Dispositif de changement de vitesse à engrenages épicycloïdaug. L'invention se rapporte à un dispositif de changement de vitesse à engrenages épi- cycloïdaux du genre de ceux comportant deux trains d'en;
renages épicycloïdaux et des moyens pour les accoupler ensemble pour une action différentielle et à des organes menant, mené et fixe, et dans lesquels la couronne de l'un des trains d'engrenages est toujours ac couplée au porte-satellites d'un autre train cl'enbrenages, et de manière qu'une prise di recte, ainsi qu'un rapport différentiel aug menté et un rapport différentiel diminué puissent être obtenus.
Des exemples d'un changement de vitesse à engrenages épicycloïdaux sont décrits dans le brevet no 221146.
La présente invention est basée sur le fait que la particularité de prévoir un ou plusieurs rapports d'engrenages supplémen taires, ainsi que décrit dans cette demande de brevet, peut être appliquée à d'autres types de changements de vitesse à engrenages épicycloïdaux que ceux auxquels se rapporte cette demande.
L'objet de .la présente invention est un dispositif de changement de vitesse à engre nages épicyeloïdaux comportant deux trains d'engrenages épicycloïdaux dans lesquels le porte-satellites de l'un des trains d'engre nages est toujours accouplé à la couronne de l'autre train, et des moyens pour accoupler sélectivement des éléments des deux trains d'engrenages épicycloïdaux à des organes me nant, mené et fixe, et pour accoupler encore d'autres éléments des deux trains d'engre nages pour obtenir des rapports différenrtiels augmenté et diminué.
Ce dispositif est carac térisé par des moyens pour accoupler sélec tivement les organes menant, mené et fixe aux éléments de l'un des trains d'engrenages de manière à obtenir encore un rapport d'en grenage normal (non différentiel) de ce train d'engrenages, tandis que l'autre train tourne à vide. Les dessins ci-annexés représentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fi g. 1 est une coupe longitudinale de la première forme d'exécution d'un dispositif de changement de vitesse suivant l'inven tion.
La fig. 2 est une coupe longitudinale d'une variante du mécanisme sélecteur dis posé dans l'intérieur de l'axe.
La fig. 3 est une coupe longitudinale de la deuxième forme d'exécution. La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en perspective d'un cliquet.
Le dispositif de changement de vitesse représenté dans la fig. 1 est un dispositif à quatre vitesses pour un moyeu de cycle. Il comporte deux trains d'engrenages épi- cycloïdaux donnant une prise directe, un rap port différentiel rapproché augmenté et un rapport différentiel rapproché diminué, ces deux derniers rapports étant obtenus par une combinaison des deux trains d'engrenages, et un quatrième rapport diminué éloigné qui est un rapport normal de l'un des trains d'en grenages, c'est-à-dire un rapport obtenu par le fonctionnement d'un seul train d'engre nages, l'autre train tournant à vide.
Selon la fig. 2, on peut employer un mé canisme sélecteur permettant d'obtenir un cinquième rapport plus "élevé constituant un rapport normal du même train d'engrenages unique, l'autre train tournant également à vide.
Dans le dispositif montré dans la fig. 1, le train d'engrenages épicycloïdal comprend une couronne dentée 11 prolongée à l'une de ses extrémités pour former une rainure dans laquelle sont montés des cliquets d'entraîne ment 12, ce prolongement étant muni, dans son alésage intérieur, de deux séries de dents 13 et 14 disposées dans des plans séparés pour une sélection alternative. Les dents 13 et 14 sont parallèles et concentriques à l'axe de la couronne dentée, mais les deux séries de dents sont. décalées angulairement l'une par rapport à l'autre, de façon que les dents 14 apparaissent entre les dents 13 si l'on re garde du bout.
La couronne dentée 11 est en prise avec des pignons satellites doubles 15 portés sur des axes 16 qui traversent des pa liers dans un porte-satellites 17 pour consti tuer des griffes d'entraînement 18 disposés à proximité des séries de dents susmention nées, mais dans un plan séparé.. Ce porte- satellites est muni d'un prolongement portant des cliquets d'entraînement 20 et une denture intérieure qui forme la couronne 19 pour le premier des deux trains d'engrenages sus mentionnés. Cette couronne 19 est en prise avec des pignons satellites 21 montés rota- tivement sur des axes 21a montés dans uri porte-satellites 22.
