CH377164A - Dispositif de changement de vitesse - Google Patents

Dispositif de changement de vitesse

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CH377164A
CH377164A CH1366261A CH1366261A CH377164A CH 377164 A CH377164 A CH 377164A CH 1366261 A CH1366261 A CH 1366261A CH 1366261 A CH1366261 A CH 1366261A CH 377164 A CH377164 A CH 377164A
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Description


      Dispositif    de changement de vitesse    La présente invention concerne un     dispositif    de  changement de vitesse, appelé à fournir sélective  ment différents rapports de vitesse entre son arbre  d'entrée et son arbre de sortie, qui est constitué par  une série de boîtes de vitesses élémentaires en cas  cade fournissant chacune au moins deux rapports.  



  Le dispositif de changement de vitesse objet de  l'invention trouve son     application    dans tous les cas  où l'on a besoin d'une gamme très étendue de vitesses  et d'une grande finesse de la graduation entre les       rapports    successifs, comme par exemple pour les loco  motives à moteurs Diesel.  



  On sait que dans la traction ferroviaire, il est  d'un grand     intérêt    de pouvoir affecter une locomotive  aussi bien à la remorque des trains lourds de mar  chandises qu'à celle des trains rapides de voyageurs.  Dans le cas des locomotives Diesel, cette condition  impose un dispositif de changement des rapports très  étendu dont la première combinaison permette la  traction d'un train lourd en rampe tandis que la der  nière combinaison autorise la remorque d'un train  rapide de grande ligne, à la vitesse maxima compa  tible avec la sécurité, ce qui peut conduire à une  proportion de l'ordre de 1 à 10 ou même 1 à 20  entre les rapports extrêmes, suivant la puissance mas  sique,

   l'étagement des vitesses intermédiaires devant  être le plus serré possible pour toujours     utiliser    le  moteur au voisinage de sa puissance     maximale.     



  Une solution     utilisée    couramment jusqu'à présent  sur les locomotives Diesel consiste à employer un  variateur continu électrique du type     générateur-          moteur.    Mais, outre que cette solution est     lourde    et  coûteuse, du fait qu'on doit adjoindre au Diesel une  génératrice et des moteurs de traction de même puis  sance que le Diesel, le rendement du variateur ne  dépasse pas 0,8 environ, ce qui donne un rendement  énergique global de 0,8 puisque ce type de trans-    mission permet     théoriquement    de faire tourner le  moteur en permanence à vitesse constante et à sa  puissance maximale.  



  La présente     invention    a pour but de créer un       dispositif    de changement de vitesse purement méca  nique, pouvant être accouplé à de gros Diesel de  traction, moins coûteux et moins lourds que les varia  teurs continus usuels, et présentant un rendement  global plus élevé.  



  Le dispositif de changement de vitesse faisant  l'objet de l'invention est caractérisé en ce que dans  chacune desdites boîtes, prise     individuellement,    les  quotients de deux rapports de vitesses     voisins    sont  identiques et     égaux    à une même     puissance    entière  d'un nombre a, ledit nombre étant le même pour  toutes les boîtes élémentaires et l'exposant de ladite  puissance, pour une boîte déterminée, étant égal à  l'exposant de ladite puissance pour la boîte précé  dente multiplié par le nombre de rapports que peut  fournir ladite boîte précédente.

   Grâce à cette dispo  sition, les rapports de vitesse entre l'arbre d'entrée et  l'arbre de sortie du dispositif sont tous     différents    et  sont étagés suivant une progression géométrique  ayant pour raison la plus basse     desdites    puissances  du nombre a, le nombre total des rapports     différents     étant égal au produit des nombres de rapports de  chaque boîte     élémentaire.     



  L'avantage de l'étagement en progression géomé  trique des rapports dans une boîte de vitesses est bien  connu et il suffit de rappeler qu'il permet de     faire     toujours tourner le moteur entre deux     vitesses    N1  et N2, qui peuvent être très rapprochées, par exem  ple à 3 ou 5 % près, pour obtenir sans trou     ni    recou  vrement la variation complète de la vitesse de l'arbre  de sortie.  



