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Dispositif de transmission et de variations de vitesse à courroies multiples.
On sait qu'il existe des courroies sans fin à section trapézoïdale, par exemple en caoutchouc armé par une âme en corde ; courroies permettent de trans- mettre des efforts considérables, silencieusement, sans glissement et avec un rendement excellent.
La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de variation de vitesse, à commande à la main ou automatique, employant plusieurs courroies sans fin, travaillant en parallèle entre deux paliers, ce dispositif permettant tous les avantages habituels des transmissions à entraxe minima, tout en permettant la transmission silencieuse de grandes puissances à des
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vitesses linéaires élevées.
Un dispositif conforme à l'invention est carac- térisé par deux systèmes de flasques entraînés dans le mê- me mouvement de rotation, chaque flasque de l'un des sys- tèmes étant opposé à un flasque de l'autre système, ces deux flasques ménageant entre eux le logement d'une cour- roie, tous les flasques de chaque système étant rendus solidaires les uns des autres par une liaison assurant le déplacement égal et simultané de tous ces flasques par rapport à tous les flasques de l'autre système. Ce mouve- ment, relatif augmente ou diminue le diamètre primitif d'enroulement des courroies. Suivant un mode de réalisa- tion, les moyeux rigides de liaison entre tous les flas- ques d'un système traversent les flasques de l'autre systè- me ou les moyens de liaison des flasques de cet autre sys- tème.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, deux groupes de dispositifs de transmission conformes au précédent sont disposés l'un en liaison avec un arbre moteur, l'autre en liaison avec un arbre récepteur, de telle sorte qu'à un rapprochement des deux systèmes de flasques de l'un des deux groupes corresponde un écar- tement des deux systèmes de flasques de l'autre groupe bu inversement, sans entraîner périodiquement de variation de tension des courroies qui assurent la transmission entre les deux arbres.
Suivant une variante, les arbres moteur et résistant agissent respectivement sur leur système de flasques mobiles, de telle sorte que les couples moteur et résistant produisent automatiquement, suivant leurs variations, les déplacements des flasques mobiles, la variation simultanée des diamètres d'enroulement des cour- roies multiples et par suite la variation automatique du rapport des vitesses de l'arbre moteur et de l'arbre entraîné.
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L'invention s'étend encore à d'autres carac- téristiques nombreuses ci-après décrites et à leurs di- verses combinaisons.
Des dispositifs conformes à l'invention, sont représentés à titre d'exemple sur les dessins ci-joints dans lesquels ;
La fig. 1 est une élévation avec coupe partiel- le d'un dispositif de transmission conforme à l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale de ce dispositif suivant la ligne 2 - 2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective d'une courroie sans fin à section trapézoïdale montée sur le dispositif précédent.
Les figs. 4 et 5 sont des schémas explicatifs du dispositif précédent.
La fig. 6 est une coupe transversale d'une variante de l'invention.
La fig. 7 est une coupe longitudinale schéma- tique d'un dispositif de transmission conforme à l'in vention et interposé entre un arbre moteur et un arbre entraîné.
La fig. 8 est une coupe longitudinale d'une transmission similaire à celle de la fig. 7 avec or- gane de commande à la main des deux dispositifs.
La fig. 9 est une coupe longitudinale d'un dispositif automatique conforme à l'invention et dans lequel la pesée des couples moteur et résistant s'ef- fectue par leviers.
La fig. 10 est une coupe longitudinale d'un dispositif automatique similaire à celui de la figure 9, mais avec stabilisateur.
La'fig. 11 est un schéma explicatif à grande échelle de l'effet du stabilisateur de la fig. 10.
La fig. 12 est un schéma explicatif similaire à celui de la fig. 11, mais avec dispositif de réglage
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des courroies.
La fig, 13 est une coupe longitudinale d'une variante d'un dispositif automatique conforme ù l'in- vention.
La fig. 14 est une coupe transversale de la fig. 13 suivant la ligne 14 - 14 de cette figure.
La fig. 15 est une coupe schématique d'un dis- positif automatique avec rappel automatique.