Ce porte-satellites est. so lidaire d'un pignon central 23 qui est en prise avec les pignons satellites 15 pour ainsi compléter le deuxième des trains d'engre nages épicycloïdaux susmentionnés. L'enve loppe 33@ du moyeu est élargie en 33b de manière à recevoir le fond 26 et un rochet annulaire 27 vissé dans l'enveloppe et coo pérant avec les cliquets 211.
I n axe 24 est. concentrique à ces éléments décrits et porte un pignon rotatif 25 qui est en prise avec les pignons satellites 21 for mant ainsi le pignon central et complétant le premier train d'engrenages épicycloïdal composé des mobiles 19. 21 et 25. Ce pignon 25 est dénommé pignon solitaire parce qu'il ne peut être accouplé directement avec un mobile de l'aut=re train d'engrenages composé des mobiles 11, 15 et 23, tandis que la cou ronne dentée 11 est dénommée couronne so litaire parce qu'elle n'est pas directement accouplée à un mobile du premier train d'en grenages. Le pignon central 25 porte des griffes 50 sur une de ses faces.
L'axe 24 est muni de cannelures 52 sur lesquelles est cla- vetée une pièce coulissante à. griffes 51 qui peut venir en prise avec les griffes 50 pour bloquer le pignon 25 sur l'axe ou pour le libérer à volonté. Le porte-satellites 22 est muni dans son alésage d'une série de griffes 53 qui peu vent aussi venir en prise avec la pièce cou lissante 51 pour bloquer le porte-satellites 22 avec le pignon 23 sur l'axe ou pour le li bérer à volonté. Une clavette 61 traverse une fente dans l'axe 24 derrière la pièce coulis sante 51, pouvant servir d'appui à la butée 54e pour déplacer la pièce coulissante 51, comme décrit plus tard.
Une tige 54, coopérant avec la clavette 35, la tige 36, la chaîne 37 et le ressort 38 (qui seront décrits plus tard), est vissée dans la tige 36 et porte les trois butées<I>54a, 54b</I> et 54c. La butée 54a s'appuie contre la tige 36 lorsque la tige 54 est vissée à fond et un collier 55 s'appuie contre la butée 54b. Entre le collier 55 et la clavette 35 est disposé un ressort 56 qui est plus fort dans une posi tion partiellement comprimée que le ressort 38 dans sa position complètement comprimée. Un autre ressort 57 agit contre un collier 58 qui s'appuie contre une butée de l'axe 24, ce ressort maintenant la pièce coulissante 51 normalement en prise avec les griffes 50 du pignon central 25, pour le bloquer sur l'axe.
Derrière le pignon central 25 est disposé sur l'axe un disque 25a -sur lequel prend appui un ressort 25b qui empêche un déplacement du pignon 25 si ce dernier vient en prise avec la pièce coulissante 51 sous l'action du ressort 57, et qui agit en outre pour mainte nir les autres éléments de l'engrenage dans leurs positions correctes. Le porte-satellites 22 est monté rotativement en 22a et 22b dans le porte-satellites 17 et encore sur la périphé rie des griffes 5,0 du pignon 25, de manière à faire l'ensemble concentrique à lui-même et à l'axe 24 et à former de bonnes surfaces por tantes.
La pièce 33 supporte également le porte-satellites 17 par le rochet 27, ce porte- satellites étant monté rotativement sur le pourtour intérieur des cliquets 20.
La couronne dentée 11 est en outre cen trée par les prolongements 18 des pignons satellites 16 qui s'adaptent dans son alésage. L'entraînement est transmis de l'extrémité gauche du dispositif par les cliquets d'entraî- nement 20 aux dents de rochet 27 qui fonc tionnent dans le sens avant et sont fixées di rectement à l'enveloppe du moyeu. Le fond 2'6 est monté par l'intermédiaire d'un roule ment à billes sur un cône 28 vissé sur l'axe. L'entraînement est transmis de l'autre extré mité du dispositif par les cliquets 12 à l'autre fond 29 portant des dents de rochet 30 qui fonctionnent également dans le sens avant (voir fig. 5).
