CH107055A - Dispositif de changement de vitesse automatique. - Google Patents

Description

      Dispositif    de changement de vitesse automatique.    La présente invention est relative à un  dispositif de changement de vitesse automa  tique, caractérisé en ce *que la. liaison entre  l'arbre moteur et au moins un arbre récep  teur est assurée par un mécanisme compor  tant un plateau animé d'oscillations périodi  ques, grâce à la rotation continue de l'arbre  moteur, et des bielles articulées en des points  du plateau et     attaquant    des organes     skec-          teurs    de mouvement,     déplaçables        angilla.ire-          ment    autour de l'axe d'au moins un arbre  mené,

   mais     n'a'gissa'nt    que dans le sens de  traction des bielles, afin de     transformer    les  oscillations du plateau en rotation continue  dudit arbre mené, l'amplitude des oscillations  du plateau étant réglée automatiquement par  translation longitudinale de son     -centre    d'os  cillation, par rapport à un point d'appui se  déplaçant toujours dans le même plan per  pendiculaire à. l'axe de     -l'arbre    moteur;

   les  translations de l'axe     d'oscillation    du plateau  s'opérant en antagonisme avec des moyens  de rappel élastique à réaction progressive, et  le redressement du plateau pour assurer le  débrayage étant     assuré\par    un dispositif hy-         draulique    comportant une pompe commandée  par la rotation de l'arbre moteur, les lon  gueurs des bielles et :les longueurs de leurs  manivelles étant différentes .de façon que les       vitesses    angulaires des organes de     commande     des roues libres     soient    égales entre     elles.     



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une forme de réalisation de ce  dispositif de changement de     -vitesse    automa  tique,     appliquée    à la commande des roues       motrices    d'un véhicule automobile.  



  La     fig.    1 est une section verticale d'en  semble du dispositif par un plan contenant  l'axe de l'arbre moteur;    La     fig.    2 est     une    section transversale  suivant la ligne     A-A    de la     fig.    1;    La     fig.    3 est une     section        transversale    par  tielle suivant la. ligne     B-B    de la     fig.    4;

    Les fi-Y. 4 et 5 sont les sections verticales       partielles    suivant dés plans contenant respec  tivement les lignes     C-C    et     D-D    de la     fig.    3;  La     fig.    6 est une vue du carter de distri  bution assurant la commande hydraulique du  débrayage et du changement de marche;      La     fig.    7 est une section transversale par  un plan contenant la ligne     E-E    de la.     fig.    1;  La     fig.    8 est une section verticale par un  plan contenant l'axe commun aux deux arbres  récepteurs;  Les fi-. 9 et 10 montrent le schéma des  dispositifs de roues libres employés.  



  Le but de l'invention est de permettre la  transmission de puissance d'un arbre moteur  tournant à vitesse constante à au moins un  arbre mené en entraînant automatiquement ce  dernier à la vitesse qui correspond à chaque  instant au couple résistant qui lui est appli  qué; la. vitesse de l'arbre mené pouvant varier  depuis zéro (état de repos) jusqu'au maximum  déterminé suivant les besoins.  



  L'arbre central 1 du dispositif est relié  au vilebrequin du moteur par l'intermédiaire  d'un joint ou     accouplement        déformable    2 dis  posé à l'extrémité d'un     manchon    d'entraîne  ment 3 dans l'alésage 4 duquel vient s'en  gager l'extrémité l' de l'arbre central 1. Le  manchon 3 et l'arbre 1 sont solidarisés en ro  tation tout en permettant les déplacements  longitudinaux relatifs dudit arbre 1 par rap  port au manchon 3. Un ressort de rappel 3'  est interposé entre l'extrémité l' de l'arbre 1.  et le fond de l'alésage 4 du manchon 3.  



  L'arbre 1 est soutenu dans sa partie mé  diane par le coussinet à rotule 5 monté dans  le palier 6, solidaire du carter 7 qui renferme  l'appareil, et s'emboîte à, son extrémité 8 dans  la tige centrale creuse d'un piston 9 avec le  quel il est solidarisé en rotation par un sys  tème de clavetage à. languettes 10 et rainures  10'. Le cylindre 11 dans lequel est centré le  piston 9, est fermé en 12 par un couvercle  vissé 13 dans la. partie centrale 13' duquel  peut coulisser le manchon 14 qui s'épaule par  son embase 14' sur la douille centrale 13' du       couvercle    et s'appuie par son extrémité 14"  sur la face latérale d'un disque d'excentrique       1.1    claveté sur l'arbre 1 en     15'    et maintenu  suivant l'axe longitudinal de ce dernier par  l'embase 16.