  Pour     illustrer    le principe du dispositif     défini        ci-          dessus,    on peut supposer, à titre d'exemple, que celui-      ci     comporte    une première boîte à quatre rapports  donnant, pour une vitesse p de l'arbre d'entrée, qua  tre vitesses pl,     p2,        p3,   <I>p4</I> de l'arbre de     sortie,    les engre  nages de cette boîte étant choisis de façon que les  quotients de deux rapports voisins, c'est-à-dire  
EMI0002.0005     
    soient tous égaux à un même nombre a.

   L'arbre de  sortie de     cette    première boîte est ,attelé à l'arbre  d'entrée d'une deuxième boite     fournissant        par    exem  ple deux     rapports.    Legs engrenages de     cette    boîte sont  choisis de façon que le quotient de ses rapports
EMI0002.0011  
    soit égal à a élevé à une     puissance    égale au produit  de l'exposant de a dans la boîte précédente     (c7est-à-          dire    1) par le nombre de rapports que     peut        fournir     la boite     précédente    (c'est-à-dire 4),

   le quotient des  rapports dans la     seconde    boîte est donc pris égal à       a4.    Si on met en cascade une troisième boîte, les  engrenages doivent être choisis de façon que les quo  tients de deux rapports voisins dans     cette    boîte soient  égaux à<B>0.</B> Si cette troisième     boîte    a     trois        rapports,     on a     ainsi        réalisé    -un changement de     vitesse    à 24  vitesses étagées en progression     géométrique    de rai  son a.  



  Le     dispositif    -de changement de vitesse défini plus  haut     présente,    en plus de l'avantage propre à l'éta  gement- en progression -géométrique, un autre avan  tage qui consiste     dans    le fait que l'an peut obtenir  un très grand nombre de combinaisons,     permettant     une grande finesse de la     graduation    donnant     un-résul-          tat    très proche de celui -obtenu avec les     variateurs          dits        continus,

          sans        compliquer    en     proportion    le dis  positif. C'est ainsi qu'un dispositif de changement de  vitesse constitué par     trois    boîtes élémentaires à trois       vitesses,    donc- donnant 27     combinaisons    peut     com-          prendre,    ainsi qu'on le verra dans     ce    qui     suit,    4 arbres  et 18 pignons, mais si on rajoute     une        quatrième    boîte  en cascade, également à     trois    vitesses,

       ce    qui n'exige  qu'un arbre     supplémentaire    et six pignons supplémen  taires, on obtient 81     rapports    étagés en progression       géométrique,        -cet    étagement pouvant être par exem  ple de 3,5 % en 3,5 %, avec un     quoiient    des valeurs  extrêmes égal à 12,     ce    qui se rapproche beaucoup  d'une- variation     continue.     



       Grâce    à la     finesse    de graduation     possible    avec     le     dispositif de changement de vitesse considéré et grâce  au bon rendement     (environ    90 %) des     transmissions          mécaniques        qu'il    utilise, on peut avoir un rendement  global très supérieur à     celui    des variateurs     utilisés    jus  qu'à présent, par exemple les variateurs électriques.

    Si on suppose en effet un étagement de combinaisons  de 4 en 4 %, le moteur peut toujours être     utilisé          .entre    sa vitesse     maximum.        N1    et une     vitesse        N#,    =  96 %     Nl,        c'est-à-dire        approximativement        entre    100 %  et 96 % de sa     puissance    maximum.

   Dans     ces    con  ditions, on     dispose,    sur l'arbre de sortie du -change  ment de vitesse, en tenant compte- d'un rendement de  90 % de la     trans'miss'ion    mécanique, d'une puissance    comprise entre 90 % X 100 % et 90 % x 96 %  de la     puissance        maximum,        c'est-à-dire    que le rende  ment     global    est     compris    entre 90 % et 86 %,

       c'est-à-          dire    toujours supérieur à     celui    du     variateur    électri  que malgré que celui-ci ait la possibilité d'utiliser en  permanence la puissance     maximum    disponible.  