Dans ce fond 29 est porté par l'intermédiaire d'un roulement à billes, l'or gane menant 31 qui est encore supporté au moyen d'un autre roulement à billes par un cône 32 vissé sur l'axe 24. Une portée de l'organe menant 31 traversant le fond 29 est montée rotativement en 31a dans le prolon gement de la. couronne dentée 11, de manière à la maintenir concentrique à l'axe de tout l'ensemble. Entre les deux fonds 26 et 29 et figée à ces derniers est disposée l'enve loppe 33 qui sert à espacer les fonds 26 et 29@, à former un carter pour le mécanisme en tier et des brides de fixation 33a pour cons truire une roue de cycle au moyen de rayons dans la matière habituelle.
Sur l'axe 24 est monté, de façon à pou voir coulisser, un manchon 34 pouvant être déplacé par la clavette 35, la tige 36 et la chaîne 3.7 d'une manière connue. Le ressort 38, agissant entre le manchon 34 et le cône 32, est utilisé pour déplacer le manchon 34 vers la gauche et le déplacement dans l'autre sens est obtenu par une traction appliquée à la chaîne 37. Entre les extrémités du ressort 38 et du cône 32 est disposée une douille 59, tandis qu'entre l'autre extrémité du res sort 38 et le manchon 34 est disposé un cha peau 60.
Une pièce d'accouplement coulis sante 40 est montée rotativement sur le man chon 34 et est maintenue axialement par un collier 3,9 du manchon 34 et par la clavette 35, cette pièce coulissante étant en prise avec l'organe menant 31 et pouvant tourner, tout en étant libre de se déplacer axialement par l'action du manchon 34 et de la clavette 35.
L'organe menant 3,1 porte, dans l'application de l'engrenage à un moyeu de cycle, un pi gnon à chaîne 41, le montage de ce pignon étant effectué par des dents dans l'exemple décrit, de manière que la force puisse être transmise à. l'organe menant 31 au moyen d'une chaîne .de la roue à chaîne ordinaire non représentée.
Dans la position normale, l'effet combiné des ressorts agit de manière à mettre la pièce coulissante 51 en prise avec les griffes 50 du pignon 25 pour le bloquer sur l'axe, et à mettre en prise la pièce coulissante 40 avec les griffes 18 pour accoupler l'organe me nant 31 au porte-satellites 17. La pièce d'ac couplement 40 peut être déplacée vers la droite par une traction sur la. chaîne 3 7 de façon qu'elle vienne en prise avec les dents 13, ce déplacement étant possible parce que le ressort 56 est plus fort que le ressort 38. Une nouvelle traction sur la chaîne 37 provoquera la mise en prise de la pièce 40 avec les dents 14.
A ce point, le chapeau 60 s'appuyant contre le manchon 34, fait con tact avec la douille 59 appliquée contre le cône 3-2 et empêche un déplacement ultérieur à droite de la pièce 40, tandis que la butée 54e de la. tige 54 s'appuie contre la clavette 61, de façon qu'une nouvelle traction sur la chaîne 37 causera la compression du res sort 56 et le déplacement de la clavette 61 ainsi que de la pièce 51 vers la droite. Cette pièce 51 quitte par conséquent les griffes 50 du pignon 25 et viendra en prise avec les griffes 53 du porte-satellites 22 combiné avec le pignon central 23, tandis que la pièce 40 est laissée en prise avec les dents 14 de la couronne dentée 11, donnant ainsi des rap ports d'engrenage comme décrit plus tard.
Le train d'eng-renages épicycloïdal com plet est tel que, si un effort tournant est ap pliqué aux griffes d'entraînement 18 du porte-satellites 17, la couronne dentée 11 tournera. dans le même sens et à une vitesse augmentée, cette vitesse dépendant du nom bre de dents de la couronne 11 et du pignon central 23, et encore du fait que ce pignon central 23 tourne dans le même sens sous l'action de la couronne dentée 19 (qui est un prolongement du porte-satellites 17 et tourne à la même vitesse que ce dernier) agissant sur le porte-satellites 22 au moyen des pi gnons satellites 21 en prise avec la couronne 19 et le pignon central 25,
ce dernier étant accouplé à l'axe 24 qui est maintenu de fa çon non rotative dans le cadre du cycle. Puis que l'enveloppe 33 tourne plus vite que le porte-satellites 17, les dents de rochet. 27 dé passent les cliquets 20 et il n'y a pas de con nexion entre la couronne 19 ou le porte- satellites 17 et l'enveloppe 33. Cette disposi- t.ion des sélecteurs donne un entraînement à rapport rapproché pour une vitesse supé rieure.
