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" changement de vitesse et inverseur du sens de marche"
On connaît déjà différents dispositifs à variation de vi- tesse continue utilisant un mécanisme différentiel dans lequel le groupe des planétaires est entraîné par le moteur,l'une des couronnes est reliée au récepteur,tandis que la seconde couron- ne est commandée par un dispositif contrôleur de sa vitesse.
Sous cette forme,ces dispositifs rencontrent de grandes diffi- cultés de mise en pratique.Les dispositifs comprenant notamment le contrôle de la vitesse de la seconde couronne,avec interpo; sition d'un accouplement à friction et notamment les formes d' exécution décrites au brevet principal,sont d'un fonctionnement sûr,d'une construction relativement simple mais présentent un rendement mécanique défectueux aux vitesses intermédiaires par
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suite du travail absorbé par l'organe de friction.On a essayé de Substituer à celui-ci un dispositif à galet mobile frot- tant sur des plateaux et recevant son mouvement de l'arbre mo- teur ou de l'arbre récepteur par une liaison approprierais en pratique ces dispositifs se heurtent à une double difficul- té.
D'une part les efforts de frottement au contact du galet et des plateaux étant considérables,il y a une tendance consi- dérable au glissement et le contrôle de la vitesse cesse d'être effectif,d'autre part, lorsque l'on interpose une liaison démul- tiplicatrioe entre le galet et l'arbre dont il reçoit le mouve- ment,on complique considérablement le mécanisme.
La présente invention a pour objet un dispositif de con- struction considérablement simplifiée et présentant cependant des conditions de fonctionnement beaucoup plus favorables.
L'invention consiste dans l'application à des mécanismes à dif- férentiel et à contrôle du mouvement par un galet mobile, des trains planétaires à démultiplicateur décrits au brevet princi- pal,l'effet de cette combinaison étant de réduire dans la proportion que l'on veut les efforts de frottement au galet sans changer les limites de fonctionnement du mécanisme et en supprimant la liaison à friction.
L'invention sera décrite en détail ci-dessous avec réfé- rence aux figures du dessin annexé,lesquelles représentent : figure 1: schéma d'un mode de réalisation de l'invention; figure 2 : Schéma de démonstration pour l'explication du fonctionnement; figure 3 : diagramme montrant la variation des principaux éléments variables intervenant dans le mécanisme.
Nous référant à ces figures,nous constatons que le dispo- sitif comporte un axe moteur 1 sur lequel est calé le plateau 2 portant des satellites 3,ces satellites sont doubles et compren- nent d'une part une roue de petit diamètre 4 en prise avec un
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pignon 7 calé sur l'arbre récepteur .d'autre part une roue de grand diamètre 5 en prise avec une courenne dentée 6 dont le support 14 tourne librement autour des axes moteur 1 et récep -teur 15, peut prendre un léger mouvement de coulissement sur ces axes et tend à être ramené constatent vers la droite (sur la fig.) par un ressort de rappel 16.
La surface extérieure droite du support 14 affeote la forme d'un cône à très faible inclinaison sur lequel peut rouler un galet 12 mobile longitu- dinalement sur un axe 11 dont il reçoit le mouvement,au moyen d'une clavette longitudinale. Cet axe 11 est entraîné par un pignon 10 en prise avec un autre pignon 9 calé sur l'arbre récep- teur. La position du galet 12 est déterminée soit par un dispo- sitif à tringle et collier prenant dans une gorge d'un manchon solidaire du galet ,soit par l'action du dispositif représenté et qui comporte d'une part le cône de roulement 14 et d'autre part un cône 13 d'inclinaison plus grande,pouvant tourner libre- ment autour de l'arbre 15 et être déplacé le long de celui-ci à l'aide d'un dispositif de commande approprié.
Suivant que l'on rapproche ou que l'on écarte le cane 13 du cône 14, le galet, obéissant à la résultante des actions que ces cônes d'inclinai- son différente exercent sur lui, se déplacera plus ou moins le long de l'axe 11,tandis que la pression de contact entre 12 et 14, nécessaire à l'entraînement reste assurée, par l'action du ressort 16.