   U n système de rappel élastique       agit    entre les embases 14' et 17 pour rappeler       le    piston 9 à fond de course arrière,     c'est-à-          dire        ve==s    le fond extérieur du     cylinder    11. Le    plateau moteur comporte une couronne exté  rieure 18 pourvue d'alvéoles sphériques égale  ment réparties sur une même circonférence et  recevant les rotules 19 qui constituent l'ex  trémité des bielles de traction 20.

   Le nom  bre de ces bielles est en pratique égal à six  et leurs longueurs respectives ainsi que les  rayons de leur     manivell.o    sont convenablement  déterminées de façon que pour une amplitude  donnée des oscillations du plateau moteur,  les vitesses angulaires qu'elles impriment aux  organes tournant. desquels dérive la rotation  des arbres menés. soient sensiblement égales.  



  La. couronne extérieure 18 solidaire du  plateau     porte-bielles,    est maintenue fixe en  rotation à l'aide de deux     pivots    latéraux (non       montrés    sur le     dessin)        di-posés    aux extrémi  tés d'un même diamètre et     tourillonnés    dans  les paliers d'une fourche support 21 pourvue       ù    sa partie inférieure d'un tourillon 22 pou  vant osciller suivant l'un des     diamètres    d'une  rotule 23 maintenue     entre    les deux coussinets  d'un palier 24 solidaire du carter 7 qui ren  ferme l'appareil.

   Les oscillations périodiques  du plateau moteur sont obtenues grâce à la  rotation de l'arbre moteur de la façon sui  vante:  L'arbre central 1 est relié par un axe  diamétral 25 (le plan formé par l'axe 25 et  l'arbre central 1, et le plan formé par la per  pendiculaire abaissée de l'axe 28 sur l'arbre  central 1 et l'arbre central, sont deux plans  constamment perpendiculaires) à. un man  chon 26 sur lequel est monté par l'intermé  diaire des roulement: 34 et de la butée 31-32,  l'ensemble du plateau recevant les rotules  19     des    bielles<B>20</B> et la couronne 18. Ce man  chon 26 porte un bras qui s'engage par un  axe à galet 28     dans        l'ceil    29 d'une chape     3!     solidaire du manchon d'entraînement 3.

   Le  manchon 3 détermine, comme indiqué ci-des  sus, l'entraînement du manchon 26 et de. l'ar  bre central du fait de sa     liaison    avec l'arbre  moteur.  



  On voit qu'avec     cdte    disposition. la rota  tion continue du manchon 3 imprime un mou  vement périodique oscillant au plateau autour  du diamètre passant par l'axe diamétral 25;      l'amplitude de ce mouvement oscillant dépend  de l'inclinaison initiale du plateau par rap  port à l'arbre 1, laquelle inclinaison est     dé-          terminée    par la distance mesurée horizontale  ment entre le doigt diamétral 25 et l'articu  lation 28, 29 fixe en translation longitudi  nale, les oscillations du plateau moteur ces  sant lorsqu'il devient perpendiculaire à l'ar  bre 1.

      Les bielles 20 qui transforment les oscil  lations du plateau en mouvement continu des       arbres    récepteurs sont articulées en l'un des  points convenables 35 de     couronnes    indépen  dantes 36 dont la face interne lisse se com  bine avec des rouleaux 38 en contact avec les  plans inclinés correspondants pratiqués sur la       surface    externe 39 d'une douille 40 pour     @cons-          tituer    un système de roues libres n'entraînant  cette douille 40 que pour un seul sens de dé  placement angulaire des couronnes 36;

   ce sens  correspond à un effort de traction exercé par  chacune des bielles 20 sur sa     couronne.    Les  courses actives des bielles 20 sont combinées  de façon que la douille 40 tourne d'un mou  vement continu. Six bielles suffisent pour  obtenir ce résultat dans de bonnes conditions  de rendement et la. répartition des points de  jonction des bielles 20 avec le plateau est con  venablement déterminée par l'expérience.  



  Les     fig.    9 et 10     montrent    le principe de  réalisation de cette roue libre, la couronne,  extérieure 36 comporte un alésage cylindri  que lisse, tandis que la couronne intérieure 40  comporte sur sa surface extérieure des ram  pes inclinées 90, réunies entre elles par des  portions de plans diamétraux 91. L'angle vif  des plans 90 et 91 est abattu pour qu'un rou  leau 37, placé entre les deux couronnes, soit  en contact, sans jeu, avec la couronne 40 par  un point du plan 90 et le biseau 92 dont la  surface peut épouser celle du rouleau ou lui  être tangent. D'autre part, la. disposition de  l'ensemble est telle que tous les rouleaux sont  jointifs.