  Le dessin annexé     représente,    à titre d'exemple,  deux formes d'exécution du dispositif objet de l'inven  tion.  



  Sur     ce    dessin  La     fig.    1     représente        schématiquement    une boîte  élémentaire à deux vitesses propre à être utilisée dans  un     dispositif    de changement de vitesse.  



  La     fig.    2 représente schématiquement ladite forme  d'exécution du dispositif formé par la     mise    en cas  cade de     plusieurs    boîtes élémentaires     suivant    la     fig.    l .  



  La     fig.    3 représente une autre forme d'exécution  d'un     dispositif    de changement de     vitesse    dans lequel       toutes    les boîtes élémentaires sont groupées dans un  même carter.  



  La     fig.    4 est une vue en élévation d'un carter  général pour changement de     vitesse.     



  La     fig.    5 est une vue en élévation d'un autre car  ter -général:  On a représenté schématiquement sur la     fig.    1  une boîte de vitesses élémentaire à deux vitesses seu  lement. L'arbre d'entrée 1 est relié à l'arbre de     sortie     2 par un     couple    d'engrenages de petit     rapport    3-5  et par un couple d'engrenages de grand rapport 4-6.

    L'un des pignons du premier couple par exemple le  pignon 5 est monté sur son arbre par     l'intermédiaire     d'urne roue libre 7, tandis que l'un des pignons du deu  xième couple, par exemple le pignon 4, peut être soli  darisé ou désolidarisé de son arbre par un embrayage  8 dont la     mise    en prise ou le dégagement peuvent  être commandés par un organe 9. Ce dernier est cons  titué par exemple par un interrupteur électrique agis  sant sur une     électrovalve    à commande rapide, s'il  s'agit d'un embrayage à commande     hydraulique.     



  Le fonctionnement de la boîte est le suivant  lorsque l'embrayage 8 n'est pas en prise, l'arbre 1  entraîne l'arbre 2 à     petite    vitesse par l'intermédiaire  des pignons 3-5 tandis que,     lorsque    l'embrayage 8  est en prise, l'entraînement de l'arbre 2     se    fait à  grande vitesse par les pignons 4-6 la roue libre 7  tournant à     vide.     



  Si l'on veut réaliser une boîte élémentaire à trois  vitesses, il suffit de rajouter entre les arbres 1 et 2  un couple de pignons     supplémentaires,    ayant un rap  port intermédiaire (ou bien plus grand que le couple  4-6) dont l'un des     pignons        comporte    un embrayage.  



  Sur la     fig.    2, on a représenté un     -ensemble    de  changement de vitesse     comportant,    en série, quatre  boîtes     de        vitesses    élémentaires A, B, C, D du genre  de     celles    représentées sur la     fig.    1. L'arbre d'entrée  du changement de vitesse est     indiqué    en 21, et l'arbre  de     sortie    en 22.

   L'arbre     d'entrée    21 du changement  de vitesse est donc en même temps, l'arbre d'entrée  de la première     boîte    élémentaire A, tandis que l'arbre  de sortie 22 du changement<I>de</I> vitesse constitue, en      même temps, l'arbre de     sortie    de la quatrième boîte  élémentaire B. L'arbre de sortie de chacune des boî  tes, sauf évidemment,     celui    de la     dernière    boîte, est  relié à l'arbre d'entrée de la boite suivante.  



  L'arbre d'entrée 21 est relié à l'arbre du     moteur     et dans le cas où le changement de     vitesse    est     installé     sur une locomotive, on     interpose    un organe usuel  (non représenté) permettant le démarrage en charge,  tel qu'un embrayage glissant, un coupleur hydrauli  que, etc...  



  Un dispositif de renversement de marche classi  que peut également être disposé entre l'arbre de sortie  22 et l'arbre     récepteur.     



  Par une combinaison convenable des mises en  prise et des     libérations    des embrayages 8a,<I>8b, 8c, 8d</I>  des quatre boîtes, on     peut        obtenir    pour l'ensemble du  changement de     vitesse,        seize    rapports     globaux    de  vitesses différents.  



