Changement de vitesse continu et automatique, applicable aux moteurs d'automobiles et autres. L'invention concerne un changement de vitesse continu et automatique, applicable aux moteurs d'automobiles et autres, caractérisé en ce que le mouvement rotatif de l'organe moteur est d'abord transformé en un mouve ment alternatif par l'intermédiaire d'un pla teau sur lequel peut se déplacer un bouton de manivelle de position réglable relié à une bielle, le mouvement alternatif de la bielle étant à son tour transformé en un mouvement rotatif continu d'un arbre auxiliaire action nant l'organe commandé, au moyen d'une dou ble crémaillère agissant sur deux pignons juxtaposés sur ledit arbre auxiliaire, l'une des crémaillères engrenant avec l'un des pi gnons sur l'un des côtés de l'arbre,
l'autre crémaillère engrenant avec le second pignon sur l'autre côté de l'arbre, en vue de produire un mouvement rotatif continu de l'arbre auxi liaire et de l'organe commandé, l'excentricité variable du bouton de la manivelle étant ob tenue par l'intermédiaire d'un régulateur à force centrifuge déterminant le déplacement du bouton par rapport au centre du disque.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in- vention, pour automobile, est représentée, à titre d'exemple, dans le dessin annexé: Fig. 1 est une coupe verticale partielle; Fig. 2 est une coupe partielle d'un carter montrant l'arbre intermédiaire sur lequel le mouvement; de va-et-vient d'une bielle est transformé en un mouvement rotatif continu ainsi que la, transmission à différentiel entre ledit arbre. intermédiaire et deux arbres com mandés; Fig. 3 est une vue similaire avec différen tiel monté sur l'arbre intermédiaire, montrant le mécanisme dle commande pour marche avant et marclhe arrière; Fig. 4 montre la double crémaillère soli daire de la bielle; Fig. 5 montre une coupe d'un détail.
Un axe creux 1 est fixé par un procédé quelconque sur deux traverses T et T' du chassis, de façon à ce que l'extrémité de cet axe passe d'une certaine longueur au delà de T'. Cet axe, ainsi solidement fixé, est percé à sa: partie supérieure de deux petites fenê tres rectangulaires Fl et F" dont le rôle sera expliqué plus loin. Autour de la partie libre de cet axe peut tourner, sur deux coussinets à billes 2 et 3, ce dernier réglable par le cône à vis 63 muni d'un contre-écrou 4, un ensemble de pièces que nous appellerons "le plateau" et qui est constitué par un disque de fonte 5 et un pi gnon denté 7 réunis et solidarisés par un man chon à vis 6.
Ce disque 5 est percé dans son épaisseur, suivant un diamètre, d'une large rainure 8 de section rectangulaire.
Cette rainure est ouverte par une fente de largeur convenable, sur la face interne et la face externe, pour laisser passer les pièces 10 et 11, dont nous verrons le rôle plus loin.
Dans cette rainure peut coulisser avec pré cision une pièce 9 dont une coupe est repré sentée à la fig. 5. Cette pièce porte à une ex trémité la pièce 10 à section rectangulaire, percée d'un trou fileté formant écrou engagé sur un arbre 22. A l'autre extrémité et sur l'autre face est fixée la saillie 11 formant bouton de manivelle et munie d'un écrou 12 et d'un contre-écrou 13.
Cette pièce 9 porte en son milieu, paral lèlement à l'axe, un évidement 14 (fig. 5) qui se prolonge jusqu'en regard de la manivelle 11, qui est entaillée elle-même de façon à laisser passer librement la tête 15 de la tige 16 lorsque ledit bouton de manivelle se rap proche du centre du plateau.
Aux deux extrémités de cet évidement se trouvent des prismes en acier dur 17 et 18. dont nous verrons le rôle plus loin.
Sur l'axe 1, dans l'espace compris entre le disque 5 et le pignon denté 7, de chaque côté de la fenêtre F1, se trouvent deux pi gnons dentés 19 et 20, fous sur l'axe 1, et en grenant tous deux à 90 avec un troisième pignon 21, lequel est goupillé sur l'axe fileté 22.
