Brevet FR2233534A1 — publié le 19750110

La présente invention concerne un mécanisme de changement de vitesse comportant un arbre d'entrainement et un arbre mené, ainsi que plusieurs satellites de diamètres différents selon le rapport de démultiplication désiré, montés dans un porte-satellites, tournant à des régimes différerts, et pouvant etre solidarisés ìndi- viduellement avec 11 arbre mené. le besoin se fait sentir dans la technique de construire des mécanismes de changement de vitesse dont la synchronisation ne pose aucun problème et qui puissent être commandés facilement. Il est nécessaire, en outre, que ces mécanismes puissent être logés dans une enceinte de faibles dimensions. C'est ainsi, par exemple que, dans le domaine des machines textiles, on dispose d'un certain espace en largeur pour loger le mécanisme. Mais on s'efforce cependant de limiter la longueur de la machine afin de ne pas augmenter leur encombrement, (ces machines-outils étant de'jà très longues) et de ne pas perdre de place pour loger les postes de travail supplémentaires. Par contre, il est nécessaire de pouvoir disposer d'un certain nombre de rapports de démultiplication. Il existe déjà un mécanisme de changement de vitesse épicy cloidal comportant deux mécanismes élémentaires axiaux, pouvant tourner relativement l'un par rapport à l'autre et présentant à leurs extrémités orientées l'une vers l'autre, plusieurs tronçons d'arbres sur lesquels sont montées des moitiés d'accouplement, et dont les arbres de llun des mécanismes élémentaires présentant les tronçons d'arbres munis de moitiés d'accouplement sont disposés de manière à pouvoir se déplacer ensemble axialement0 (Brevet allemand NO 1.211.458). A cet effet, les arbres pouvant être déplaoés ensemble sont montés dans un porte-satellites bloqué angulairement à l'intérieur de ltun des mécanismes élémentaires, mais pouvant se déplacer axialement avec les arbres.Chacun de ces arbres porte un pignon ayant un diamètre différent de celui des autres pignons et un petit pignon solidaire du pignon précité en prise avec le pignon d'un arbre voisin, de sorte que les différents pignons peti- vent être entraînés à divers régimes et à des vitesses périphériques différentes. Ce mécanisme de changement de vitesse permet, il est vrai, de modifier facilement le rapport de démultiplication, mais il exige dans le sens axial une place considérable qui augmente d'ailleurs avec le nombre des rapports de démultiplication, et dont le prix est en outre très élevé. Par ailleurs, il a déjà été proposé, dans le cas d1un mécanisme de changement de vitesse dont les paires de pignons servant à fournir les différents rapports sont constamment en prise, de monter les axes des pignons de renvoi dans un tambour rotatif et de munir des axes à l'extérieur du tambour d'un plateau de friction, de telle sorte que ces plateaux puissent être amenés individuellement en prise avec un plateau de friction monté sur l'arbre mené, et qu'ainsi en déplaçant angulairement et en immobilisant le tambour, il soit possible d'obtenir autant de rapports de démultiplication entre l'arbre d'entrainement et l'arbre mené, qu'il est prévu de paires de pignons (brevet allemand-N 204.718).Les pignons d'en tratnement calés les uns derrière les autres sur l'arbre d'entre nement, et dont chacun engrène avec un pignon de renvoi entraînent ces derniers selon un régime différent et selon une vitesse périphérique différente. Ce mécanisme est également très encombrant et très onéreux. Les but de l'invention est de permettre la réalisation d'un méxanisme de changement de vitesse qui, tout en s'étendant peu dans le sens axial, et pouvant être fabriqué de façon économique et commandé très simplement, permette de sélecter un grand nombre de rapports de démultiplication. Dans le cas d'un mécanisme de changement de vitesse du type précité, ce problème est résolu du fait que les satellites montés dans le porte-satellites peuvent être entraînés à la même vitesse périphérique. Suivant un mode de réalisation qui permet également de télécommander le mécanisme-, le porte-satellites est monté à poste fixe. A chaque satellite est associé coaxialement un second satellite avec lequel il peut être accouplé, ces satellites pouvant être également entraînés à la même vitesse périphérique, ou bien à chaque satellite est associé un autre satellite respecti- vement monté coaxialement sur ses deux faces et pouvant être accouplé avec lui. Suivant un autre mode de réalisation, les axes des satellites montés dans le porte-satellites