  Pour     rendre    l'exposé plus clair, on .a choisi l'exem  ple le plus simple de     boîtes    élémentaires à deux       vitesses,    mais il est bien entendu que dans l'exemple  de la     fig.    2 si les boîtes élémentaires fournissent cha  cune     trois    rapports, on obtient un changement de  vitesse à 34 = 81     combinaisons.     



  On donne dans ce qui suit un exemple particu  lier d'un changement de vitesse conforme à celui  représenté sur la     fig.    2. Si on veut que l'étagement  en progression géométrique se     fasse    suivant une rai  son a ayant par exemple une raison égale à     21/,1,    on  choisit les engrenages, dans chacune des     boîtes    élé  mentaires, de façon que le quotient     des    deux rap  ports possible, selon que L'embrayage est en prise ou  non,

   ait les     valeurs    suivantes  pour la boîte A a =     21/.1     pour la     boîte    B     e@@    =     21/2     pour la boîte C     cé    = 21  pour la boîte D     a8    = 2 2  Le tableau     ci-dessous.    donne la liste des seize  combinaisons des     vitesses,    obtenues avec le change  ment de vitesse à quatre boîtes élémentaires., chaque  ligne de la     première        colonne    du tableau indiquant le  numéro d'ordre d'une combinaison de     vitesses,

      cha  que ligne de la deuxième colonne indiquant l'exposant  de la     puissance    du     nombre      2       égale    au quotient  du rapport des vitesses entre les arbres d'entrée 21 et  de sortie 22 de l'ensemble du changement de vitesse,  dans la     combinaison    de vitesse correspondant à la  ligne considérée, par le rapport à la première com  binaison de vitesse tandis que les chiffres des quatre  autres     colonnes    indiquent les positions respectives des  embrayages correspondants.

   Tout embrayage qui n'est  pas en prise est indiqué par le     chiffre    0, tandis que  tout embrayage en prise est indiqué par un nombre  différent de 0, qui rappelle, en outre, le     quotient    des  deux     rapports        possibles    de     vitesses    de la boîte élémen  taire correspondante, .sous la forme de l'exposant de  la     puissance    du nombre   2   égale à ce quotient.  Le nombre figurant sur chaque ligne de la colonne  2 est égal à la somme des. nombres figurant sur les  colonnes A, B, C et D de ladite ligne.

    
EMI0003.0049     
  
    No <SEP> de <SEP> la <SEP> Boîtes <SEP> élémentaires
<tb>  vitesse <SEP> Quotient
<tb>  1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>  2 <SEP> 1/4 <SEP> 1/4 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>  3 <SEP> 1/2 <SEP> 0 <SEP> 1/2 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>  4 <SEP> 3/4 <SEP> 1/4 <SEP> 1/2 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>  5 <SEP> 4/4 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb>  6 <SEP> 5/4 <SEP> 1/4 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb>  7 <SEP> 6/4 <SEP> 0 <SEP> 1/2 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb>  8 <SEP> 7/4 <SEP> 1/4 <SEP> 1/2 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb>  9 <SEP> 8/4 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2
<tb>  10 <SEP> 9/4 <SEP> 1/4 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2
<tb>  11 <SEP> 10/4 <SEP> 0 <SEP> 1/2 <SEP> 0 <SEP> 2
<tb>  12 <SEP> 11/4 <SEP> 1/4 <SEP> 1/2 <SEP> 0 <SEP> 2
<tb>  13 <SEP> 12/4 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2
<tb>  14 <SEP> 13/4 <SEP> 1/4 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2
<tb>  15 <SEP> 14/4 <SEP> 0 <SEP> 1/2 <SEP> 1 

  <SEP> 2
<tb>  <U>16 <SEP> 15/4 <SEP> 1/4 <SEP> 1/</U>2 <SEP> <U>1</U> <SEP> 2       Le tableau     fait    bien ressortir que les 16     vitesses     sont étagées en progression géométrique et que la       première    à la 16e vitesse sont dans le rapport de 1  à     215/4        c'est-à-dire    de 1 à 13,4.  