Pour la prise directe, la pièce d'accouple ment 40 est déplacée de manière à venir en prise avec les dents 13 de la couronne 11. La force est transmise de l'organe menant 31 par cette pièce 40 et les dents 13 à la cou ronne 11. Puisqu'on a démontré que la cou ronne 11 tourne toujours plus vite que le porte-satellites 17, cet effort tournant sera transmis par les cliquets 12, portés par la couronne 11, au fond 29 et ainsi à l'enve loppe du moyeu. Entre-temps, les engrenages tournent à vide et le rochet 27 dépasse ses cliquets 20.
Cependant. si l'effort tournant est appliqué à la couronne 11 par les dents 14, et si les cliquets 12 sont débrayés des dents de rochet 30 d'une manière décrite plus tard, le porte-satellites 17 tournera. dans le même sens à une vitesse réduite, cette vitesse dépendant. du nombre de dents de la. cou ronne 11 et du pignon central 23 et du fait que ce pignon central tourne dans le même sens sous l'action de la. couronne dentée 19 (qui est un prolongement du porte-satellites 17 et tourne à la même vitesse que ce der nier) agissant. sur le porte-satellites 22 au moyen des pignons satellites 21 en prise avec la couronne dentée 19 et le pignon central 25 qui est accouplé à l'axe 24 comme décrit plus haut.
Cette disposition donne une vitesse in férieure à rapport rapproché.
Si. dans cette dernière position d'engre nage, le pi-non central est. débrayé de l'axe et le porte-satellites et le pignon central 23 sont. fixés à l'axe par un déplacement de la pièce coulissante 51 comme décrit plus haut, le porte-satellites 17, ensemble avec l'organe mené, tournera dans le même sens à une autre vitesse réduite, cette vitesse dépendant des nombres de dents de la couronne 11 du pi gnon central 2-3 et des pignons satellites 15 seulement, le train d'engrenage A étant maintenant inactif et le pignon central 25 tournant à vide sur l'axe.
Cette disposition des sélecteurs donne une deuxième vitesse inférieure d'un rapport plus éloigné du rapport normal ou fixe.
Dans cette construction, on doit observer que l'augmentation du rapport d'engrenage indirect ou différentiel est plus grande que la diminution du rapport d'engrenage mdi- rect ou différentiel. Dans l'exemple décrit, les pignons satellites 15 son des pignons dou bles, mais ils peuvent être constitués par des pignons simples si cela est nécessaire, les pi gnons doubles étant employés pour donner un rapport d'engrenage particulier. Alternative ment, les pignons 21 peuvent être des pi gnons doubles si cela est nécessaire pour obtenir un rapport d'engrenage particulier.
Pour démontrer les rapports rapprochés et les rapports plus éloignés qui peuvent être obtenus par ce dispositif, tout en employant des roues d'engrenage ordinaires, on citera les détails suivants: La couronne dentée 11 et le pignon cen tral 23 ont respectivement cinquante-six et vingt dents, tandis que les pignons satellites 15 ont respectivement quatorze et vingt dents. La couronne dentée 19, les pignons satellites 21 et le pignon central 25 ont res pectivement soixante, quinze et trente dents. A l'aide de ces engrenages, la vitesse supé rieure donne une augmentation de 9,2 % par rapport à la prise directe, la première vitesse inférieure donne une diminution de 7,65 % et la deuxième vitesse inférieure donne une di minution de 20%.
En employant la nomen clature usuelle des rapports d'engrenage, ces derniers seraient par conséquent approxima tivement 80, 92h/2, 100 et 109;2..
L'action de débrayage des cliquets 12 se fait comme suit: En quittant la première série de dents 13, la pièce d'accouplements 40 se déplace d'abord axialement vers une position der rière les cliquets 12 et tournera alors par l'ef fet de la force communiquée par l'organe menant 31 jusqu'à ce qu'elle vienne en prise avec la deuxième série de -dents 14 qui sont décalées angulairement des dents de la pre mière série. Pendant ce petit arc de rotation, aucune force n'est transmise de l'organe me nant 31 à l'ensemble des engrenages et ainsi les cliquets 12 ne sont pas chargés.