sont disposés sur un cercle et peuvent être accouplés au moins par l'intermédiaire d'un second porte-satellites, un porte-satellites au moins pouvant être déplacé à cet effet par rapport aux autres porte-satellites selon un mouvement circulaire.Rationnellement, l'entraînement des satellites est assuré par une ehaSne. le montage du mécanisme de chan gement de vitesse faisant partie intégrante d'une machine est facilité du fait que l'arbre d'entraînement et l'arbre mené se trouvent sur lem8me coté du mécanisme Afin d'éviter les bruits produits par le mécanisme, il est monté dans un carter fermé et étanche à l'huilez D'autres particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre mo-ftrant, à titre drexemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du mécanisme de changement de vitesse comportant des satellites montés dans un porte-satellites pouvant se déplacer selon un cercle La fig. 2 est une vue de face du mécanisme. -La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un mécanisme de changement de vitesse comportant un porte-satellites fixe. la fig0 4 est un schéma de ce mécanisme représenté sur la fig.) vu de face. La fig0 5 est un schéma d'un autre mode de réalisation du mécanisme, vu également de face. le mécanisme de changement de vitesse décrit en regard des fi. 1 et 2 est monté de préférence dans un carter 1 étanche à l'huile et présente un arbre d'entraînement 2 monté dans une paroi du carter 1 et dans un support de palier 10. Un pignon d'entraînement 21 calé sur l'arbre dtentratr.ement engrène avec un pignon de renvoi 22 fixé sur un axe 23. Cet axe 23 est monté à rotation dans la paroi du carter orientée à l'opposé du coté de ltentratnement et dans le support de palier 10. A l'extrémité de l'axe 23 pénétrant dans le carter t est montée une moitié d'accouplement 230, par exemple un accouplement à griffes rectilignes. Parallèlement à l'arbre d'entratnement 2 est tourillonné dans le carter I un arbre mené S sur lequel est calé un pignon mené 30. De préférence, l'entraînement et la partie menée se trouvent (eomme représeaté) du même côté du mécanisme de changement de vitesse. E4 outre, drns le carter 1 est monté un manchon 4 concentrique > l'arbre mené 3 et portant sur sa partie pénétrant à l'intérieur du carter 1 un porte-satellites dont les deux parois parallèles l'une à l'autre et écartées l'une de l'antre sont dési guées par 400 et 401. Dans ce porte-satellites sont montés plusieurs pignons satellites ayant des diamètres différents. Suivant le mode de réalisation representé, il est prévu huit de ces satellites désignés par 41, 42 ... 48 (Sig.2) montés sur des axes 410, 420 ... 480 disposés selon un cercle colcentrique par rapport à l'arbre mené 3, monté à rotation dans le porte-satellites 400, 401 et empêché de se déplacer axialement. Les axes 410, 420 ... 480 portent à leurs deux extrémitms, faisant saillie hors des paliers, des moitiés d'accouplement correspo-ndant avec l'accouple- ment 230 de l'axe 23, comme représenté sur 1 fig. 1 pour les axes 410 et 470 portant des moitiés d'accouplement 411, 412 et 471, 472. Dans les dents des satellites disposés en cercle désignées par 41, 42 ... 48 s'engage une channe sans fin 49, maintenu rationnellement tendue par un galet 490 au moyen duquel, lors de la transmission d'une force d'entraînement à l'un des satellites, les huit satellites 41, 42 ... 48 peuvent être tous entraînés à la même vitesse périphérique, mais à des régimes différents. Le manchon 4, avec le porte-satellites 400,401 peut etre déplacé au moyen d'un volant 40 fixé à son extrémité faisant saillie hors du carter 1, de façon à être déplacé dans le sens axial et angulairement dans son palier, de telle sorte que leporte-satellites400,401 puisse etre déplacé sur un cercle avec les satellites 41,42 ... 48.La fixation en position du manchon 4 avec le porte-satellites 400,401 et par conséquent des satellites 41,42 ..0 48 est assurée par un ressort hélicoldal 403 qu'un épaulement 404 du manchon 4 applique contre le carter 1. Dans le manchon 4 et coaxialement à, celui-ci est monté à rotation un axe 31 et de manière à pouvoir être déplacé dans le sens axial comme indiqué par la double flèche P2 et prenant en outre appui par un axe 310 dans un alésage 300 de l'arbre mené 3. Un volant 33 permet de faire tourner et de déplacer l'axe 31. A son extrémité faisant saillie hors du manchon et pénétrant à l'intérieur du carter 1, l'axe 31 porte un porte-satéllites 32 avec un axe de guidage 320 qui s'engage dans une rainure de guidage 402 de la paroi 400 du porte-satellites.Dans l'extrémité libre, à section en forme d'U du porte-satellites 32 est monté à rotation un axe 34 sur-lequel est fixé un satellite 35 pouvant enerrener avec le pignon d'entraînement 30, et monté de façon à ne pouvoir se déplacer dans le sens axial. L'fixe 34 préseiite à-son extrémité orientée vers les satellites 41, 42 ... 