L'arbre 22 est parallèle à l'axe de la rai nure 8 et tourne entre deux coussinets à bil les dont le jeu est réglable par la cuvette 23 portée par la pièce 24. Cet arbre se visse dans l'écrou de la pièce 10 de telle sorte que, si on le fait tourner sur lui-même, la pièce 9 se dé place en coulissant dans la rainure 8, faisant varier de zéro à une valeur maxima l'excen tricité de la manivelle 11.
Les pignons 19 et 20 portent sur leur face interne deux petites saillies en acier 25 et 26 qui serviront de butées, comme il sera expli qué plus loin.
Dans le trou central de l'arbre 1, se trouve une tige 16 qui peut coulisser librement dans celui-ci. Cette tige se termine à droite par une tête 15 à forme lenticulaire en acier très dur.
En outre, dans la partie située en face de la fenêtre F1 est fixée une petite pièce 2 7 qui coulisse avec précision dans cette fenêtre lors des mouvements de la tige 16.
D'autre part, à l'autre extrémité de la tige 16, en face de la fenêtre F2, est pratiquée une sorte de mortaise traversée par une cheville, laquelle se trouve prise dans une fourchette formée par l'extrémité du levier 28. Ce levier 28 est mobile autour de l'axe 54 porté par une pièce solidaire du châssis.
Il s'ensuit que toute oscillation du levier 28 autour de son axe 54 fera coulisser la tige 16 dans un sens ou dans l'autre.
L'extrémité supérieure du levier 28 s'en gage dans une gorge de la pièce 31, laquelle est susceptible de se déplacer le long de l'axe autour duquel elle tourne, sous l' action du régulateur à boules 29. Ce dernier est porté par les pièces 32, 52 fixées sur le châssis. Uin ressort à boudin 30, tend à rapprocher de l'axe les boules du régulateur.
La disposition horizontale du régulateur a l'avantage de le rendre insensible aux ca hots de la route, les actions sur chaque boule étant égales et de sens contraire.
Ce régulateur est mis en action par un pignon 53 engrenant par chaîne avec le pi gnon 55, lequel est solidaire du plateau.
Au boulon 11 du disque manivelle est at telée une bielle rigide 35 aussi légère que pos sible. Cette bielle porte à son extrémité deux crémaillères 33 et 34 disposées comme le re présente la fig. 4 dans deux plans parallèles et voisins. D'autre part, sur le carter de l'axe des roues arrière, sont fixées deux pièces 50 et 5 1 portant un axe 36 parallèle à l'essieu des routes motrices (fig. 2). A une extrémité de cet axe se trouvent deux pignons dentés, roue libre, juxtaposés 37 et 38, agissant dans le même sens, et à l'autre extrémité un pignon denté 39) engrenant directement avec le pignon 40 d u différentiel des roues motri ces (fig. 2).
Les crémaillères 33 et 34 (fig. 4) viennent engrener, l'une sur le pignon 37 (fig. 2) par en dessus, l'autre sur le pignon 38 par en des sous. Il en résulte que pendant le mouvement alternatif de la bielle, l'axe 36 est toujours entraîné dans le même sens tantôt par l'un, tantôt par l'autre des deux pignons.
Voici comment fonctionne le dispositif ainsi décrit: Actionné par le pignon M (fig. 1) du mo teur agissant sur le pignon 7, le plateau tourne sur ses roulements à billes 2 et 3 en traînant dans son mouvement les pignons an gulaires 19 et 20 comme s'ils faisaient corps avec lui.
La fig. 1 représente l'ensemble du sys tème à un moment où le moteur tourne à sa vitesse normale, et où, par conséquent, le ré gulateur n'a pas à intervenir.
Mais supposons que la voiture aborde une côte. La résistance dle la route augmente et par suite le moteur tend à ralentir. Mais ce ralentissement est à peine esquissé que le ré gulateur entre en jeu. Les boules se rappro chent de l'axe, faisant incliner le levier 28. Celui-ci Fait coulisser à droite la tige 16, de telle sorte que la pièce 27 vient se placer de vant la petite butée 26 et immobilise ainsi le pignon 20. Le pignon 21 (et par suite l'axe 22) est alors obligé de tourner sur lui-même tandis que le pignon 19 continue à tourner autour de l'axe 1, mais à une vitesse double.