Ces cli- quets qui, jusqu'à maintenant, ont transmis l'entraînement à l'enveloppe, sont munis de talons biseautés 42 (voir fig. 6) sur lesquels vient agir la pièce d'accouplement 40 pen-_ dant ce petit arc de rotation, de manière à soulever cette extrémité des cliquets pour libérer l'autre extrémité des dents de rochet 30 du fond 29. Lorsque ce débrayage a été effectué, la pièce 40 vient en prise avec la deuxième série de dents 14, et par leur inter médiaire l'entraînement est appliqué directe ment à la couronne dentée.
La relation entre les axes des cliquets 12, les dents 14 et la largeur de la pièce d'accouplement 40 est telle que, lorsque cette pièce arrive dans sa position d'entraînement contre les dents 14, les cliquets 12 sont maintenus hors de prise avec les dents 30 du fond 29.
On remarquera encore qu'en passant de la prise directe à la vitesse inférieure, comme décrit plus haut, si l'organe menant 31 est immobile et si l'enveloppe du moyeu tourne et dépasse les deux séries de cliquets 12 et 20, la résistance du mécanisme obligera la pièce d'accouplement 40 à prendre une posi tion contre la face non entraînante des dents 13.. Dans cette position, les extrémités en traînantes de la pièce d'accouplement 40 sont situées immédiatement à côté des talons des cliquets 12 et le biseau 42 leur permet de soulever les .cliquets par un mouvement di rect axial et, lorsqu'elles ont abandonné les dents 13.,
de tourner en arrière au-dessous des cliquets vers la face non entraînante des dents de la deuxième série 14. En reprenant l'entraînement, la pièce d'accouplement 40 soulèvera les cliquets 12, grâce à leur forme arrière avant d'entraîner les dents 14 comme décrit plus haut. Les cliquets 12 et 20 per mettent une action de roue libre pour tous les rapports d'engrenage.
Comme montré dans la fig. 2, le m6ca- nisme sélecteur à l'extrémité droite est le même que décrit ci-dessus, la clavette 35 étant fixée à demeure à la tige 36. Au lieu de la tige 54, une autre tige 62 est utilisée, qui est fixée à la clavette 61, cette tige por tant un ressort 63 prenant appui sur un col lier 64 qui est vissé dans l'axe. La tige est fixée à la chaîne de commande ordinaire. Le ressort 63 est plus fort que le ressort 57 et maintiendra ainsi la pièce coulissante 51. nor malement en prise avec les griffes 53 du porte-satellites 22 pour le bloquer sur l'axe 24.
En tirant la tige 62 vers l'extérieur (vers la gauche), la pièce coulissante 51 libère le porte-satellites 22: et vient en prise avec les griffes 50 pour bloquer le pignon 25 sur l'axe. Le cinquième rapport d'engrenage ainsi obtenu directement du train d'engrenages A donne un rapport augmenté de<B>25%</B> équiva lent à un engrenage 125.
On voit que la construction susmention née permet l'actionnement de la tige de sélec teur 36 pour obtenir la vitesse élevée, la prise directe ou la vitesse inférieure, tandis que la tige de sélecteur 62 détermine si les vitesses supérieure ou inférieure ont un rap port rapproché ou un rapport éloigné suivant que le pignon 25, ou le porte-satellites 22 et le pignon 23 sont maintenus immobiles.
La forme d'exécution du dispositif de changement de vitesse suivant la fib. 3 a beaucoup d'organes construits de même ma nière que ceux des fig. 1, 4, 5 et 6 et ces or ganes portent par raison de simplicité les mêmes chiffres de référence.
Les différences principales de l'exemple suivant la fig. 3 par rapport à celui de la fig. 1 sont les suivantes: 10 Le pignon central 25 est fixé en per manence par des dents 24a et un écrou 24b à l'axe 24 et ce pignon ne possède pas les griffes 50 du premier exemple. 20 Le porte- satellites 22 est distinct du pignon central 23 et la partie arrière en forme de disque de ce porte-satellites porte une couronne de dents intérieures 22c.
