Brevet FR2050193A1 — publié le 19710402

la présente invention concerne les boîtes de vitesse plusparticulièrement destinées aux appareils assurant 1'enregistre ment d'une mesure déterminée en fonction du temps. En effet, dans de nombreux appareils de ce genre, l'enregis- trement des valeurs mesurées est effectué sur uu support mobile entraîné à une vitesse constante. Or, il convient que celle-ci puisse être choisie dans une gamme aussi étendue que possible. Il existe aéjà un certain nombre de boites de vitesse spécialement conçues à cet effet. Cependant celles-ci ne permettent qu'un nombre réduit de vitesses différentes d'entraînement. Par ailleurs la plupart ae ces boites présentent un encombrement in- portant. enfin, celles-ci sont généralement commandées par des moyens maniques, ce qui exclue pratiquement toute possibilité de commande à distance. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser une bote de vitesse dans laquelle ces divers inconvénients se trouvent éliminés. De plus, cette boîte est conçue de manière à pouvoir être aisément commandée à distance. la boîte de vitesse selon l'invention possède au moins un dispositif réducteur comportant un train de pignons menés tournant constamment à des vitesses différentes. Cependant cette boîte est caractérisée en ce qu'il est prévu une série de pignons mobiles de sélection, dont le déplacement peut être assuré par une série d'électro-aimants de commande, et dont chacun est susceptible de réaliser l'accouplement de l'un des pignons menés du dispositif avec l'arbre'de sortie de celui ci, ou plus exactement avec un pignon calé sur cet arbre. Ainsi cette moite peut eÏfectivement être commandée à distance puisqu'il suffit de prévoir, dans ce but, différents circuits électriques aboutissant aux électro-aimants actionnant les pignons mobiles de sélection. pilais cette boite présente de nombreux autres perfectiowlements qui apparaitront au cours de La description suivante d'un exemple de réalisation avantageux de celle-ci. A ce sujet, il convient de noter que, dans cet exemple, la boîte de vitesse comprend deux aispositifs réducteurs identiques tels que définis précédemment, ce ui permet d'obtenir un grand nombre de vitesses différentes pour l'arbre e sortie. Cette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel la figure t est une vue en coupe longitudinale d1une boîte de vitesse selon l'invention, suivant la ligne I - í de la figure 2 ; l'a figure 2 est une vue en coupe horizontale de celle-ci suivant la ligne II-II de la figure 1 La figure 3 est une vue en élévation de ltune des extrémités de cette boîte la figure 4 en est une vue partielle en coupe transversale sui vant la ligne IV-N de la figure 1 ; la figure 5 est une vue schématique en plan developpé de l'en- semble des pignons de cette bote la figure 6 est une vue similaire illustrant un exemple d'utili sation de cette boite, les pignons actifs, dans cet exemple particulier, étant représentés en traits épais, alors que les autres sont figurés en traits minces La figure 7 est une vue partielle en coupe longitudinale repré sentant l'un des pignons mobiles de sélection de cette même boîte dans sa position utile d'engrènement ; Les figures 8 et 9 sont des vues partielles en élévation de côté représentant un pignon double de sélection et les pi gnons correspondants respectivement avant et pendant l'engrènement actif d'un tel pignon de sélection. ainsi qu'il a déjà été indiqué, la boîte de vitesse représentée comprend deux dispositifs-réducteurs identiques qui se trouvent situés de part et d'autre du plan transversal X - Y, entre deux flasques 1 servant de support à l'ensemble. Ces deux réducteurs sont désignés par les références générales h et B, et les chiffres de référence portés sur les dessins pour repérer leurs éléments constitutifs sont affectés respectivement des indices "a" et "o". tant donné lue ces deux réducteurs sont identiques, un seul d'entre eux est décrit ci-dessous en détail, en 1'oecur- rence le réducteur L, avec lequel est accouplé le pignon d'entraînement 2 de la présente ooite. Ce réducteur comprend un train de pignons mens 3a tournant tos a e vitesses différentes. Ces divers pistons sont montés librement rotatifs autour d'un arbre Sa qui constitue par