Dans certains dispositifs du même genre,on a prévu égale- ment le plateau 2 portant des satellites simples 4 en prise d'une part avec un pignon calé sur l'arbre récepteur et d'autre part avec une couronne extérieure. On se rend compte immédiate- ment que dans une telle disposition l'effort moteur appliqué aux axes 3 supports des satellites se partage également entre la denture du pignon récepteur 3 et la denture de la couronne extérieure 6. En supposant une disposition du galet analogue
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à celle représentée à la figure 1, on constate que l'effort à la denture 6 étant égal dans ces conditions (roue planétaire simple) à l'effort de la denture de 7 ,l'effort au contact du galet 12 et du cône 14 est encore égal au précedent multiplié par le rapport du rayon de 6 à la distance d'écartement du galet
12.
Par conséquent on arrive à cette anomalie de construction que le galet, dont le rôle théorique est simplement de déterminer la vitesse de la couronne 6 et qui est construit dans ce but à. simple friction, est appelé à transmettre constamment un effort supérieur à celui communiqué aux dentures 4 et 7.
La présente invention a pour but de corriger cette erreur en substituant au pignon unique 4 le pignon double à deux diamè- tres 4-5 ,dont la disposition a pour effet de reporter sur la denture 7 une fraction de l'effort en 3 proportionnelle au rayon de 5 et sur la denture 6 une fraction du même effort pro- portionnelle au rayon de 4.
D'ailleurs pour bien faire comprendre cette propriété,le fonctionnement du mécanisme sera expliqué en détail ci-dessous: tour la simplicité des notations et pour éviter des erreurs dues à l'utilisation de références numériques,nous désignons par A le plateau porte-satellites,B et 0 les satellites doubles ,D le pignon récepteur ,F et G les pignons de transmission du mouvement au galet, H le galet mobile , E la'couronne dentée 6 et dans la suite de la démonstration les mânes notations repré- senteront également les rayons des cercles primitifs de ces diffé- rentes roues. En outre ,la notation X désignera la distance du point de contact du galet E et des cônes de friction au centre des axes moteurs et récepteur.
Fous adoptons également les nota- tions suivantes : petitoméga affecté de l'indice des roues cor- respondantes pour les vitesses circonférentielles des différentes roues. Des petites lettres latines pour exprimer les efforts aux dentures des roues et la lettre # affectée de l'indice convenable
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pour désigner les couples agissant sur les différents pignons et axes.
Dans le schéma de la figure 2, les différents organes du mécanisme ont été déboîtés Tes uns des autres et représentés en équilibre entre les forces extérieures agissant' sur eux. Ceci posé,l'on peut établir comme suit l'équation des vitesses:
Supposant déterminée la vitesse w r de l'arbre récepteur,
EMI5.1
et comme d'autre part les vitesses relatives à celle de A sont:
EMI5.2
il vient en substituant:
EMI5.3
oe qui se simplifie finalement en :
EMI5.4
Cette formule montre la variation de la vitesse de l'arbre récepteur en fonction de celle de l'arbre moteur et de la posi- tion du galet H.
Il est intéressant notamment pour l'établissement des repè- res permettant de relier les variations de vitesse obtenues à la position des organes de commande du déplacement du galet. La courbe X de la fig. 3 montre une telle relation, ces équations montrent en outre qu'un choix convenable des rapports d'engrena- ge F.G E et E permet de faire fonctionner le mécanisme entre tel- les limites que l'on voudra ,les plus grandes vitesses étant constamment obtenues pour les positions les plus extérieures au /- galet mobile* Au point de vue des efforts transmis par le méca-
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nisme on suivra aisément au schéma la répartition des différents couples exprimée dans les équations suivantes:
EMI6.1
d'où en combinant :
EMI6.2
se qui se simplifie en :
EMI6.3
cette dernière équation montre que contrairement aux dispo- sitifs comportant un organe à friction,l'on obtient ici un couple récepteur variant inversement proportionnellement à la vitesse de cet arbre,ce qui est la propriété caractéristique des change- ments de vitesse a roue dentée et à multiples trains d'engrenages et que le présent dispositif permet- de reporter sans difficultés le construction dans les dispositifs à variation continue de vi- tesse* En outre,si l'on dégage l'expression de l'effort au contact des galets mobiles et de son c8ne de roulement,sous la forme:
EMI6.4
et l'effort à la denture de D
EMI6.5
on constate que'pour toutes les distances supérieures à X=E/Bc
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cet effort reste inférieur à/l'effort transmis à la denture du pignon D et notamment cet effort devient extrêmement faible pour les grands écartements c'est à dire pour les grandes vitesses de l'arbre récepteur,alors que,comme nous l'avons exposé précédem- ment ,dans les autres dispositifs il est constamment égal ou supérieur à la limite imposée.