48, une moitié d'accouplement 340 identique à la moitié -de l'accouplement 230 de l'axe 23.Au moyen d'un ressort hélicoïdal 330 exerçant une force moindre que le ressort 403, et stengageant sur l'axe 31, le porte-satellites 32 et par conséquent l'axe 34 du satellite 35, est poussé en direction des satellites 41,42 ..o 48, de sorte que lorsque l'axe 34 est en ligne avec l'un des axes 410,420 .. 480 des satellites 41,42 ... 48, les deux moitiés ltune de l'autre pénètrent l'une dans l'autre. Chacun des satellites 41, 42 ..0 48 peut être solidarisé avec l'arbre mené 3 par l'intermédiaire du porte-satellites 32. Dans la position de commande représentée sur la fig0 1, les moitiés d'accouplement 230 et 411 des axes 23 et 410 et les moitiés d'accouplement 340 et 472 des axes 34 et 470 sont en prise, De ce fait, est réalisée une liaison d'entraînement entre le pignon d'entraSnement 21 et le pignon mené 30, le régime du pignon de transmission 22 entraîné par le pignon 21 étant transmis par la chaîne 49 au satellite 35 solidaire du pignon mené 30 avec la démultiplication fournie par les satellites 41 et 47. les autres satellites entraînés ensemble par la chaîne 49 tournent librement. Si l'on doit choisir un autre rapport de danultiplication, il faut pousser et déplacer angulairement le manchon 4 avec le porte-satellites 400,401 en direction de l'arbre mené 3 au moyen du volant 40 et à l'encontre de la force exercée par le ressort 403, ce qui met hors de prise les accouplements 230,411 et déplace le porte-satellites 400,401 avec les satellites 41 et 42 ... 48 selon un traj-et circulaire.Le porte-satellites 32, avec le satellite 35 qui reste solidarisé avec le pignon mené 30, participe au déplacement angulaire du porte-satellites 400,401. Lorsque l'axe du satellite prévu pour fournir la nouvelle démultiplication est en ligne avec l'axe 23 du pignon de renvoi 22, l'accouplement est réalisé entre ces deux pignons par le déplacement du manchon 4 avec le porte-satellites 400,401 en direction de l'axe 23. Dès lors, l'axe 31 avec le porte-satellites 32 est poussé en direction de l'arbre mené 3 et déplacé angulairement au moyen du volant 33 et à ltercontre de la force exercée par le ressort 330, de sorte que le satellite 35 roule sur le pignon mené 30 et est déplacé selon un trajet circulaire, jusqu'à ce que l'axe 34 du satellite 35 vienne en ligne avec l'axe du second satellite fournissant le nouveau rapport et, par le déplacement de l'axe 31, puisse être accouplé sous l'action exercée par le ressort 330.Ces réglages sont facilités par des repères (non representés) portés sur les volants 33 et 40 et sur le carter 1. les axes 23 et 34 du pignon de renvoi 22 et du satellite 35 peuvent être ainsi individuellemeat accouplés avec chacun des axes 410, 420 ... 480 des satellites 41, 42 ... 48, de sorte que chacun des 57 rapports de démultiplication pouvant être fournis par les huit satellites peut être établi. Dans les cas ou les problèmes d'entraînement peuvent être résolus au moyen d'un moins grand nombre de rapports, seul le porte-satellites 32 peut se déplacer sur un trajet circulaire par rapport au porte-satellites 400,401 qui peut être monté à poste fixe, de sorte que les satellites montés dans le porte-satel1i- tes 400,401 ne peuvent être séparément solidarisés avec l'arbre mené que par un déplacement angulaire du porte-satellites 32. Inversement, le porte-satellites 400,401 peut rester mobile alors que le porte-satellites 32 peut être monté à poste fixe. L'axe 31 peut être alors supprimé et l'élément du porte-satellites 32 en forme d'U peut être fixé au carter 1, ce qui permet d'établir le mécanisme à un prix encore plus intéressant.Afin de pouvoir solidariser séparement avec l'arbre mené les satellites montés dans le porte-satellites 400,401 par l'intermédiaire du portesatellites 32 dans lequel est monté lesatellite 35, l'axe 34-du satellite 35 est monté dans ce cas non seulement de façon à pouvoir tourner mais aussi à pouvoir se déplacer dans le sens axial ainsi qu'il sera expliqué ci-après pour les axes prévus dans l'exemple de réalisation représenté sur la fig.3. I1 y a cependant une condition pour permettre ce montage, c'est que les entreaxes des satellites 41,42 ... 