  Sur la     fig.    2,     on    a indiqué à     titre        schématique,    un  combinateur 25 présentant des secteurs conducteurs  destinés à coopérer avec des balais<I>a, b, c, d,</I> de com  mande des embrayages<I>8a, 8b, 8c, 8d des</I> boîtes de       vitesses    correspondantes A, B, C, D. Le     commuta-          teur    25 n'est qu'une matérialisation du tableau     ci-des-          SUIS.     



  La     fig.    3 montre une forme d'exécution d'un     dis-          positif    de changement de vitesse à     seize    combinai  sons dont     les    quatre boîtes élémentaires à deux       vitesses    sont groupées dans     un    seul carter 27. La  première boîte A comprend les mêmes éléments que  celle représentée sur la     fig.    1, c'est-à-dire un arbre  d'entrée 21 sur     lequel    sont montés     un    pignon soli  daire 3a et un pignon     débrayable    4a     pourvu    d'un  embrayage 8a.

   Ces deux .pignons engrènent respecti  vement avec un pignon 5a     équipé    d'une roue libre 7a  et avec un pignon 6a calé sur l'arbre de sortie 28 de  la boîte A. Le couple     4a-6a        fournit    le     grand    rapport  de la     boîte    A et le couple     3a-5a    le petit rapport.

   Le  même arbre 28 joue le rôle d'arbre     d'entrée    pour la  boîte B, c'est-à-dire qu'y sont montés un pignon     Soli-          daire    3b et un pignon     débrayable    4b pourvu d'un  embrayage 8b qui engrènent     respectivement    avec le  pignon à roue libre 5b et le pignon 6b montés sur  l'arbre de     sortie    29 de la boîte B qui joue à son tour  le rôle d'arbre d'entrée pour la boîte C, et ainsi de  suite jusqu'à l'arbre de sortie 22 du changement de  vitesse.

   Ainsi qu'il est usuel,. tous les arbres     touril-          lonnent        dans    des paliers ou des enroulements non  représentés portés par le carter 27.  



  Les seize combinaisons de     vitesse    sont comman  dés par la mise en prise ou le dégagement des quatre  embrayages et ceux-ci peuvent être montés à l'exté  rieur du     carter    2, ce qui les. rend     parfaitement    acces  sibles, comme on peut le voir sur la     fig.    3. Bien      entendu, tous les embrayages pourraient être situés  du même côté du carter.  



  L'ordre matériel des boîtes élémentaires, peut être  quelconque, mais     il    est cependant avantageux de clas  ser les boîtes dans l'ordre des quotients croissants  (comme     cela    a été     représenté    sur la     fig.    3), ce qui  permet de     dimensionner    les arbres, les embrayages,  etc... le plus économiquement possible et d'éviter  les efforts anormaux à la mise en prise des embraya  ges.  



  Il peut     être    intéressant également d'établir les boî  tes élémentaires (que celles-ci soient à 2 ou plus de  deux vitesses) de façon que l'un de leurs     rapports     soit le même pour toutes les boîtes, ou au moins pour  plusieurs d'entre elles, et que ce rapport soit égal à  l'unité. Cette disposition permet une standardisation  poussée des pièces constituant le changement de vitesse  car un grand nombre de pignons peuvent être identi  ques.

   C'est     ainsi    que sur l'exemple de la     fig.    3, le  grand rapport dans chaque     boîte    élémentaire a été  choisi égal à l'unité, si bien que les pignons     4a-6a,          4b-6b,        4c-6c,        4d-6d    ont tous le même nombre de  dents.  



  Sur cette même     figure,    on a, par mesure de     sim-          plification    du dessin, disposé tous les arbres dans un  même plan, ce qui conduit à un     carter    très     allongé     en plan.