Remarquons en outre que pour un choix convenable des engrenages limité d'ailleurs par des consi- dérations de vitesse et de résistance de la couronne mobile extérieure ,1'on pourra prendre la distance X correspondant à la limite maximum d'effort que l'on s'impose plus peut être que la limite imposée par la construction de l'appareil ou par la vi- tesse minima que l'on s'est choisie.
Les principales propriétés du mécanisme sont rappelées par le diagramme de la figure 3 qui montre: 1 la variation non linéaire de déplacement du galet H pour une variation continue de la vitesse à l'arbre récepteur à vitesse constante de l'arbre moteur et la possibilité de faire fonction- ner l'appareil dans telle limites prédéterminées; 2 les variations correspondantes de la vitesse de la couronne extérieure; 3 les variations du couple utile à couple moteur constant; 4 la courbe montrant que l'effort à la denture du pignon 7 est constant à toutes les vitesses ; 5 la courbe donnant les variations de l'effort au contact du ga - let et du cône aux différentes vitesses,dans les mêmes conditions que précédemment.
Pour montrer par un exemple pratique l'effet de ces diffé- rentes propriétés,nous traiterons ci-dessous un exemple numérique:
On donne des roues de rayons proportionnels aux nombres sui-
EMI7.1
vants: B = 5 ; ;Çéql ; i7=2 ; F a 4 ; G =1; fi . 2 et : w m = 1000.t/min.- les formules générales deviennent :
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EMI8.1
et l'étude de la variation de X permet de former le tableau sui- vant de la variation de ces divers éléments;
EMI8.2
<tb> 1 <SEP> 243 <SEP> 1944 <SEP> 4,1 <SEP> 0,444 <SEP> 0,277 <SEP> 1,6
<tb>
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<tb>
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<tb> 2 <SEP> 430 <SEP> 1720 <SEP> 2,3 <SEP> 0,222 <SEP> 0,277 <SEP> 0,8
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<tb> 3 <SEP> 574 <SEP> 1531 <SEP> 1,74 <SEP> 0,148 <SEP> o,277 <SEP> 0,532
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<tb> 4 <SEP> 692 <SEP> 1384 <SEP> 1,44 <SEP> 0,111 <SEP> 0,277 <SEP> 0,4
<tb>
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<tb>
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<tb> 6 <SEP> 871 <SEP> 1161 <SEP> 1,14 <SEP> 0,074 <SEP> 0,227 <SEP> 0,266
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<tb> z¯¯ <SEP> @
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<tb> 8 <SEP> 1000 <SEP> 1000 <SEP> 1 <SEP> 0,0555 <SEP> 0,277 <SEP> 0,2.
<tb>
On y constate d'une part que pour une variation très étendue de la vitesse de l'arbre récepteur , la vitesse de la couronne ex- térieure se maintient dans des limites acceptables et que d'autre part l'effort de friction h n'égale et ne dépasse c qu'aux très petites vitesses,qui ne sont pas les vitesses normales de régine du dispositif.
Le présent dispositif se caractérise par la simplicité de sa construction,la possibilité d'obtenir toute gamme de vitesse que l'on se choisira d'avance et en utilisant un galet mobile dont le rôle est ramené effectivement à celui d'un organe contrôleur de la vitesse en même temps que la possibilité de localiser les efforts suivant telle répartition qui sera la plus convenable.
EMI8.3
R E Y E 1%T 1 c: g T Z T 8.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.