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BREVET DtIâMNI21ON
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Transformateur de vitesse
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L'invention a pour objet un transformateur de vitesse,
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(multiplicateur ou déciultiplicateur) parement mécanique,
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sans engrenages ni vis sans fin, sans galets de friction et sans aucun jeu, permettant en particulier un rapport de
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démultiplication cona:l,4d:mble 'et variable volonté,' et e,pplicable notamment à la oanmande à+organes de réglage préVia ne nécessitait pas de grands efforts de déplacement.y tes qu'il s'en trouve dans certaine appareils de phyalque7g" pi exemple les oondansataura de T.S.F.
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Le dispositif qui fait l'objet de l'invention consiste
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o.sa:entiell<amant ai un cercle matériel incliné qu'un organe d'appui,, on traîné pax l'arbre de commande, fait rouler sur un pJa1i fixe en appliquant les points successifs de sà circonférence sur les points araaessifs d'une circonférence du plan fixe, un arbre entraîné en rotation par l'axe du cercle constituant l'arbre conduit.
l'ar suite.des différences de développement de la périphérie du cercle etade la circonfé
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ronce fixe suivie par elle, l'arbre confit par 1=$ze du carole prend, en rotation, ane différence 40 marche (avance ou retard) par rapport à celle de l'organe d'appui,' de telle sort# que la ro-#.'Uo de l'arbre de commande est trananiao à l'arbre conduit avec une multiplioa.tion ou une démultîplioation dont le apport dépend, de l'inclinaison du plan du cercle sur le plan fixe, inclinaison qui ae2a el1e-mtne variable si on désire pouvoir faire varier le mpport de transmission.
Le dessin ci-joint représente à seul titre d'exemple des
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figures sohématiques pour expliquer le principe de l'invention et certaines formas àrex4aution de l'objet de cette invention. Les fig. 1. et 2 sont des figures géométriques explicatives d'un premier cas; la fig. 3 est une figure montrant schématique-
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ment une construction possible dans ce cas. Les figl 6 et 5 sont des figures géométriques explicatives d'un second, cas; La fig. 6 est une coupe axiale d'une forme d'exécution de l'invention suivant ce second, cas.
I.- Soit drabprd un cercle de moindre périphérie roulant
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evr une O:Lroonf&enoe fixe plus grande"- les fig. 1 et 8 sont des figures géométriques respective-
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ment en élévation et en plan. Soit 2 le plan fixe sur une airw conférence B duquel on fait rouler le bord. clul cercle 0 dont l'axe OX est incliné à l'angle 54- sur le plan 2 et est astreint à passer constamment par le centre 0 de la circonfé- rence B.
Par exemple un doigt D, entraîne en rotation par l'arbre de commande A, par exemple dans le sens de la flèche
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pleine (fig. 2) appuie à cet effet les points alocesaifs du cercle 0 sur les points successifs de la circonférence B.' Sup-
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posons en outre que l'axe oz du cercle soit lié en rotation par cardans, flexibles,' etc..} à un arbre de prolongement OY
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guidé ooaxialement à l'arbre de commande A. Soit! le .rayon câx cercle 0 et R celui de la base B.
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On se rend compte que la rotation de,OY résulte de 1é composition de deux rotations: celle de OY sur lui-même pour le mouvement de roulement, danc le aena tlo;1..nt:1.l1!$ ilo 1% ùôoho ffig. 2) 0' es t-à.-dire en sens inverse du mouvement de l'arbre moteur A; et celle, résultant dn. mouvemamt de nutation du plan du cercle, autour de l'axe vertical, cette dernière rotation
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étant de mine sens que celle de l'arbre A.
Comme le développement de C est moindre que celui de B, un point matériel m du cercle 0 initialement au contact du point M de la base B; reviendra, en supposant par exemple, pour la démonstration,' que OX fasse pour
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cela un tour complot sur lui-méme; au contact de oette base en mi tel que:
Arc M H m' = 2 Ò r:
L'arbre OY aura donc par conséquent accompli le mouvement de rotation suivant:
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1 ) un tour complet 8 7j , dans le sensée la flèche point111h. boooinposmeot lo tour do OX sur lu1-mtma; 2 ) un angle & V - 11 correspondant à l'arc M H m clans le sens de la flèche pleine, acoompagnant le mouvement de nutation de l'axe OX du cercle autour de l'axe vertical.