ailleurs l'arbre de sortie du présent réducteur. Zn réalité, les pignons menés 3a sont doubles, chacun d'entre eux étant solidaire d'un pignon 4a de plus petit diamètre. Les pignons doubles ainsi prévus engrènent avec des pignons doubles intermédiaires 6a - 7a, qui sont montés librement rotatifs autour d'un arbre secondaire 8a. Ainsi, chaque pignon intermédiaire engrène avec deux pignons menés distincts. De nombre de pignons doubles prévus dans chacun de ces deux trains est de quatre dans l'exemple représenté, mais ce nombre pourrait évidemment être différent. Le pignon dlentratnement 2 de la présente botte engrène avec un pignon 6a faisant partie du train de pignons réducteurs 6a - 7a montés sur l'arbre secondaire da. Ainsi le premier pignon double correspondant 6a - 7a entrain en rotation le premier pignon mené 3a - 4a. Or, celui-ci entrain à son tour le second pignon réduc teur 6a - 7a, lequel engrène avec le second pignon mené 3a -- 4a, et ainsi de suite. Les caractéristiques des pignons de ces deux trains sont t.ll.i que l'on obtienne des réductions successives dans un rapport donné, par exemple les différents pignons du réducteur À peuvent entre conçue pour assurer des réductions successives dans un rapport 1/2, ce qui permet d'obtenir sur chacun des pignons menés 3a des vitesses réduites dans le rapport 1, 1/2, 1/4 et i/S. D'une façon similaire, on peut prévoir pour les pignons correspondants du réducteur B, des caractéristiques telles que l'on obtienne des réductions successives dans le rapport 1/10. Dans ces conditions, les divers pignons menés 3b ont des vitesses réduites successivement dans le rapport de l, l/lG, 1/100, et 1/1000. Mais bien entendu, il ne s'agit là'que d'un exemple indicatif, car il est possible de prévoir tout autre rapport de réduction voulu. Conformément à la caractéristique essentielle de l'objet de l'invention, la sélection de la vitesse d'entrainement de l'arbre de sortie 5a du présent réducteur est assurée par une série de pignons mobiles correspondant aux divers pignons menés de réduction 3a et qui sont commandés par autant d'électro-aimants. Chacun de ces pignons de sélection est double de façon à comporter deux pignons 9a et 10a destinés à engréner respectivement avec un pignon de réduction 3a et avec un pignon 11a calé sur l'arbre de sortie pour en assurer l'entraînement. in effet, il est prévu sur cet arbre une série de pignons lia qui sont interposés entre les pignons doubles de réduction 3a - 4a. En position de repos, les dents du pignon double 10a de chaque pignon de sélection sont entièrement dégagées des dents du pignow correspondant i la porté par l'arbre de-sortie. Cependant les modules respectifs des pignons 11* et 10a d'une part et des pignons 9a et 3a d'autre part, sont notablement diffé- rents, de façon que ces deux derniers restent alors en prime, comme cela apparat sur les figures 2 et 8. Ainsi les pignons doubles de sélection se trouvent constamment entraînés en rotation. Mais ces pignons n'ont aucun effet sur l'arbre de sortie 5a tant que l'un d'entre eux n'a pas été déplacé en direction de cet arbre pour assurer l'accouplement du pignon 10a avec le pignon lia correspondant. À oe sujet, il convient-de noter que la rotation permanente des pignons doubles de sélection a pour avantage d'assurer d'ex- cellentes conditions d'accouplement entre le pignon 10a de chacun d eux et le pignon correspondant 11a. son effet, lors du placement d'un pignon de sélection, le. dents du pignon 10a ne risquent pas de venir en butée sur le som-- met des dents du pignon 11a correspondant. Du reste, xam. si un tel phénomène se produit, l'accouplement des deux pignons en cause est réalisé très rapidement dès que le pignon de sélection a tourné d'une demi-dent au plus. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, les pignons mobiles de sélec- tion sont commandés par autant d'électro-aimants. À cet effet, chaque pignon double de sélection 9a - 10a est porté par un levier pivotant 12a, dont l'extrémité correspondante affecte la forme d'une fourche. Chacun de ces-leviers s'articule autour d'un axe fixe 13a et son extrémité opposée est attachée, au moyen d'une biellette ir termédiaire 14E, sur un levier de manoeuvre 15a. Ce dernier s'articule autour d'un axe i 6a, et son extrémité opposée est accouplée avec le noyau plongeur i7a de l'électro- aimant correspondant i Sa. Àu repos, ce noyau fait saillie hors de la bobine de cet électro-aimant et une lame de ressort 19a assure le maintien du levier 12a dans une position telle que le pignon mobile de sélection correspondant se trouve lui-même au repos, les dents du pignon 10a étant dégagées des dents du pignon lia correspondant (voir figure 1). Lorsque la bobine de l'électro-aimant est alimentée, le noyau 17a est amené à se déplacer dans le sens de la flèche B. Ceci provoque donc le pivotement du levier de manoeuvre 15a qui commande à son'tour le pivotement du levier 12a, par 11 intermédiaire de la biellette l4a. Dans ces conditions, le levier 12a est amené à pivoter dans le sens de la flèche Fi autour de l'axe 13a, ce qui provoque l'accouplement du pignon de sélection iOa avec le pignon lia porté par l'arbre de sortie (voir figure 7). Cependant l'extrémité du levier de manoeuvre 15a porte un doigt 20a qui vient alors en butée contre l'axe 21a par lequel la biellette 14! s'articule sur le levier 12a. Ceci limite le déplacement de ces diverses pièces dans une position telle que cet axe se trouve aligné avec le second axe 22a d'articulation de la.biellette de liaison 14a et avec l'axe d'articulation 16a du levier de manoeuvre 1via. bans ces conditions, la réaction, qui s'exerce sur le pignon de sélection, du fait de son engrènement avec les pignons corres- pondants 3a et lia, s'effectue selon cet axe d'align9ment. L'ef- fort se trouve finalement supporté par l'axe 16a et non pas par le noyau plongeur 17a de ltélectro-aimant. De ce fait, il suffit d'un effort extremement faible pour assurer le maintien du pignon de sélection, en position d'engrèF nement. Ceci est un avantage très important puisque l'on peut assurer la commande du fonctionnement du présent réducteur au moyen d'électro-aimants de faible puissance et qui comportent un encombrement réduit. Ainsi qu'il a déjà été mentionné, le second réducteur B de la présente botte est identique au réducteur À décrit ci-dessus. Cependant ces deux réducteurs sont reliés entre eux par un pignon de liaison 23 engrénant dune part avec l'un des pignons lia calés sur l'arbre de sortie 5a du premier réducteur et tre part avec l'un des pignons menés 3b du train de pignons pré- vus dans le second réducteur. Bien entendu, l'arbre de sortie 5b de ce dernier constitue l'arbre de sortie de l'ensemble de la présente botte de vitesse. Pour obtenir la vitesse de-rotation voulue sur cet arbre, il convient de faire agir simultanément l'un des pignons mobiles de sélection iOa du premier réducteur et l'un des pignons de sélection lOb du second. On peut alors combiner l'un quelconque des pignons de sélection de l'un des réducteurs avec l'un quelconque des pignons de sélection de l'autre. Ainsi la figure 6 représente un exemple concret d 'utilisation de la présente botte, les pignons actifs étant dessinés en traits forts tandis que les pignons inactifs sont figurés en traits fins. Dans ces conditions la présente botte permet un nombre de combinaisons de vitesses différentes qui est égal au produit du nombre de vitesses diffdreites des pignons menés de chacun des deux réducteurs. ainsi dans exemple représenté, on peut obtenir un nombre de combinaisons de 4 X 4 = 16 vitesses différentes -poseibles sur l'arbre de sortie général Sbê Mais il ne s'agit là que d'un exem- ple indicatif. En effet, il serait possible d'obtenir 9 vitesses différentes en combinant deux réducteurs comportant eux-m8mea 3 vitesses différentes de réduction ou bien encore, 25 vitesse. différentes de sortie avec deux réducteurs présentant 5 vitesses différentes de réduction. Ainsi cette botte de vitesse peut assurer un grand nombre de vitesses différentes de sertie, contrairement à ce qui est le cas pour la plupart des bottes de ce genre qui existent jusqu'ici. Néanmoins, la présente botte comporte un encombrement réduit et sa structure est relativement simple. Cependant la présente botte a pour avantage essentiel qu'elle peut être commandée- à distance et ce, du fait que les pignons mobiles de sélection des deux réducteurs sont commandés par des électro-aimants. Sn effet, pour assurer la télécommande de la