La rotation de l'axe fileté 22 dans l'écrou dle la pièce 10 a pour effet dle faire coulisser la pièce 9 dans la rainure 8, dans un sens tel qu'il rapproche le bouton de manivelle 1l de l'axe du plateau, et diminue par conséquent l'amplitude dut mouvement alternatif de la bielle, ce qui équivaut à une diminution de multiplication. Il s'ensuit que la résistance diminue et que le moteur reprend sa vitesse de régime, mais alors le régulateur rentre en jeu et la pièce 27 reprenant sa position, li bère le pignon 20 et le mouvement de rotation de l'axe 22 sur lui-même est arrêté.
Supposons maintenant que la résistance de la route diminue, par exemple en abordant une légère descente. Le moteur tend à s'em baller, mais dès qu'il y a un léger mouvement d'accélération, les boules 29 du régulateur s'écartent et le levier 28 s'incline vers la droite. Ce mouvement a pour résultat de faire coulisser la tige 16 vers la gauche et d'amener la pièce 2 7 en face de la butée 25 et, par suite, d'immobiliser le pignon 19. L'axe 22 est alors obligé de tourner sur lui-même comme précédemment, mais en sens inverse, de sorte que le bouton de manivelle s'éloigne du centre du plateau. L'amplitude (du mouve ment alternatif de la bielle est ainsi augmen tée, ce qui équivaut à une augmentation de multiplication.
Il en résulte que la résistance augmente et le moteur reprend sa vitesse de régime, tandis que le régulateur ramène la pièce 27 à sa position neutre.
Les variations de vitesse du moteur né cessaires pour mettre le régulateur en jeu étant négligeables, le moteur se maintiendra à une vitesse sensiblement constante.
Supposons maintenant qu'en agissant soit sur la carburation, soit sur l'admission (des gaz, nous réduisons la force dlit moteur de telle sorte que, même tournant à vide, il ne puisse atteindre sa vitesse de régime. Le régulateur maintiendra le bloquage du pignon 20, jusqu'à ce que l'axe dle la ma nivelle se confonde avec l'axe du plateau et par conséquent que la bielle reste immobile. Tout se passera donc comme si la voiture était débrayée. Mais il faut remarquer qu'il est indispensable d'arrêter l'action du régu lateur dès que cette position de débrayage est atteinte.
En effet, la pièce 10 étant arrivée à l'extrémité de sa course, il y aurait néces sairement quelque chose de brisé si le mouve- ment de rotation cle l'axe 22 sur lui-même n'était arrêté. Et c'est là qu'intervient le rôle des pris mes d'acier 17 et 18 et de la tête lenticulaire 15 (de la tige 16.
Lorsque la manivelle se rapproche de l'axe, c'est que le pignon 20 est immobilisé et par conséquent que la tête 15 est à l'extrémité de sa coure à droite (position représentée en pointillé (fig. 1). Au moment où la mani velle va parvenir au bout de sa course, c'est- à-dire au moment où son axe va coïncider avec l'axe du plateau, le plan incliné du prisme 18 vient en contact avec la face droite de la tête 15 et repousse celle-ci, malgré la ré sistance, d'ailleurs faible, du ressort à boudin 30, jusqu'à ce que le pignon 20 soit libéré, ce qui doit se produire au moment précis où les axes enr question se confondent. C'est là une question de réglage. Le moteur peut donc marcher au ralenti sans aucun inconvénient.
Inversement, si la résistance de la route est nulle, ou négative (cas d'une descente) le maximum d'excentricité de la bielle étant at teint, la pièce 2 7 continuerait cependant à im mobiliser le pignon 19 et, comme précédem ment, le bris d'une pièce serait inévitable. La tête 15 occupe dans ce cas la position figurée en pointillé à gauche. Mais alors le plan in cliné du prisme 17 vient en contact avec la face gauche de la tête 15 et la refoule vers la droite jusqu'à libération du pignon 19. Le moteur peut donc s'emballer sans incon vénient.
Pour la conduite de la voiture, il suffira d'avoir sur le volant une manette agissant soit sur la carburation, soit sur l'admission des de façon à permettre de faire varier à volonté la, force du moteur, et par consé quent la vitesse cle la voiture, celle-ci étant toujours maximum pour la force du moteur, et par conséquent dans les meilleurs condi tions de rendement.
