Brevet FR2338424A1 — publié le 19770812

L'invention concerne une botte de vitesses. Le nombre de vitesses de sortie des bottes de vitesses classiques est limité au nombre de couples d'engrenages, ce qui conduit, pour un nombre élevé de rapports, à une construc tion encombrante et onéreuse et, de plus, multiplie les jeux de fonctionnement du fait des engrènements successifs nombreux. En outre, ces bottes de vitesses ont un rendement pouvant être considéré comme faible étant donné les frottements qui se produisent du fait de 11 emploi de nombreux pignons. En conséquence, les boîtes de vitesses connues ne permettent pas d'obtenir, de manière rentable, peu encombrante et peu onéreuse, des boîtes de vitesses à grand nombre de rapports comme cela serait souvent nécessaire, par exemple dans le cas des machines outils et machines textiles. La présente invention a notamment pour but de remé- dier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, une botte de vitesses caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux jeux de pignons, les pignons de chaque jeu étant solidaires et mobiles axialement sur un arbre, des moyens pour deplacer axialement les jeux de pignons sur leur arbre, un pignon mobile suivant un plan perpendiculaire aux arbres et des moyens pour déplacer ce pignon et 11 engrener avec l'un ou l'autre des pignons de chaque jeu pour assurer leur liaison. Suivant une autre caractéristique de I'invention, cette botte de vitesses comporte plus de deux jeux de pignons, plu sieurs de ces jeux de pignons étant montés mobiles axialement sur des manchons, mobiles en rotation sur les arbres. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le pignon , mobile dans un plan perpendiculaire aux arbres, est disposé sur un support mobile contre une surface d'appui fixe, ce support étant relié par un cardan à un moyen de commande, à vis ou autre permettant le réglage axial et angulaire. L'invention est représenté, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe latérale schématique d'une botte de vitesses conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe montrant particulièrement le dispositif de commande du pignon mobile dans un plan perpendiculaire aux arbres. - la figure 3 est une vue de droitede la figure 2. La présente invention a, en conséquence, pour but la réalisation d'une botte de vitesses de construction simple, de faible encombrement, peu onéreuse et qui possède un grand nombre de rapports. La botte de vitesses conforme à l'invention pourra & re mise en oeuvre dans des machines de types divers, par exemple dans les machines-outils et particulièrement dans les unités automatiques d'usinage dont l'encombrement est déterminant pour leur emploi sur les machines-transferts. Sur les dessins ci-joints, les pignons, détermi nuant les vitesses de sortie de la botte de vitesses, sont réfé rencés par des nombres correspondant au nombre de dents de ces pignons dans un exemple de réalisation de cette botte de vitesses. Cette botte de vitesses se compose d'un arbre d'entrée 1 et d'un arbre de sortie 2, disposés dans le prolonge- ment l'un de l'autre, tandis qu'un autre arbre 3 est disposé parallèlement aux arbres 1 & 2. Ces arbres 1 , 2 et 3 sont montés à rotation dans un carter de botte de vitesses 4 par des roulements 5. L'arbre d'entrée 1 est pourvu de cannelures li sur lesquelles peut coulisser un jeu de trois pignons 23, 27 et 30, solidaires l'un de l'autre. Sur l'arbre 3, est monté à rotation, par l'intermédiaire de roulements 6, un manchon 7 pourvu de cannelures 71. Ce manchon cannelé reçoit un jeu de trois pignons 21, 26 et 45 solidaires l'un de l'autre. Ces deux jeux de pignons 23, 27 et 30 et 21, 26 et 45 se déplacent longitudinalement sur leurs cannelures par l'intermédiaire d'organes de commande réalisés dela manière connue sous la forme de fourchettes dont le point d'attaque est représenté en 8. A cet ensemble de deux jeux de pignons est associé un pignon intermédiaire EI, monté à rotation sur un axe 9, par l'in- termédiaire de roulements Ce pignon EI est mobile dans un plan perpendiculaire aux axes 1, 2 et 3, de manière que, compte tenu de la position axiale des jeux de