   Comme le montre la.     fig.    105 la. cou  ronne 36 peut porter des rampes inclinées et  la surface externe clé la couronne intérieure 40  peut être lisse sans que le principe du dis-    positif soit changé. On voit que si la cou  ronne menante 36 tourne dans le sens de la  flèche 93 les rouleaux tournent dans le sens  de la flèche 94 et sans coincement; si la  couronne 40 tourne en sens inverse de la.  flèche 94 les rouleaux sont coincés entre la  surface lisse et les rampes inclinées et les  couronnes 36 et 40 sont solidarisées en ro  tation.  



  Il est à noter que ce dispositif appliqué à  la. commande     clés    roues motrices d'un véhicule  automobile ou autre permet de réaliser le  différentiel d'une façon extrêmement simple;  il suffit en effet de     transmettre    le mouvement  de la douille 40 aux arbres indépendants 41  qui entraînent respectivement une roue, par  l'intermédiaire d'un système de roue libre  analogue à celui qui relie les couronnes à la  douille. La surface externe des arbres ou  d'une partie qui tourne avec eux est calculée  pour se combiner avec les rouleaux de coin  cement 38'.  



  Les variations de vitesse du mouvement  de rotation continu de la douille 40 sont ren  dues automatiquement fonction du couple ré  sistant auquel est soumis cette douille de la  façon     suivante:     Le dispositif     élastique    interposé entre les  embases 14' et 17     (fig.    1<B>)</B> et assisté par le  ressort 3' est     constitué    par une série de ron  delles genre Belleville dont les caractéristi  ques mécaniques décroissent de proche en  proche dans le sens de compression du sys  tème, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 42.  Le piston 9 étant supposé fixe, la résultante  des tractions exercées par les bielles 20 sur  le plateau-moteur est une translation de ce  dernier, et par suite de l'arbre 1, dans le sens  de la flèche 42.

   Cet effort de translation,  qui dépend directement du couple résistant  appliqué sur la douille 40 est à chaque ins  tant     équilibré    par la réaction élastique du  système de rondelles. Les rondelles 43 de ca  ractéristiques mécaniques les plus faibles sont  d'abord     aplaties    et l'effort de compression  croissant, l'aplatissement des rondelles voi  sines s'effectue de proche en proche; l'apla  tissement de chaque couple de rondelles est      limité par des entretoises 44 folles sur la tige  creuse 45 du piston 9. On réalise ainsi une  réaction élastique toujours sensiblement pro  portionnelle à la valeur du couple résistant;  à cette valeur correspond une inclinaison don  née du plateau moteur et par suite, une vi  tesse de rotation correspondante de la douille  40.

   Cette vitesse est d'autant plus faible,  pour la vitesse angulaire de l'arbre moteur,  que le couple résistant est plus élevé.  



  Pour débrayer, c'est-à-dire réaliser l'im  mobilité des arbres récepteurs 41, sans inter  rompre la rotation de l'arbre moteur, il suf  fit. comme déjà indiqué, de déplacer longi  tudinalement l'arbre 1 de façon que le pla  teau moteur lui soit perpendiculaire. Cette  translation est réalisée en supprimant la pous  sée hydraulique qui s'exerce derrière le pis  ton 9 pour le maintenir fixe, et aidé par la  détente du ressort 3', c'est-à-dire sans le se  cours d'une     timonerie    interposée entre l'organe  de     manoeuvre    (pédale au pied par exemple)  et l'arbre à commander.  



  La. poussée hydraulique qui peut. s'exer  cer à volonté derrière le piston 9 est réalisée  par une pompe de compression qui aspire  l'huile     du    carter 7 dont la. partie inférieure  forme réservoir et la refoule derrière le pis  ton 9 de façon à déplacer ce dernier dans le  sens de compression des rondelles élastiques  43.

   Cette pompe de compression est consti  tuée par un piston 46 en forme de tige dont  l'extrémité supérieure 47 réalise le collier du  disque d'excentrique calé sur l'arbre moteur,  et par un cylindre 48 dont la partie     inférieure     est montée à rotule 49 dans un palier 50       l-ou,jonné    sur le     carter    7 et     constituant    en  même temps la     boîte    de distribution de la.  pompe. L'huile est refoulée derrière le pis  ton 9 à travers le conduit 51 sur lequel est  interposé une valve de décharge tarée par un       ressort    réglable 53 de façon à s'ouvrir à par  tir     d'une    pression déterminée.  