48 soient égaux. Dans le cas du mécanisme de changement de vitesse représenté sur les fig. 5 et 4, comportant un arbre d'entraînement 5 portant un pignon d'entraînement 50 et un arbre mené 6 sur lequel est calé le pignon mené 60, l'ensemble étant monté dans un carter 11, le porte-satellites 12,13 sur lequel sont montés les satellites est fixe et fait partie du carter.Il est également prévu dans ce cas huit satellites 71,72 ... 78 ayant des diamètres différents et pouvant être entraînés ensemble à la même vitesse périphérique au moyen d'une chaîne sans fin 7. la tension de cette chaîne 7 est assurée parut galet tendeur 70. les satellites 71,72 ... 78 sont portés par des axes 710,720 OOQ 780 montés a rotation dans le porte-satellites 12,13 de manière à ne pouvoir se déplacer dans le sens axial Dans le cas de ce mode de réalisation également, chacun des axes 710,720 .., 780 porte à ses deux extrémités faisant saillie hors des parois 12 et 13 des moitiés d'accouplement identiques à ceux représentés sur la fig.I de même que pour les axes 730 et 770 visibles sur la fig0 7. les moitiés d'accouplement de l'axe 730 sont désignées par les références 731,732 et les moitiés d'accouplement montés sur l'axe 770, par 771 et 772. Dans la paroi du carter 11 voisine du pignon mené 60 sont montés en cercle autour de l'arbre mené 6 huit satellites 81,82 ... 88 ayant les mêmes dimensions dont chacun est solidarisé avec le pignon mené 60, le montage des satellites 81,82 ,,. 88 est étudié de telle sorte qu1à chacun des satellites 71,72 ... 78 soit associé coaxialement un satellite désigné respectivement par 81,ô2 .o. 88 pouvant être solidarisé avec l'un des satellites pré citées0 A cet effet, les axes sur lesquels sont fixés les satellites 81,82 ç. 88 sont montés à rotation dans la paroi du carter et, en outre (comme indique par les flèches doubles P3 ét P4 pour les axes 830 et 870 des pignons 83 et -87) au moyen d'axes d'actionnement 851 et 871 sur lesquels ils peuvent se déplacer axialement entre deux positions extrêmes, Dans ces positions extrêmes, les axes peuvent être bloqués, par exemple au moyen de crans (non représentés). la mobilité axiale est-calculée de telle sorte que la solidarisation des satellites 81,82 ... 88 avec le pignon mené 60 reste constamment maintenue. tes axes des satellites 81,82 ... 88 portent à leurs extrémités orientées vers les satellites 71,72 ... 78 des moitiés d'accouplement qui, pour les axes 830 et 870, sont désignés par 832 et 872 sur la fig.3 et qui correspondent aux moitiés d'accouplement des axes 710,720 ZO 780 des satellites 71,72 O 78. De même que les satellites 81,82 .. 88 il est prévu de l'au- tre côté des satellites 71,72 ... 78, dans la paroi du carter 11 voisine du pignon d'entraînement 50, huit autres satellites montés à rotation et pouvant se déplacer dans le sens axial, dont chacun est également associé coaxialement à chacun des satellites 71,72,78 avec lesquels ils peuvent être solidarisés séparément. Ces huit satellites, dont les pignons 51 et 52 avec leurs axes 510 et 520 et leurs moitiés d'accouplement 511 et 521 sont représentés sur la fige3 et sont solidarisés à un pignon 61 pouvant tourner librement sur un arbre mené 6. le pignon d'entraînement 50 est en prise avec le satellite 51.Suivant le mode de réalisation représenté, les satellites 71,72 ... 78 et 81, 81,82 J . . 88 sont de mêmes dimensions, mais il va de soi qu'ils peuvent présenter également des diamètres différents0 Dans la position de commande représentée sur la fig.3, les satellites 73 et 51 et les satellites 77 et 87 sont accouplés, de sorte que, lorsque le pignon mené 50 est entraîné par le pignon dtentrainement 50, la transmission est fournie avec la démultipli- cation produite par les satellites 73 et 77 Si l'on désire obtenir un autre rapport de démultiplication, par exemple le rapport inverse du précédent, on supprime la solidarisation entre les satellites 73 et 51 ainsi qu'entre les satellites 77 et 87. les axes 510 et 870, avec les satellites 51 et 87 montés sur eux, sont déplacés axialement d'une longueur nécessaire à cet effet, puis bloqués dans cette position débrayée, Ensuite, on déplace les axes 520 et 830 en direction des sa stellites 77 et 73 jusqu'à ce que les moitiés d'accouplement 521,772 et 731,832 viennent en prise. L'entraînement est alors établi entre le pignon d'entraSnement 50 et le pignon mené 60, avec le nouveau rapport de démultiplication désirée Ce mode de réalisation comporte