La fig. 16 est une coupe longitudinale d'une variante où la pesée des couples se fait par ressorts.
La fig. 17 est un schéma d'un autre dispositif conforme à l'invention.
La fig. 18 est un schema d'un double renvoi par transmission conforme à l'invention.
La fige 19 est une vue d'une application de l'invention à la conduite des véhicules à chenilles.
Le dispositif de transmission et d.e variation de vitesse représenté sur les figs. de 1 à 5 comporte un arbre 1 présentant des cannelures 2 sur lesquelles sont engagées et peuvent coulisser les branches 3 d'un manchon 4.
L'arbre 1 et son manchon 4 peuvent ainsi coulis- ser l'un sur l'autre tout en étant entraînés l'un par l'autre dans leurs mouvements de rotation.
L'arbre 1 porte un système de flasques 10 rendus solidaires de cet arbre par tout moyen approprié, par soudure autogène par exemple ; desfonêtres 5 sont ménagées dans ces flasques 10, de manière à laisser li- brement coulisser les branches 3 du manchon 4.
Ce manchon 4 porte lui aussi un système de flasques 9 opposé au système de flasques 10 de l'arbre 1; ces flasques 9 sont rendus solidaires des branches 3 du manchon 4, par soudure autogène par exemple.
Tous les flasques 91 92 ont la même inclinaison.
Tous les flasques 101 102... ont la même inclinaison qui
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peut d'ailleurs être différente de l'inclinaison des flasques 91 92, les inclinaisons étant déterminées par la forme des courroies 6 qui se logent dans les espaces libres ménagés entre les flasques.
Cette disposition permet ainsi de rapprocher ou d'éloigner l'un de l'autre les systèmes de flasques 9,10 en faisant coulisser le manchon 4 sur l'arbre 1 ; dans ces conditions, les courroies 6 engagées entre les flas- ques 9 et 10, qui présentent une section telle que celle représentée sur la fig. 3, s'appliquent sur les flasques 9 et 10 suivant des courbures de diamètre plus ou moins grand selon que ces flasques sont moins ou plus rapprochés l'un de l'autre.
On remarque en particulier sur les figures schéma- tiques 4 et 5 les positions extrêmes prises par les deux flasques 9 et 10 et dans lesquelles les courroies 6 s'enroulent suivant: deux diamètres extrêmes D (fig. 4) d (fig. 5).
Lorsqu'on a réglé la position respective des flasques 9, 10, les uns par rapport aux autres, on les maintient dans cette position de réglage, à l'aide par exemple de vis de pression 11 montées dans le manchon 4 et l'immobilisant sur l'arbre 1.
On peut apporter de nombreuses modifications au dispositif décrit à l'aide des figures de 1 à 5; en particulier dans la variante représentée sur la fig. 6 des billes de roulement 50 sont interposées entre les cannelures longitudinales 2 et les branches 3 du manchon 4.
Cette disposition, tout en assurant la transmis- sion du mouvement de rotation, facilite la translation du manchon 4 par rapport à l'arbre 1 et permet en outre de réduire au minimum le graissage, par diminution des surfaces de frottement.
On peut appliquer le dispositif précédemment dé- crit pour transmettre avec des vitesses variables le
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mouvement d'un arbre moteur à un arbre entraîné.
La fig. 7 montre en particulier l'application du dispositif des figs, de 1 à 5 à la transmission de vitesses entre deux arbres, l'un moteur 11 et l'autre ré- cepteur 12 supportés par un carter 61, les courroies 6 s'enroulant d'une part sur un dispositif à flasques 91 101 monté sur l'arbre moteur 11 et, d'autre part, sur un dis- positif à flasques 9 102 monté sur l'arbre récepteur 12.
Pour que les courroies 6 travaillent normalement, il suffit de régler convenablement la position relative des systèmes de flasques fixes 101 102.
On voit alors qu'à des déplacements égaux et de même sens des branches 31 32sur leurs arbres respectifs 1112 correspond un rapprochement du système de flasques moteurs 91 101 et un éloignement du système de flasques récepteurs 92 102 ou inversement.