   Sur la figure 4 on a représenté une     vue    trans  versale d'un carter 31 pouvant recevoir un change  ment de vitesse à     seize    combinaisons, identique à       celui    de la     fig.    3,     mais    dans lequel les arbres, sont  situés dans     plusieurs,    plans,     ce    qui permet une cons  truction     beaucoup    plus ramassée de l'ensemble. On  voit, sur la     face    représentée du     carter,    les embrayages  8a et 8c ainsi que les extrémités des arbres intermé  diaires 28-30 et de l'arbre de sortie 22.  



  Un carter de même     section    permettrait, avec le  même nombre d'arbres, le logement de quatre boîtes       élémentaires    à trois     vitesses,    soit 81     combinaisons,    ce  qui autorise des finesses de graduation de 3 à 5 %       particulièrement    avantageuses. La boîte serait com  mandée     dans        ce    cas au moyen de huit embrayages.  



  On a représenté en variante sur la     fig.    5, un car  ter 32 prévu pour six     arbres.    Dans un tel carter, on  peut monter par exemple cinq boîtes élémentaires à  deux     vitesses,    soit trente-deux     combinaisons.        comman-          dées    par     cinq    embrayages (dont trois,,     8a-8c-8e,    sont  visibles sur l'une des. faces du     carter)    -ou bien encore  trois boites à deux vitesses associées à deux boîtes à  trois vitesses, ce qui fournit 72 combinaisons com  mandées par sept embrayages, ou encore toute autre  variante.  



  Dans le cas où les boîtes, élémentaires sont dis  posées en cascade dans un même     carter    général, il  est commode de ne faire sortir de     ce    carter qu'un  arbre d'entrée, un arbre de     sortie,    ainsi que les em  brayages avec leurs     dispositifs    de commande.  



  Il peut être également     intéressant    de disposer les  roues libres en dehors du ou des carters, mais ces  organes sont très robustes et ne comportent aucune    commande sujette à réglage ou avarie, ce qui permet  de les enfermer sans     inconvénient.     



  Le dispositif est établi de préférence de façon à  pouvoir fournir un grand nombre de rapports de  vitesses différents, par exemple de l'ordre de 30 à  80, si bien que la raison de la progression géométri  que de ces rapports peut être très faible, environ  1,03 à 1,08, suivant les rapports extrêmes recherchés.  Dans ces conditions, le     moteur    fonctionne toujours  dans une plage de régime très     étroite,    par exemple  entre 1500 et 1455     tours/minute    pour une raison de  1,03.  



       Etant    donné la rapidité avec laquelle on peut  commander la mise en prise et le dégagement des  embrayages, notamment s'ils, fonctionnent     hydrauli-          quement    sous la dépendance d'une électrovalve  rapide telle que     celle    décrite dans le brevet suisse  N  366318, permettant des enclenchements ou  déclenchement en quelques     millisecondes,    il est pra  tiquement inutile de modifier les conditions d'alimen  tation du moteur auquel est accouplé le changement  de vitesse. Ainsi, s'il s'agit d'un moteur Diesel, il est  inutile de couper l'admission du carburant.

   En effet,  si l'on se trouve en grande vitesse et qu'on passe brus  quement à la vitesse inférieure, il suffit, pour passer  d'une condition de fonctionnement à l'autre que le  moteur rattrape, sans être en charge, la roue libre qui  pendant un instant, sous la lancée des organes entraî  nés, tourne à une vitesse un peu trop grande, ce  rattrapage de vitesse se fait d'une façon pratiquement  instantanée, par exemple de l'ordre de     2/100e    de  seconde pour un     moteur    Diesel de     locomotive.     



  Au contraire, si l'on est en     petite    vitesse et qu'on  passe brusquement à la vitesse supérieure, le moteur  doit     temporairement    ralentir et il se produit pendant  un     très    court instant un état transitoire, par exemple  un patinage de l'embrayage, pour abaisser le régime  du moteur à la vitesse voisine correspondante.  



  Du fait de la     faiblesse    des     écarts        de        vitesse    et de  la rapidité possible     d'actionnement    des embrayages, on  peut utiliser, pour la     manoeuvre    des     boîtes    élémen  taires, des embrayages extrêmement simplifiés, donc  rustiques et bon marché, n'ayant qu'un très faible  patinage et fonctionnant sous très     forte        pression    uni  taire.  