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Au total, l'arbre OY aura donc tourné en sens inverse de :8;.-far bre de 0 QJ11I8nde de 1 l'angle 7 :
Pendant le même temps,' l'arbre de oanmanc1G 0.1 GRPQ tourna de l'arc M If mr o'estdire d'un angle 2 7T... .
Si la vitesse de OY est V' et celle de OA est V, le rapport de transmission sera. donc: v/v =
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YI ' 2 7T.. l' 3àai s il 2 ïT R - ar c M 11 = 2 77' (It lot r).
Dtoà VIA1 # a v r
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Si r - Ri Yr a 0 et la. ëdmultlplimtïon est 1n:tJ.niment grande.
Si r = 0; VI ; et par suite le rapport de multipl3v..
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tion, sont infiniment grands,;
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Si r = 1 , le apport VI , 1. 2 v
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Ce qui revient à dire Que, si l'angle- W'-{f:1.g. 1) est supérieur à. 30 il y a démultiplication, et oeil est inférieur à 30 , il y a multiplication delà vitesse.
Ce dispositif peut se matérialiser comme on le voit schéma-
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tiqu8llent fig. 3; au moyen d'un tronc de elftne 1 roula-nt sur une circulaire de base 2, l'arbre X qui forme l'ax6 du 'tronc de
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oOne étant lié à l'arbre conduit au moyen d'un système à carcle2is' flexibles,' toµ* 3, tel que la rencontre des dtua axas reste en 0 sur l'axe et par exemple au centre de la circon-
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f-érence B de la base; un galet d'appui z porté par un doigt D prolongeant l'arbre de oanmanda A; sert à faire roaler le odne sur sa circulaire,
On se rend oompte que le mécanisme- opère l'entraînement de l'arbre conduit Y exclusivement par le fait que le frottement du cône sur sa base empêche le glissement;
On se rend compte égal ment que oe mécanisme ne présente aucun jeu
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c'est-à-dire ne donne lieu à aucun temps mort si l'on ohange le sens de rotation de la nl1e' Il suffit de rendre variable l'angle 1)<. dtinolinaison de l'axe du. cercle sar le plan de base pour :Nire varier le rapport de trananission. On peut éviter l'inversion du. sens du mouvement de l'ar-
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bre conduit par 2*pport à l'arbre moteur. Il suffît pour oelf. de construire le dispositif conformément eu oas saivant: II.
Soit maintenant un Qu'ole de plus grande périphérie roulant srir une circonférence fixe moins grande (fig.4 et 5).-
B représente toujours la circonfé ronce de base et 0 le cercle qui roule dessus grâce à l'appui élastique d'un doigt rotatif D:
L'axe passant par le centre du cercle et perpendiculaire
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a son plan ne peut plus venir ici, GOMNé dana le cas précédent passer par le centre 0 de la circonférence de bass on pourrait prolonger l'axe 0 Y vers le 'haut à travers le oerole évidé
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on/son milieu jusque llïbteraeotion avec l'axe OX du cercle prolonge clamant de ce oûté, et placer l'articulation en ce point à'interseation? On peut plus simplement éviter de metérialisez l'axe Oz du cercle en liant ce cercle. conformé comme anneau o1roa.la1re. il. l'arbre oonduit OY,' au. moyen d'un système de lames déformables.
On se rend compte ici que si l'axe géométrique du cercle fait un tour complet sur lui-même, comme la périphérie du cercle est plus grande que celle de la base, le point m qui coïncidait initialement avec M reviendra au contact de la base en un point m' qui, cette fois, age en avance sur M, suivant le sens de rotation de.l'arbre de
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commande.
Ce que l'on a dit précédemment subsiste"' le rapport de transmission sera. maintenant 7' 1'''' 11 o'est-à-dire que le dispositif offrira les mimes particularités: que dans le
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premier 8: sl;.tcf que la rotation de l'arbre conduit s'exercera. maintenant dans le même sens que la rotation de l'arbre de commande.'