au total également des rapports de démultiplication produits par huit satellites 57 montés à poste fixe qui peuvent être réglés à la main de la manière précédemment décrite.Mais il est également possible de prévoir une télécommande pour ce mécanisme lorsqu'on utilise des accouplements électromagnétiques Dour l'entrainement des. satellites0 le dispositif représenté sur les fig. 3 et 4 peut être égale ment modifié et simplifié lorsque arbre d'entrainement et l'arbre mené sont coaxiaux. Un tel agencement, selon lequel la partie assurant l'entrainement et la partie menée sont montées sur des côtés opposés du mécanisme est représenté sur la fig0 So Sur un arbre d'entraînement 9 est fixé un pignon d'entraînement 90 ayant un rayon r1 qui entraîne plusieurs satellites montés à rotation dans un porte-satellites à poste fixe, de même que suivant le mode de réalisation représenté sur la fig.3 Suivant cet exemple de réalisation, cinq satellites 91,92 OO 95 de diamètres différents, sont constamment entralnés à la même vitesse périphériqlle par le pignon d'entraînement 90O A chacun de ces satellites est associé coaxialement un se-cond satellite 62 ou .63 ... 66, dont chacun est en prise avec un pignon mené 96 fixé sur l'arbre mené monté coaxialement à 11 arbre d'entraînement, tous pouvant être ainsi entraînés à la même vitesse périphérique.Chacun des satellites 91,92 o., 95 peut être individuellement solidarisé avec son satellite associé 62,63 ... 66 et par conséquent avec l'arbre mené, ainsi que cela a été déjà expliqué pour les pignons 77,87 en regard de la fig.30 Lorsque, par exemple, l'un des satellites 64 présentant un rayon r2 est accouplé avec le satellite 93, dont le rayon est r'2 et si l'on suppose que r1 = 40 mm, que r'1 = 30 mm et que r2 = 10mm et r12 = 20 mm, il en résulte dans cette position de commande un de de démultiplication 40 E rapport e 10 30 30 le mécanisme de changement de vitesse suivant l'invention peut également comporter d'autres variantes. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu de chaînes assurant l'entraînement de tous les satellites, il est également possible d'utiliser des courroies dentées. De même, la position de l'arbre d'entraînement et la position de 11 arbre mené représentés sur les fig. 1 à 4 peuvent être interverties, de telle sorte que les satellites soient alors disposés autour de l'arbre d'entrainement et que l'arbre d'entraînement et l'arbre mené puissent être montés sur des côtés opposés du mécanisme. les détails de réalisation peuvent être en outre modifiés, sans s1 écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques0 REVENDICATIONS 1.- Mécanisme de changement de vitesse comportant un arbre d'entraînement et un arbre mené, ainsi que plusieurs satellites de diamètres différents selon le rapport de démultiplication désiré, et montés dans un porte-satellites, ces satellites tournant à des régimes différents et pouvant être solidarisés séparément avec l'arbre mené, caractérisé en ce que les satellites montés dans le porte-satellites peuvent être entraînés à la même vitesse périphérique. 2.- Mécanisme de changement de vitesse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-satellites est monté fixe. 3.- Mécanisme de changement de vitesse suivant la revendication 2, caractérisé en ce qutà chaque satellite est associé un second satellite coaxial au premier et pouvant être solidarisé avec lui, ces satellites pouvant être également entraînés ensemble à la m8me vitesse périphérique, 4.- Mécanisme de changement de vitesse suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'chaque satellite est associé de chaque c8té un second satellite coaxial pouvant être solidarisé avec lui. 5.- Mécanisme de changement de vitesse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les axes des satellites montés dans le porte-satellites sont situés sur un orbite, et peuvent être séparément accouplés par l'intermédiaire d'au moins un second porte-satellites sur lequel est monté un autre satellitet-3'un au moins des porte-satellites pouvant se déplacer sur un orbite par rapport aux autres porte-satellites. 6.- Mécanisme de changement de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'entraine- ment des satellites est assuré par une chaîne. 7.- Mécanisme de changement de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement et l'arbre mené sont montés du même c8té du mécanisse, 8.- Mécanisme de changement de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qutil est monté dans un carter fermé et étanche à lthùile.