  En variante, on peut remplacer ce ou     ces    em  brayages à friction de chaque boîte élémentaire par  des embrayages à crabots, par exemple du genre d'un  accouplement à dents de loup décrits dans le brevet  suisse No 337027.  



  Il peut être avantageux, surtout dans ce dernier  cas d'interposer entre l'arbre moteur et l'arbre d'en  trée du changement de vitesse un dispositif     limiteur     de couple qui soit susceptible d'absorber les faibles  variations transitoires apparaissant lorsqu'on passe  d'un     rapport    quelconque au     rapport    immédiatement  supérieur.  



  Ce     limiteur    peut être du type à glissement, par  exemple un limiteur de couple magnétique à poudre,       mais,    dans une autre forme de réalisation le limiteur      peut être constitué seulement par au     moins        un,    organe       déformable        élastiquement,    les rattrapages     d'écart    de  vitesse étant     tellement    faibles et     se    faisant en un temps  tellement bref que le     décalage        angulaire        relatif    entre  deux pièces en rotation n'excède jamais. une fraction  de tour complet.

   En fait, on peut considérer que,  avec la finesse de graduation permise par le change  ment de vitesse     décrit    le passage d'une     combinaison     à l'autre ne provoque pas plus de     rupture    de couple  que n'en provoque, dans le moteur, le passage d'un  temps moteur aux temps d'aspiration ou de com  pression.  



  La     mise    en prise ultra rapide     sans        heurt    des em  brayages des boîtes élémentaires est encore facilitée  si cette mise en prise :s'effectue entre des organes qui,  à cet instant, ne transmettent aucun couple et sont,  du fait de leur inertie, lancés à des vitesses identi  ques ou très voisines.  



  A cet effet, on peut munir le dispositif de chan  gement de     vitesse    d'un appareillage     ralentisseur     adapté à diminuer     temporairement    la vitesse de  l'arbre moteur dans un rapport au moins égal à la  raison a de la progression géométrique des combi  naisons, ledit appareillage étant mis en action au  moment où l'on fait passer le dispositif d'un rapport  quelconque au rapport immédiatement supérieur.  



  C'est ainsi que, si     l'étagement    des combinaisons  est choisi de 4 en 4 % (,progression géométrique de  raison 1,04) lorsqu'on passe dans la combinaison  supérieure, le     moteur    devra ralentir de sa vitesse nor  male, par exemple 1500     t/min    à une vitesse inférieure  de 4 % c'est-à-dire 1440 t/min.

   L'appareillage ralen  tisseur doit donc     réduire        temporairement    la vitesse  du moteur de 1500 à 1440 t/min, ce qui est tou  jours possible sans avoir à vaincre     l'inertie    totale de  l'organe     récepteur    (par     exemple        une        locomotive     remorquant un train) car il y a toujours. au moins une  roue libre     interposée    dans la chaîne cinématique com  posant le changement de vitesse.  



  Il peut être avantageux de prévoir un ralentisse  ment un peu supérieur à la valeur théorique idéale a,  car pendant le temps très bref où     1e    moteur se trouve       désaccouplé    de l'arbre     récepteur    par les libérations  des embrayages il     peut    commencer à     s'emballer    à  vide et gagner quelques tours.  



  L'appareillage ralentisseur peut être constitué par  un frein disposé sur l'arbre moteur ou sur un arbre  solidaire de celui-ci, mais la disposition préférée con  siste à prévoir, entre l'arbre moteur et l'arbre d'entrée  du changement de     vitesse    un engrenage     épicycloidal     dont les pignons et couronnes ont des diamètres rela  tifs tels que, lorsqu'on bloque ou libère l'un de ces  éléments, l'engrenage fournit     sélectivement    deux com  binaisons de vitesses dans un rapport égal ou légère  ment supérieur à a.  