La fig. 6 représente un mode d'exécution de l'invocation
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dans ce dernier cas,' le dispositif 4teLt destina en partiouw lier pour la commande de condensateurs d'appareils de T. S.F.
L'arbre conduit Y, guide dans des coussinets, non représen-
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tas, sert lui..-mlme de guide à l'arbre de commande A par l'intermédiaire d'un fourreau 7 qui portera cercle 0 de position réglable le long de l'arbre Y.
Le fourreau 7 est calé sur l'arbre Y par la. vis 8 qui sert à solidariser également le tambour T de commande direo.te à grande vitesse avec l'arbre Y ; la douille 7 porte, au moyen d'un croisillon déformable formé de lames flexibles 9, 9', une pièce 10 dont le bord inférieur 11 gaxni d'une rondel-
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le 12, en caoutchouc par exemple pour éviter le glissemen t, forme le cercle C; la pièce 10 présente une fenêtre 13 dans laquelle passe librement la vis 8.
L'arbre tubulaire A tourne
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librement sur un tourillon 7 prolongeant le fourreau 7;
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cet arbre est maintenu en place par UZ1, ée:rou 14vvistié sar l'extrémité filetée 15 du tourillon 7'; sur Mi est calé 14 tlt.mbo't2% ! do oomnumde du m=,rom*23t lent eu moyen d'une Tie 16; l'arbre A passe à6 travers le fond du tambour T de manière à lui servir de tourillon et, à fiiïtériour de ce tambour T, il poite un ressort 17 appuyant élaotirluanent le gelet 18 contre lb bord supérisur de :lA pièce 10.On voit par conséquent que, si on agit sur le tambour t, on entraine directement l'arbre Y;
le cer-
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ale a glissant en frottant sur la surface dtappui, Si au contraire on agit sur le tambour t, on fait tourner le galet 18 autour de l'axe du système, le cercle 0 roule sur la circulaire de base et
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l'arbre T prend un mouvement de rotation fortement d'multip11tS dans le même sens que le tambour .1,' comme on l'a Ta précédemment.
Si 1on¯veut modifier le rapport de transmission, il suffit dl'interposer entre le plein de base 2 et le cercle 0, une ou plusieurs rondelles d'épaisseur 19; oeoi a pour effet de diminuer Ilimolimaisom du plan de cercle sur le plan de base, c'est-à-dir4 d'augmenter lrangle ,' , et par o one6 qzsnt de diminuer le rapport Y't' On peut atteindre de la sort. une démultiplication extrtm4- V ment grande. En enlevant au contraire des rondelles d'épaisseur, la démultiplication devient moins grande.
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On peut aussi bien prévoir un dispositif queleonque pour permettre de varier, méine pendant la marche, l'aIlgle D( ,' en fuisant coulisser azialement soit le cercle, soit le plan ou la rondelle d'appui," l'un par rapport à l'antre, au moyen par exemple d'une fourchette de commande.
On remarquer que si l'arbre conduit arrive contre une butée, le mécanisme ne sera aucunement détériore; le cercle C glissera seulement avec :frottement sur le plan de base,
Bien entandu, les modes constructifs pourront être variée de multiples manières sans sortir du cadre de l'invention.
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PATENT DtIâMNI21ON
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Speed transformer
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The invention relates to a speed transformer,
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(multiplier or deciultiplier) mechanical facing,
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without gears or worm screws, without friction rollers and without any play, allowing in particular a ratio of
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gear reduction cona: l, 4d: mble 'and variable will,' and e, applicable in particular to the command to + preVia adjustment members did not require great displacement efforts. y tes that it is found in certain control devices phyalque7g "pi example the oondansataura of TSF
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The device which is the subject of the invention consists
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o.sa:entiell<amant have an inclined material circle that a support member, dragged by the control shaft, rolls on a fixed platform by applying the successive points of its circumference to the araaessive points of a circumference of the fixed plane, a shaft driven in rotation by the axis of the circle constituting the driven shaft.
following the differences in development of the periphery of the circle and the circumference
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fixed bramble followed by it, the tree candied by 1 = $ ze of the carole takes, in rotation, a difference 40 march (advance or delay) in relation to that of the support member, 'in such a way that the ro - #. 'Uo of the control shaft is trananiao to the driven shaft with a multiplioa.tion or a demultiplioation whose contribution depends on the inclination of the plane of the circle on the fixed plane, inclination which ae2a el1e- Variable if you want to be able to vary the transmission mpport.