Pour arrêter la voiture, il suffit d'accen tuer un peu la position de la manet e vers le ralenti, et le débrayage (ou son équivalent) se produira de lui-même.
Pour démarrer, il suffira de tourner len tement la manette crn sens inverse, et, le réu- lateur entrant en jeu, le démarrage se pro <B>,</B> duira lentement, sans acoup, et sans qu'il soit possible de bloquer le moteur.
Un frein à pied et la manette ci-dessus constituent dlonc les seuls organes indispen sables. Il y a avantage à ce que le frein agisse en même temps sur la carburation on l'admission des gaz.
La marche arrière avec tous les avantages de la marche en avant est obtenue d'une ma nière très simple.
Sur l'axe 36 (fig. 3) se trouve disposé un système différentiel ainsi constitué: le pignon 44 est solidaire de l'axe 36, le pignon 41 est solidaire du pignon 39 qui engrène avec le différentiel de l'essieu des roues motrices ou arbre commandé, et enfin, les pignons 42 et 43 reliant les deux premiers sont portés par un axe transversal mobile autour de l'axe 36.
A cet axe transversal est fixée solidement la pièce 56 constituée par une barre d'acier annulaire à saillie 45.
Un manchon à gorge 48 qui peut coulisser le long de l'arbre 36 et qui est entraîné dans le mouvement de celui-ci par un tenon en gagé dans une rainure de cet axe, porte une pièce 57 solidement fixée qui servira de butée.
Enfin une pièce 46 reliée par un bras 58 à une couronne logée dans la gorge dlu manchon 48 permet de faire coulisser celui-ci le long de l'axe.
Cette pièce 46 porte, en outre, à son ex trémité, une saillie 47 contre laquelle pourra venir buter la saillie 4a de la pièce 56. Elle est solidement fixée au châssis par dles gli- sières lui permettant le mouvement latéral suffisant, et est commandée du siège soit par un levier soit par une simple manette sur le volant.
L'axe 36 reçoit des pignons à roue libre 37 et 38 un mouvement rotatif continu. Le pignon 44 solidaire de cet axe entraîne, en les faisant tourner sur eux-mêmes, les pi gnons 42 et 43. Mais l'axe de ces pignons étant fou autour de l'axe 36 se mettra à tour ner autour de lui à une vitesse qui est exacte ment la moitié de celle du pignon 44, tandis que le pignon 41 ne bougera pas. la force tendant à l'entraîner étant insibnifiaute. (Elle résulte en effet du frottement des pi gnons entre eux et sur leurs axes).
Cette position correspond douc à un dé brayage réel qui est absolument indépendant de la vitesse du moteur et qui sera utilisé comme débrayage de sûreté.
Supposons maintenant que nous fassions glisser la pièce 46 vers la gauche, le manchon 48 se déplace en méme temps et la pièce 57 qui tourne autour de l'axe 36 deux fois plus vite que la pièce 56, vient buter contre l'ex trémité de celle-ci et l'oblige à participer à son mouvement. Tout se passe alors comme si les quatre pignons du différentiel étaient sondés ensemble, ce qui ramène au cas de la fig. 2. C'est la marche avant.
Supposons maintenant que nous ayons déplacé la pièce 46 vers la droite, de manière à ce que la butée 47 vienne se placer contre la saillie 45 de la pièce 56. L'axe des pignons 42 et 43 étant ainsi immobilisé, ces pignons forment transmission et font tourner le pi gnon 41, nmais en sens inverse: c'est la mar che arrière.
La manette de commande de la pièce 46 pourra donc avoir trois positions: marche avant, débrayage, marche arrière.
On peut sans s'écarter de l'invention faire agir le régulateur à force centrifuge sur la tige 16 autrement que par un levier, par exem ple, par une action magnétique due à un solé noïde ou à un électro-aimant, et déclanchée au moment voulu par un contact électrique commandé par le régulateur.
Il est bien entendu que le principe de l'in vention n'est pas seulement applicable à l'exemple décrit ci-dessus et que des change ments de construction, disposition on propor tions pourront être apportés suivant l'appli cation, sans pour cela rien changer à ce prin cipe.