  Grâce à cet     appareillage    ralentisseur, la montée  des vitesses se produit sans aucun     heurt,    exactement       comme    dans une locomotive électrique qui, bien  qu'elle soit dite à     variation    continue, comporte  cependant un nombre fini de plots.

           Il    est bien entendu que     dans    ce qui précède, lors  qu'on parle de rapports en     progression,    géométrique,  ce terme comprend également des rapports     s'écartant     légèrement de cet étagement idéal du fait des impé  ratifs de construction et     notamment    des     rapports    de  denture des engrenages pouvant être réalisés dans la  pratique.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Dispositif de changement de vitesse appelé à fournir sélectivement, entre son arbre d'entrée et son arbre de sortie, différents rapports de vitesses, com prenant plusieurs boîtes de vitesses, élémentaires en cascade fournissait chacune au moins deux rapports, caractérisé en ce que, dans chacune desdites boîtes, prise individuellement,
    les quotients de deux rap ports voisins sont identiques et égaux à une même puissance entière d'un nombre a, ledit nombre étant le même pour toutes les boîtes et l'exposant de ladite puissance pour une boîte déterminée étant égal à l'exposant de ladite puissance pour la boîte précé dente multiplié par le nombre de rapports que peut fournir ladite boîte précédente.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, appelé à fournir sélectivement un nombre BIz de rapports de vitesses, caractérisé en ce qu'il comprend n boîtes de vitesses élémentaires, en cascade, fournissant cha cune B rapports, cependant que les exposants des puissances se rapportant aux diverses boîtes forment une progression géométrique de raison B et d'origine unité. 2.
    Dispositif selon la ,revendication, caractérisé en ce que chacune des -boîtes élémentaires comporte entre son arbre d'entrée et son arbre de sortie une liaison -cinématique de petit rapport comprenant une roue libre, et au moins une liaison cinématique de plus grand rapport comprenant un embrayage pou vant être sélectivement mis. en prise ou dégagé. 3.
    Dispositif selon la sous-revendication 2, carac térisé en ce que les embrayages solidarisent ou d6so- lidarisent sélectivement l'un des. engrenages de son arbre, lesdits embrayages étant du type à friction, à très faible patinage, fonctionnant sous très forte pres sion unitaire et à commande hydraulique rapide. 4. Dispositif selon la sous-revendication 2, carac térisé en ce que les embrayages des boîtes élémen taires sont des embrayages à crabots. 5.
    Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend un limiteur de couple interposé entre l'arbre moteur et l'arbre d'entrée dudit dispo sitif, de manière à absorber les variations transitoires apparaissant lors du passage d'un rapport quelconque au rapport immédiatement supérieur dudit dispo sitif.
    6. Dispositif selon la sous-revendication 5, carac térisé en ce que le limiteur de couple est du type à glissement. 7. Dispositif selon la sous-revendication 5, carac térisé en ce que le limiteur de couple est constitué par au moins un organe déformable élastiquement. 8. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que toutes les boîtes élémentaires sont groupées dans un carter commun. 9.
    Dispositif selon la sous-revendication 8, carac térisé en ce que l'arbre de sortie de chaque boîte élé mentaire suivie d'une autre boîte élémentaire constitue l'arbre d'entrée de cette dernière. 10.
    Dispositif selon 1a revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un appareillage ralentisseur diminuant temporairement la vitesse de l'arbre moteur dans un rapport au moins égal à u au moment du passage d'un rapport quel conque au rapport immédiatement supérieur dudit dispositif. 11.
    Dispositif selon la sous-revendication 10, caractérisé en ce que l'appareillage ralentisseur est constitué par un frein agissant sur l'arbre moteur. 12. Dispositif selon la sous-revendication 10, caractérisé en ce que l'appareillage ralentisseur est constitué par un engrenage épicycloïdal dont les pignons et couronne ont des diamêtres relatifs tels que, lorsqu'un de ces éléments est bloqué ou libéré,
    l'engrenage fournit sélectivement deux combinaisons de vitesses dans un rapport égal ou légèrement supé rieur à a.
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