The attached drawing represents only by way of example
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Sohematic figures to explain the principle of the invention and some formas to rex4aution of the object of this invention. Figs. 1. and 2 are geometric figures explaining a first case; fig. 3 is a figure showing schematically
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ment a possible construction in this case. Figures 6 and 5 are geometric figures explaining a second case; Fig. 6 is an axial section of an embodiment of the invention according to this second case.
I.- Let drabprd be a circle of lesser rolling periphery
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evr a larger O: Lroonf & enoe fixed "- fig. 1 and 8 are geometric figures respectively-
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ment in elevation and in plan. Let 2 be the fixed plane on an airw conference B of which we roll the edge. clul circle 0 whose axis OX is inclined at angle 54- on plane 2 and is forced to pass constantly through the center 0 of circumference B.
For example a finger D, driven in rotation by the control shaft A, for example in the direction of the arrow
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full (fig. 2) press for this purpose the alocesive points of circle 0 on the successive points of circumference B. ' Sup-
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let us put in addition that the axis oz of the circle is linked in rotation by universal joints, flexible, 'etc ...} to an extension shaft OY
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guided ooaxially to the control shaft A. Either! the radius of circle 0 and R that of the base B.
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We realize that the rotation of, OY results from the composition of two rotations: that of OY on itself for the rolling movement, danc le aena tlo; 1..nt: 1.l1! $ Ilo 1% ùôoho ffig. 2) 0 'is to say in the opposite direction to the movement of the motor shaft A; and that, resulting from dn. nutation movement of the plane of the circle, around the vertical axis, this last rotation
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being of mine sense than that of tree A.
As the development of C is less than that of B, a material point m of circle 0 initially in contact with point M of base B; will come back, assuming for example, for the demonstration, 'that OX does for
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it a turn plot on itself; in contact with this base in E such that:
Arc M H m '= 2 Ò r:
Shaft OY will therefore have performed the following rotational movement:
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1) a full turn 8 7d, in the direction of the arrow point111h. boooinposmeot lo tour do OX on lu1-mtma; 2) an angle & V - 11 corresponding to the arc M H m clans the direction of the solid arrow, acoompagnant the nutation movement of the axis OX of the circle around the vertical axis.
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In total, the shaft OY will therefore have turned in the opposite direction of: 8; .- far ber of 0 QJ11I8nde of 1 angle 7:
During the same time, the shaft of oanmanc1G 0.1 GRPQ rotated from the arc M If mr o is said from an angle 2 7T ....
If the speed of OY is V 'and that of OA is V, the transmission ratio will be. therefore: v / v =
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YI '2 7T .. l' 3àai s il 2 ïT R - ar c M 11 = 2 77 '(It lot r).
Dto to VIA1 # a v r
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If r - Ri Yr has 0 and la. ëdmultlplimtïon is 1n: tJ.niment large.
If r = 0; VI; and consequently the ratio of multipl3v ..
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tion, are infinitely large;
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If r = 1, the input VI, 1.2 v
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Which amounts to saying That, if the angle- W '- {f: 1.g. 1) is greater than. 30 there is multiplication, and eye is less than 30, there is multiplication of speed.
This device can materialize as we see diagram-
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tiqu8llent fig. 3; by means of a trunk of elftne 1 rolled on a circular base 2, the tree X which forms the axis of the trunk of
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oOne being linked to the shaft driven by means of a system with 'flexible carcle2is,' toµ * 3, such that the meeting of the dtua axas remains at 0 on the axis and for example in the center of the circum-
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B-frequency of the base; a support roller z carried by a finger D extending the shaft of oanmanda A; is used to roll the odne on its circular,
We realize that the mechanism operates the drive of the shaft driven Y exclusively by the fact that the friction of the cone on its base prevents sliding;
We also realize that this mechanism has no play
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that is to say, there is no dead time if the direction of rotation of the nl1e is changed. It suffices to make the angle 1) <variable. dtinolination of the axis of the. circle on the base plane for: To vary the transmission ratio. We can avoid the inversion of. direction of movement of the ar-
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bre driven by 2 * port to the motor shaft. It is enough for oelf. to construct the device in accordance with the following conditions: II.