présente botte, il suffit de prévoir une série de circuits électriques appropriés pour commander ces divers électro-aimants. Or, ainsi qu'il a déjà été indiqué, la puissance nécessaire pour commander chacun de ceux-ci est relativement faible. En effet, cette puissance peut être de l'ordre de i Watt. Mais la présente botte de vitesse possède un certain nombre d'autres avantages. Ainsi la conception de chacun denses réducteurs a pour effet qu'un changement de vitesse ne modifie pas l'ordonnance des jeux de réduction, lesquels sont constamment rattrapés. Par aill*gra, il convient de noter que lorsque les pignons de sélection sont en position de repos, l'arbre de sortie général 5b se trouve libéré, ce qui permet un fonctionnement en roue libre. Il faut également observer que le fonctionnement de chacun des réducteurs est assuré quels que soient les rapports entre les pignons le oDnstituant. Du fait de ses avantages, la présente botte est particulièrement bien adaptée à équiper des appareils destinés à assurer l'enregistrement d'une nresure déterminée en fonction du temps et ce, sur un support mobile entra bd à une vitesse constante. Cependant cette boite peut également faire l'objet d'application. différentes. Ainsi elle peut avantageusement' être utilisée sur certaines macbines-outils. Bnfin, il est bien évident que la présente botte 'est pas limitée au seul exemple de réalisation qui a été décrit ci-dessus à simple titre indicatif. À ce sujet, il convient de rappeler que cette bote pourrait éventuellement ne qomporter qu'un seul réducteur au lieu de deux comme cela est le cas dans l'exemple représenté. REVEVENDICATIONS 1.- Boîte de vitesse possédant au moins un dispositif réducteur comportant un train de pignons menés tournant constamment à des vitesses différentes, cette boîte étant caractérisée en ce qu'il est prévu une série de pignons mobiles de sélection, dont le déplacement peut être assuré par une série d'électro aimants de commande et dont chacun est susceptible de réali ser l'accouplement de l'un des pignons-menés-du dispositif avec l'arbre de sortie de celui-ci, ou plus exactement avec un pignon calé sur cet arbre. 2.- Une boîte de vitesse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pignons menés du dispositif réducteur sont mon tés librement rotatifs autour de l'arbre de sortie de celui ci sur lequel sont calés une série de pignons interposés entre les pignons menés, chacun des pignons mobiles de sélee- tion étant-double de façon à comporter deux pignons destinée à engrener respectivement avec un pignon mené et avec le pi gnon voisin qui est- calé sur l'arbre de sortie. 3.- Une bote de vitesse selon la revendication I ou 2, caracté risée en -ce que chaque pignon mobile de sélection est port par un levier pivotant sur l'extrémité opposée duquel etarti cule un levier de manoeuvre accouplé avec le plongeur de l- lectro-aimant correspondant de commande. -4.- Une boite de vitesse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le levier de manoeuvre de chaque levier porteur d'i pignon de sélection s'articule sur ce levier par l'intermé diaire d'une biellette de liaison, et l'agencement est tel qu'en position d'engrènement du pignon de sélection avec le pignon correspondant de l'arbre de sortie, les axes de cette biellette se trouvent alignés avec l'axe d'articulation du 12t- vier de manoeuvre sur le plongeur de ltélectro-aimant. 5.- Une bote de vitesse selon l'une des revendications précédez tes, caractérisée en ce que les pignons menés sont doubles et engrènent avec des pignons intermédiaires, également double, montés librement rotatifs sur un arbre secondaire, les carac: téristiques de ces divers pignons assurant une succession de réductions de la vitesse de rotation des pignons menés et ce-, dans les rapports voulus. 6.- Une boite de vitesse selon l'une des revendications précéden tes, caractérisée en ce qu'elle comprend deux dispositifs ré ducteurs identiques reliés par un pignon de liaison engrénant d'une part, avec l'un des pignons calés sur 11 arbre de sortie du premier dispositif et d'autre part, avec l'un des pignons menés du train de pignons réducteurs prévus dans le second dispositif, dont l'arbore de sortie constitue l'arbre de sor tie de l'ensemble de la botte.