pignons 23, 27, 30 et 21, 26, 45 il puisse relier par engrènement l'un des pignons d'un des jeux avec l'un des pignons de l'autre jeu. Afin de permettre le déplacement du pignon EI dans un plan perpendiculaire aux arbres, tout en tenant compte des differences de diamètre des pignons de chaque jeu, il est prévu de monter l'axe 9 de ce pignon EI sur un support 10 dont l'une des faces est montée coulissante sur une surface d'appui du du carter 4 de la- boîte de vitesses. Ce support 10 comporte un orifice taraudé 1 1 , dans lequel vient se visser une tige filetée 11, reliée par un cardan 12 à un bouton de commande 13. On constate donc que, par cette construction, lorsqu'on agit par rotation sur le bouton 13, on visse plus ou moins la tige filetée il dans le support lu afin de déplacer le pignon EI dans son plan et l'engrener avec l'un ou l'autre des pignons de chaque jeu de pignons. On remarque qu'au cours du réglage de la position du pignon EI. celui-ci doit prendre des positions angulaires fonction du nombre de dents des pignons à relier. Cependant cela est rendu possible du fait du cardan 12 qui autorise le pivotement du pignon EI dans son plan. Pour le blocage de l'arbre 9 dans la position choisie pour le pignon EI, il est prévu un support 14 dont ltextrémité inférieure est pourvue d'une portée 141 qui coopère avec le doigt excentré 151 d'un support réglable en rotation 15. Ainsi , après avoir réglé la position du support 10 et donc du pignon ET par action sur le bouton 13, il est possible d'effectuer le blocage de ce support 10 et donc de l'arbre 9 en agissant sur l'organe de commande 15 dont le doigt excentré repousse le support 14 afin de serrer ce support 10 contre la surface d'appui 41 Ce blocage étant realise, on assure alors la suppression de toute vibration sur le pignon EI. Pour permettre le déplacement latéral du pignon EI en fonction des pignons 23, 27, 30 et 21, 26, 45 que l'on désire relier, il est prévu, sur la plaque mobile 14, un évidement 142 dont les dimensions sont déterminées en fonction des pignons des deux jeux de pignons pour ne pas geler le déplacement latéral du pignon EI. Cependant, l'extrémité supérieure 142 de cet évidement est réaliséeen forme d'arc de cercle dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre de ltaxe 9, de façon que pour la position de dégagement extrème du pignon EI, celui-ci soit guidé latéralement pour lui donner une position angulaire moyenne. La botte de vitesses de l'invention est également prévue pour tenir compte de l'épaisseur exacte de la plaque de support 10 et afin que la plaque mobile 14 s'applique par toute sa surface contre le support 10-lors de son blocage. A cet effet, ltextrémité- supérieure de la plaque mobile 14 est montée pivotante sur une rotule 15, elle-même disposée en position excentrée sur un support réglable angulairement 151 . Dans l'exemple représenté sur les dessins cijoints, ce support réglable est constitué par une vis recevant, en position excentrée, la rotule 15. On constate donc qu'avec la construction décrite. il est possible d'engrener l'un des trois pignons 23, 27 & 30 du premier jeu de pignons avec l'un des trois pignons 21, 26 et 45 de l'autre jeu de pignons et cela par l'intermédiaire du pignon ET. En effet, pour obtenir ce résultat, il suffit de placer, dans le plan du pignon EI, les deux pignons 23, 27 et 30. et 21, 26 et 45 que l'on désire utiliser, puis de déplacer ce pignon EI à l'aide du bouton 13, de manière à réaliser la liaison mécanique, le blocage étant ensuite obtenu par le doigt excentré 151 de l'organe de commande 15. En utilisant deux jeux de trois pignons 23, 27 30 et 21, 26, 45, il est donc possible d'obtenir neuf vitesses et il est évident qutà partir de cette construction de base, on pourra multiplier le nombre de ces vitesses en disposant sur les arbres 1, 2, 3 de plusieurs groupes de deux jeux de pignons tels que 23, 27, 30 et 21, 26, 45. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le premier groupe de ces pignons est complété par un deuxième groupe comprenant les jeux de pignons 21, 31 et 20, 44. Dans ce cas, le jeu de pignons 21 , 31 est monté mobile axialement sur les cannelures 71 du manchon 7, tandis que le jeu de pignons 20, 44 est monté mobile axialement sur un manchon ou moyeu 17 pourvu de cannelures 171, lui-mdme disposé mobile en rotation par l'intermédiaire de roulements 18 sur un arbre 19, disposé dans le prolongement de l'arbre 1. Dans cet exemple , unie disposition, conforme à celle représentée sur les figures 2 & 3, est prévue pour amener un pignon intermédiaire EI en liaison avec l'un ou l'autre des pignons 20, 44 et 21, 31, de manière à multiplier par quatre le nombre de vitesses déjà obtenues avec les autres pignons 23, 27, 30 et 21, 26, 45. Dans l'exemple représenté, le manchon cannelé 17 est relié à l'arbre de sortie 2 par l'intermédiaire d'un harnais, se composant du pignon 20R monté fixe axialement sur les cannelures 171 du manchon 17, de deux pignons solidaires 59H et 20H montés mobiles axialement sur les cannelures 21 de l'arbre de sortie 2. Ce dernier pignon 59R peut, dans l'une de ses positions axiales, venir s'enclencher avec les cannelures 171 du manchon 17 afin de créer une prise de sortie directe sans passer par le harnais comprenant les pignons 59H et 20H. Dans l'autre position de ce pignon 59R, celui-ci peut engrener avec le pignon 20H, alors que le pignon 59H engrène avec le pignon 20R. Cette construction permet donc de doubler le nombre des vitesses déjà obtenu par les jeux de pignons 23, 27, 30 21, 26, 45 et 2Q, 41 - 21, 31. La botte de vitesses conforme à l'invention, telle que représentée dans l'exemple ci-joint, comporte donc 16 engrenages, permettant d'obtenir 72 vitesses , dont 4 d'entre elles sont presque confondues , cette botte de vitesses permettant donc d'obtenir 68 vitesses différentes. Egalement en remplaçant le pignon mobile EI par plusieurs pignons solidaires l'un de l'autre on pourra multiplier en conséquence le nombre des vitesses possibles. Il suffira pour cela d'engrener l'un de ces pignons mobiles avec l'un des pignons de l'arbre 1 et un autre de ces pignons mobiles avec l'un des pignons de l'arbre 7. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATTONS 10/ Botte de vitesses caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux jeux de pignons, les pignons de chaque jeu étant solidaires et mobiles axialement sur un arbre, des moyens pour déplacer axialement les jeux de pignons sur leur arbre, un pignon mobile suivant un plan perpendiculaire aux arbres et des moyens pour déplacer ce pignon et engrener avec l'un ou l'autre des pignons de chaque jeu.pour assurer leur liaison. 20/ Botte de vitesses conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plus de deux jeux de pignons, plusieurs de ces jeux de pignons étant montés mobiles axialement sur des manchons d'entratnement, mobiles en rotation sur les arbres. 30/ Botte de vitesses conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le pignon mobile dans un plan perpendiculaire aux arbres est disposé sur un support mobile contre une surface d'appui fixe, ce support étant relié par un cardan à un moyen de commande, à vis ou autre, permettant le réglage axial et angulaire. 40/ Botte de vitesses conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que le support est disposé entre la surface d'appui et un moyen de bridage de support coopérant avec des organes de manoeuvre. 50/Botte de vitesses conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque mobile coopère avec des organes de manoeuvre constitués par un doigt de commande excentré. 60/ Botte de vitesses conforme à l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisée en ce que la plaque mobile est montée pivotante sur une rotule disposée en position excentrée sur un support réglable angulairement. 70/ Botte de vitesses conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque mobile comporte un évidement pour le passage de l'axe de support du pignon mobile dents un plan perpendiculaire aux arbres, les extrémités de cet évidement correspondant, en largeur, au diamètre de l'axe de support. 80/ Botte de vitesses conforme à-l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le pignon mobile dans un plan perpendiculaire aux arbres est constitué par plusieurs pignons solidaires l'un de l'autre.