  La tension de ce ressort 53 peut être ré  glée clé l'extérieur     par    tout dispositif con  venable afin de modifier dans une certaine  mesure et selon les besoins les caractéristi  ques de l'appareil. Car, en effet, du tara."    de ce clapet dépend la flèche de compression  du     système    des rondelles     nla.stiques    43 sous  la poussée du piston 9.  



  Le clapet d'aspiration de la     pompe    est  indiqué en 54 et les deux clapets de refoule  ment en 55 et 55'. Deux tiroirs cylindriques  coulissants 56 et 56' sont disposés dans un  carter de distribution 57 fixé sous le carter 7  de l'appareil, et peuvent être actionnés     in-          d6penda.mment        ait    moyen des leviers 58 et  58'     (fig.    3)     commandés    de l'extérieur par des  pédales au pied     -calées    sur les arbres 59 et 59'.  



  Pour débrayer il suffit d'amener le tiroir  56 (fi--. 5) clans une position suivant laquelle  les orifices 60 et 61     c.oincident    et     débouchent     à l'intérieur du carter 7; le cylindre 11 est  ainsi mis en     vidange        et,    la pompe, continuant  à,     fonctionner    tant     due    se poursuit la rotation  clé l'arbre central 1 ne fait que     prendre     l'huile du carter pour la renvoyer dans ce  dernier. Pour embrayer, il suffit d'amener  le tiroir à6 dans la position de la.     fig.    5.

   La  pompe est     .également    utilisée pour assurer la  commande hydraulique. du changement clé       marche.     



  Le     changement    de marche est     réalisé    en  interposant entre les arbres à relier des bielles  fixes dans l'espace     macis    pouvant tourner sur       elles-mêmes    lorsqu'elles viennent en contact  simultanément avec les deux organes à, relier  et suivant     1e    peu (le     mouvement    de     l'organe     mené par rapport à     l'organe    meneur.

   Si l'on  se     rapports    à la. fil-. 8, on voit que la cage  6?,     dans    les alvéoles de laquelle peuvent       tourner    sur elles-mêmes les bielles 63, est  fixée en rotation dans le support 64 solidaire  du bâti, et constitue en même temps le loge  ment     6\?'    du roulement à. bielles 65 suppor  tant la douille 40 à son extrémité. Cette  douille 40 est en outre centrée à sa. partie  centrale dans le palier lisse 66.

   Chaque  arbre     récepteur    61 est solidaire en rotation  d'un plateau 57 dont. la face latérale interne  68 est en     contact        permanent    avec les bielles       63;    la partie centrale clé ce plateau est cons  tituée par un     crabot    69 solidaire d'un piston  70 qui peut se déplacer dans un cylindre 71      alésé dans le moyeu du plateau 67.

   La den  ture 7 2 de ce     crabot    peut venir se mettre en       prise        avec    la denture correspondante. 72' d'un       disque    73 dont la queue 73'     constitue    le  moyeu différentiel de la roue libre déjà dé  crite; la périphérie de ce disque 73 est en  forme de surface     conique    74 et peut, par       translation,    venir coincer les bielles 63 pour  réaliser la marche arrière des arbres récep  teurs 41. Un     pointeau    de centrage 75' est  disposé à la     partie    centrale du disque 73 et  son extrémité conique 76 vient s'engager  dans la cavité fraisée au centre du crabot 69.

    Chacun des moyeux différentiels 73' est soli  daire d'un piston 77 -dont le fond bombé mé  nage avec celui de son voisin une cavité an  nulaire 76 en relation     permanente    par des  orifices 79 avec la     chambre    annulaire 90       (fig.    1).  



  En marche avant, le tiroir 56'     (fig.    4)  est placé de façon que les orifices 81 et 82  soient en regard, dans cette position le     canal     83 qui aboutit à la     chambre    annulaire 80 est  en vidange dans le carter 7 par la     -chambre     84 et l'orifice 85; la pompe refoule ainsi par  le clapet 55 et à travers le conduit 86 de  l'huile     derrière    le piston 70 qui pousse le  crabot 69 en prise avec le     disque.    73 pour la  marche .avant.