Let now be a Qu'ole with a larger periphery rolling to a smaller fixed circumference (fig. 4 and 5).
B always represents the base bramble circumference and 0 the circle which rolls over it thanks to the elastic support of a rotating finger D:
The axis passing through the center of the circle and perpendicular
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to his plan can no longer come here, GOMNé in the previous case going through the center 0 of the circumference of the bass one could extend the axis 0 Y upwards through the hollow oerole
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one / his / her middle until the movement with the axis OX of the circle prolonging claiming from this side, and place the articulation at this point at the intersection? One can more simply avoid to meterialize the axis Oz of the circle by connecting this circle. shaped as an o1roa.la1re ring. he. the tree leads OY, 'au. by means of a system of deformable blades.
We realize here that if the geometric axis of the circle makes a complete turn on itself, as the periphery of the circle is greater than that of the base, the point m which initially coincided with M will return to contact with the base at a point m 'which, this time, is ahead of M, according to the direction of rotation of the shaft of
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ordered.
What we said previously remains "'the transmission ratio will now be 7' 1 '' '' 11 o that is to say that the device will offer the same particularities: that in the
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first 8: sl; .tcf that the rotation of the driven shaft will be exerted. now in the same direction as the rotation of the drive shaft. '
Fig. 6 represents an execution mode of the invocation
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in the latter case, the device 4teLt is intended in particular for the control of capacitors of T. S.F.
The shaft drives Y, guide in bearings, not shown
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pile, serves him ..- mlme guide to the control shaft A by means of a sleeve 7 which will carry circle 0 of adjustable position along the shaft Y.
The sleeve 7 is wedged on the shaft Y by the. screw 8 which also serves to secure the high speed direo.te control drum T to the Y shaft; the sleeve 7 carries, by means of a deformable cross formed of flexible blades 9, 9 ', a part 10, the lower edge 11 of which is gaxni with a washer.
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12, rubber for example to prevent slipping, forms the circle C; part 10 has a window 13 through which the screw 8 passes freely.
Tubular shaft A turns
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freely on a journal 7 extending the sleeve 7;
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this shaft is held in place by UZ1, ée: rou 14vvistié sar the threaded end 15 of the journal 7 '; on Mi is stalled 14 tlt.mbo't2%! do oomnumde du m =, rom * 23t slow by means of a Tie 16; the shaft A passes through the bottom of the drum T so as to serve as a journal and, at the end of this drum T, it poite a spring 17 pressing the cup 18 against the upper edge of the part 10. consequently that, if we act on the drum t, we directly drive the shaft Y;
the cer-
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ale a sliding by rubbing on the bearing surface, If, on the contrary, we act on the drum t, we rotate the roller 18 around the axis of the system, circle 0 rolls on the base circular
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the shaft T takes a strong rotational movement of multip11tS in the same direction as the drum .1, 'as we have Ta previously.
If you want to modify the transmission ratio, it suffices to insert between the base full 2 and circle 0, one or more washers of thickness 19; oeoi has the effect of decreasing Ilimolimaisom of the plane of a circle on the base plane, that is to say4 to increase the angle, ', and by o one6 qzsnt to decrease the ratio Y't' We can achieve fate . an extremely large gear ratio. By removing the thick washers, on the contrary, the reduction becomes less.
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It is also possible to provide some sort of device to make it possible to vary, even during walking, the angle D (, 'by sliding azially either the circle, or the plane or the bearing washer, "one with respect to the other, for example by means of a control fork.
Note that if the driven shaft arrives against a stopper, the mechanism will not be damaged in any way; the circle C will slide only with: friction on the base plane,
Of course, the construction methods can be varied in many ways without departing from the scope of the invention.