bras et les anneaux 57 et 58 à tourner légèrement dans le sens de la flèche fi par rapport à l'arbre 2, en faisant monter les bras 60 sur les surfaces excentriques 56 de l'arbre.
Par ce mouvement relatif entre l'anneau 57 et l'arbre 2, la surface 71 de l'arbre agit sur le cliquet, forçant ce dernier à tourner jusqu'à ce que son nez 68 se dé gage de l'encoche 69 (fig. 11). Ce mouvement du cliquet produit aussi un mouvement rela tif entre la bague 61 et les bras 60 en ban dant le ressort 65 jusqu'au moment où le cliquet libère la bague 61 qui revient en arrière sous l'action du ressort 65. Les bras 60, maintenus hors de leurs logements sur les sommets des surfaces 56 par les griffes 14 et 15, s'opposent au passage des galets 62, le coincent contre la surface intérieure du pignon que l'arbre 2 entraîne en rotation (voir fig. 12).
Le moteur, à ce moment, actionne l'arbre 4 en roue libre, si on freine l'arbre moteur, les anneaux 57, 58 avec les bras de coince ment 60 et le cliquet 66 s'arrêtent avec l'arbre, les bras 60 ne pouvant passer les sur faces excentriques 56. La bague 61 avec les galets 62 par contre, sous l'influence de sa force vive, continue à tourner jusqu'à ce que le cliquet 66 tombe dans l'encoche 69. Le ressort 65, pendant ce mouvement relatif entre l'arbre 2 et la bague 61, est bandé, et les galets 62 descendent des bras 60 en libérant le pignon qui peut continuer à tour ner sous l'influence de la force vive de la voiture, tandis que le ressort bandé 65 fait retourner la bague 61 et les anneaux 57, 58 avec le cliquet 66 dans leurs positions primi tives par rapport à l'arbre 2, comme montré en fig. 10.
Le mécanisme B, monté à l'intérieur des pignons 5, 6, 7 et 8 est semblable au méca nisme A, avec la différence qu'il fait roue libre dans le sens contraire que le fait le mécanisme A. De cette façon, lorsque les mécanismes A et B d'un même pignon sont actionnés en même temps, ce pignon est soli darisé avec l'arbre 2 dans les deux sens de rotation.
Dans le mécanisme B (fig.7), la pièce support 55 est solidaire du pignon et non plus avec l'arbre 2. Les bagues 57 et 58, les axes 59 ainsi que les bras de coincement 60 sont montés dans ce support 55 comme dans le mécanisme A. Les galets 62, logés dans la bague 61, agissent sur l'arbre 2, et le res sort 65 relie cette dernière au pignon. Le crochet 66 du mécanisme A se trouve ren versé sur le mécanisme B et le plan incliné 71 avec lequel coopère la queue 70 du cro chet est ici porté par le pignon. Le fonc tionnement de ce mécanisme B est identique à celui du mécanisme A. Les griffes 14 et 15 agissent sur les bras de coincement 60 par des ouvertures 72 du support 55.
Un dispositif de marche arrière est inter calé entre l'arbre intermédiaire 13 et l'arbre mené 4. Ce mécanisme comprend une roue d'angle 84 montée librement sur l'arbre 13 et une roue d'angle 85 fixée sur l'arbre 4. Deux renvois 86 relient les deux pignons. Un manchon d'accouplement 87 peut cou lisser sur l'arbre 13 et est solidaire en rota tion de cet arbre par des cannelures longi tudinales 88. Ce manchon peut accoupler, soit l'arbre 13 avec le pignon 85, ce qui donne la marche avant, soit l'arbre 13 avec le pignon 84, ce qui donne la marche arrière. Ce manchon 87 est actionné par un levier 89 par l'intermédiaire de deux tiges 90 et un levier coudé 91.
Un tambour 92 est traversé par l'arbre 13 sur lequel est monté un dispositif de roue libre obligeant cet arbre à tourner toujours dans le même sens, ce qui permet au véhicule de démarrer en côte, tous freins desserrés.
Le fonctionnement du changement de vi tesse est le suivant: Après avoir mis le moteur en marche, le conducteur appuie sur la première pédale 37 qui, dans la première partie de sa course entraîne par la tige 38 et la came 36, le levier 32. Ce dernier, par la tige 33, fait tourner la came 23 qui approche de son axe, le tourillon 26 du coulisseau 19 qui, par la fourchette 21 et le coulisseau 16, introduit les griffes 14 et 15 dans les ouvertures 8 du dispositif A porté par le pignon 5. Dans ce premier mouvement le tourillon 26 du cou- lisseau 20 n'a pas été actionné, le guide 29 étant à ce moment dans une position telle que le bras 28 n'étant pas retenu par le talon 29a, pivote au contact de ce tourillon 26 sans l'actionner.
Le conducteur en conti nuant à peser sur la pédale 37, la première vitesse étant en prise par roue libre, la sur face à came 52 du disque 36 agit en même temps sur les leviers 53 de l'accélérateur et 80 de l'embrayage du pignon 5 qui se fait progressivement. La première vitesse est maintenue par l'engagement du levier 32 dans l'échancrure 43 du râteau 41.
Pour passer en deuxième vitesse, le con ducteur n'a qu'à peser sur la deuxième pédale qui agit de la même façon que pour la pre mière vitesse sur le mécanisme A du pignon 6. Pendant ce mouvement, le levier 32 de cette nouvelle vitesse en venant s'enclancher dans le râteau 41, repousse le râteau 41 et libère la première vitesse. Pour les deuxième, troisième et quatrième vitesse, l'embrayage spécial du pignon 5 n'existant pas, le con ducteur lâchant la pédale d'une vitesse, ce qui lâche l'accélérateur en même temps, peut faire une reprise douce avec la pédale de la nouvelle vitesse, s'il accélère doucement jus qu'au moment où le pignon de la nouvelle vitesse est entraîné.
Si on marche avec la dernière vitesse et on désire de mettre toutes les vitesses au point neutre, on actionne le levier 47 pour repousser le râteau 41 et libérer le levier 32 de la dernière vitesse.
Il va sans dire que le dispositif de chan gement de vitesse décrit n'est pas seulement applicable aux automobiles, mais peut être employé avec tout autre machine comportant un organe qui doit être mû à des vitesses variables.
Bien entendu, la forme d'exécution du dispositif de changement de vitesse sus-décrit est donnée à titre d'exemple seulement et les détails de constructions pourraient varier, en particulier, les mécanismes A et B qui pro duisent l'accouplement entre les pignons 5, 6, 7 et 8 et l'arbre moteur, au lieu d'agir avec pression radiale sur les pignons, pour raient être conçus de manière à agir avec pression axiale contre les flancs des pignons.