   Si l'on déplace le tiroir 56'  de façon que les orifices 87 et 85 coïncident,  le     cylindre    71 est en vidange par la     chambre     84 et l'orifice 88; grâce aux ressorts 89 agis  sant derrière les pointeaux 75, le crabot 69  est repoussé, tandis que la pompe refoule  d'ans le canal l'huile entre les deux pistons  77, le     ,disque    73 vient coincer les bielles 63  pour     réaliser    la marche arrière.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de changement de vitesse auto matique, -caractérisé en ce que la liaison en tre l'arbre moteur et au moins un arbre ré cepteur est assurée par un mécanisme com portant un plateau animé d'oscillations pé riodiques, grâce à la rotation continue de l'arbre moteur, et des bielles articulées en des points du plateau et attaquant des organes sélecteurs de mouvement, déplaçables angu- lairement autour de .l'axe d'au moins un arbre mené, mais n'agissant que dans le sens de traction des bielles,

   afin de transformer les oscillations du plateau en rotation con tinue dudit arbre mené, l'amplitude des os cillations du plateau étant réglée automati quement par translation longitudinale de son centre d'oscillation, par rapport à un point d'appui se déplaçant toujours dans le même plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre mo teur,

   lés translations de l'axe d'oscillation du plateau s'opémant en antagonisme avec des moyens de rappel élastique à réaction pro gressive et le redressement du plateau pour assurer le débrayage étant assuré par un dis positif hydraulique comportant une pompe commandée par la rotation de l'arbre moteur, les longueurs des bielles et les longueurs de leurs manivelles étant différentes de façon que les vitesses angulaires des organes de commande des roues libres soient sensible ment constantes.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Dispositif de changement de vitesse auto matique d'après la revendication, carac térisé en ce que l'arbre moteur attaque un manchon constituant le point - d'appui du plateau porte-bielles et se déplaçant tou jours dans le même plan perpendiculaire à l'axe dudit arbre moteur, ce manchon recevant dans une glissière un galet soli daire d'un autre manchon qui est articulé diamétralement sur un arbre de centrage et qui forme portée de roulement pour le plateau porte-bielles,

   ce plateau étant sup porté par deux tourillons aux extrémités de son diamètre horizontal montés dans les paliers d'une fourche pourvue -d'un pivot à sa partie inférieure glissant suivant l'un des diamètres d'une rotule montée dans un palier solidaire du bâti de l'appareil.

   2 Dispositif de changement de vitesse auto matique d'après la revendication et la sous-revendication I, caractérisé en ce qu'une pompe aspirant l'huile du carter et la refoulant dans deux conduits distincts est constituée par un cylindre monté à ro- Cule dans un palier solidaire du bâti et par un piston formant tige d'un excentrique dont le disque est claveté sur l'arbre mo teur, le palier supportant la rotule consti tuant en même temps la. boîte de distribu tion -de la, pompe.

   3 Dispositif de changement de vitesse auto matique, d'après la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la translation longitudinale de l'ar bre central dans le sens de redressement du plateau s'effectue, suivant les variations du couple résistant, en antagonisme avec un des moyens de rappel élastique à réac tion progressive constitués par des rondel les Belleville dont les résistances aux dé formations pour un même effort décrois sent dans le sens de compression et dont les aplatissements successifs sont limités par des bagues entretoises montées libre ment sur l'arbre,,

   le point d'appui fixe de cette série de rondelle étant constitué par un piston derrière lequel s'exerce la. pres sion de l'huile injectée par la pompe, la quelle pression est réglée par un clapet de décha.rbe. 4 Dispositif de changement de vitesse auto matique, d'après la revendication et les sous-revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que chacune des bielles actionnée par le plateau moteur attaque un collier agissant par l'intermédiaire d'une première roue libre à rouleaux jointifs et surfaces de coincement,

   sur une douille unique reliée à chacun des arbres récepteurs par une se conde roue libre analogue et concentrique à la première, un changement de marche étant interposé sur chacun des arbres ré- cepteurs et actionné hydrauliquement par la poussée d'huile injectée par la. pompe sur l'une ou l'autre des faces des organes mobile.;

   pour réaliser la prise directe par crabot et biffes, et la marche arrière par interposition, entre les organes à relier d'un dispositif inverseur constitué par cles bielles, finis dans l'espace, mais pouvant tourner sur elles-mêmes entre les surfaces qu'elle; relient en inversant le sens de ma-relie de 1 < i. surface menée.

   5 Dispositif de changement de vitesse .auto matique d'après les revendications et les sous-revendications 1, 2, 3 et 4, carac térisé en ce que, des tiroirs coulissants ac tionnés par des pédales et interposés sur les conduits de refoulement de la, pompe permettent de faire successivement com muniquer le refoulement de la. pompe avec les cylindres dans lesquels se déplacent les organes @i. commander, et avec. un retour au carter.