Le pignon 23 est pourvu de longues griffes 53a remplaçant les griffes 53 du premier exem ple, ces griffes 53a s'étendant à proximité de cette couronne dentée intérieure 22e du porte-satellites 22. Le pignon 23 est muni d'une bride 23a formant une butée pour un ressort 53b porté sur les griffes 53a et pre nant appui sur la face arrière des griffes 67 décrites plus tard.
3o Au lieu de la pièce coulissante 51, une clavette coulissante 65 est montée dans l'axe 24 et porte un collier rotatif 66 monté sur l'axe 24 et présentant il sa surface extérieure des griffes 6 7 pouvant rester en prise en per manence avec les longues griffes 53a et ve nir en prise avec les dents intérieures 22e ou être débrayées de ces dents. Entre le collier 66 et la clavette 65 est disposée une bague 65a dont la face est entaillée pour venir en prise avec les extrémités de la clavette, tan dis que l'autre face de cette bague forme un palier de butée pour le collier 66. Ce collier rotatif 66 est muni de dents intérieures 68 pouvant venir en prise avec des dents 69 solidaires de l'axe 24 immédiatement à côté du pignon 23.
La clavette coulissante 65 peut être actionnée par la tige 36 de la même ma nière que c'était le cas pour la pièce coulis sante 51. Les parties coulissantes sont main tenues normalement de façon que le porte satellites 22 soit accouplé au pignon 23 au moyen du ressort 53b décrit ci-dessus.
Ainsi on voit que, pour le rapport direct et le rapport d'engrenage rapproché, la cla vette coulissante 65 reste dans une position dans laquelle le porte-satellites 22 est a.ecou- plé au pignon 23. le mécanisme sélecteur fonctionnant exactement comme décrit dans le premier exemple.
Pour la quatrième position d'engrenage ou la vitessé extra-inférieure, la tige 36 dé place la clavette 65 de manière que les griffes 67 du collier 66 abandonnent la couronne<B>95</B> dentée intérieure 22e dans le porte-satellites 22, tandis que la denture intérieure 68 du collier vient en prise avec les dents 69 de l'axe, de manière que le porte-satellites 22 soit ainsi libéré, tandis que le pignon 23 est maintenu immobile puisque les longues griffes 53a sont encore en prise avec les griffes 67 du collier 66.
Afin d'obtenir un cinquième rapport d'engrenage, on emploiera de préférence une commande séparée pour déplacer la clavette 65 et son collier 66 de la même manière que décrit pour déplacer la pièce coulissante 51 (voir fig. 2), de façon que, tandis que le collier 6,6 serait dans une position pour maintenir le pignon 23 immo bile, l'autre pièce d'accouplement 40 pourrait être déplacée dans la position montrée dans la fig. 3 qui était nécessaire auparavant poux obtenir la vitesse élevée à rapport rapproché.
La forme d'exécution suivant la fig. 3 comprend plusieurs particularités de cons truction secondaires, telle que le logement des cliquets du mécanisme de roue libre dans une rainure 20a et le prolongement du porte- satellites 22, du train d'engrenages A par une bride 22d pour le placer contre un côté de la rainure recevant les cliquets adjacents. En outre, au lieu des pignons satellites 15 doubles, des pignons 15a simples sont uti lisés, ce qui donne de l'espace pour le res sort 53b qui ramène le collier coulissant 66, mais cette modification ne change pas le fait que l'augmentation du rapport d'engrenage est plus grande que la diminution du rapport d'engrenage.
Ainsi, dans un exemple prati que, les rapports suivants ont été obtenus approximativement:
EMI0007.0009
lre <SEP> vitesse <SEP> <B>25%</B> <SEP> de <SEP> réduction
<tb> 2me <SEP> <B>10%</B> <SEP> de <SEP> réduction
<tb> 3me <SEP> prise <SEP> directe
<tb> 4me <SEP> 11,1 <SEP> % <SEP> d'augmentation
<tb> 5me <SEP> 331/3 <SEP> % <SEP> d'augmentation L'invention n'est naturellement pas limi tée aux détails de construction décrits ci- dessus, dont quelques-uns peuvent être modi fiés sans s'écarter de son esprit.