Il s'ensuit une modification du rapport des dia- mètres d'enroulement D1 D2 des courroies 6 qui se dépla- cent dans des plans parallèles entre eux et perpendiculai- res aux deux arbres 11 12, sans que la tension de ces courroies change sensiblement.
On remarque sur la f ig. 7 que le dispositif monté sur l'arbre 11 est compris entre deux seuls paliers 801 811, dans lesquels tourne cet arbre 11, tandis que l'autre dispositif correspondant à l'arbre 12 tourne entre les deux seuls paliers 802 81.
Dans les exemples précédents, on a supposé que le maintien des systèmes de flasques mobiles 9 dans leur position de réglage était assuré par des vis de pression 111 il 2; par suite, ce réglage ne peut être effectué qu'à l'arrêt.
Dans la variante représentée sur la fig. 8, on peut au contraire effectuer ce réglage, le dispositif étant en marche.
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A cet effet, les manchons coulissants 41 42 sont commandés par des fourchettes 121 122 solidaires d'une même traverse d'actionnement 15, coulissant dahs le carter 61 qui lui sert de support.
On peut donc à tout instant, et pendant la marche, faire varier le rapport des diamètres d'enroule- ment D1 D2 des courroies 6 en manoeuvrant la traverse 13.
Dans les dispositifs précédents, on a supposé que la manoeuvre des flasques mobiles était assurée par une commande à main et on a fait abstraction des couples; au contraire, dans les exemples suivants les couples eux- mêmes sont utilisés pour produire automatiquement les dé- placements des flasques mobiles 91 92 ..... et par suite les variations de vitesses.
En particulier, dans le dispositif représenté sur la fig. 9, les arbres 11 12 portent des rampes 141 sur 1,2 14 qui produisent/des rampes 15 15 , solidaires des manchons coulissants 41 4 2, des réactions 161 16 2 qui tendent à rapprocher les systèmes des flasques mobi- les 91 92 des systèmes des flasques fixes 101 102 (on pourrait faire l'inverse, c'est-à-dire éloigner les flas- ques mobiles 91 92. mais on a intérêt à ce que les for- ces 161 162 ne s'ajoutent pas à la réaction des courroies sur les flasques mobiles).
Les manchons 41 42 sont réunis par un système de leviers 171 172 pivotant autour des axes 181 182 du car- ter 61. Une traverse 19 réunit les leviers 171 172,
Dans ces conditions, si on suppose par exemple que la vitesse de l'arbre moteur 1 est invariable, et qu'on fasse croître la résistance de l'arbre 12, les réactions 162 augmenteront, ce qui produira le déplacement des flasques mobiles 92 suivant 162 et par suite l'accrois- sement du diamètre D2 auquel correspond une diminution du diamètre D1; par conséquent, on réalise automatiquement une
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réduction de la vitesse de l'arbre entraîné.
Inversement, si la résistance de l'arbre 12 di- ' minus, sa vitesse augmentera.
Le dispositif automatique de la fig. 9 se trouvera toujours en position instable, et à la moindre variation d'un des couples, le système tendra de suite vers la position extrême correspondante.
Pour éviter cette instabilité et réaliser pour toutes les variations du couple résistant ou moteur l'équi- libre approximatif entre le produit de la vitesse et du couple de chaque arbre, il suffit de faire varier la posi- tion du point d'application de 172, par exemple, sur la traverse 19 de façon à faire varier son action sur 19 en sens inverse du couple, comme il est représenté sur la fig. 10. Le levier 172 et la traverse 19 sont indépen- dants, mais la traverse 19 est solidaire d'une came 20 sur laquelle 127 vient s'appuyer par suite de la réaction des courroies 6 sur les systèmes de flasques mobiles 91 92.
Par suite de cette disposition, le levier 172 peut prendre des positions différentes 23 et 24 (fig Il) par rapport à la came 20.
Dans la position 23 correspondant à la position 201 de la came 20, le point de contact est 231, tandis que dans la position 24 correspondant à la position 202 de la came 20, le point de contact est 24 .
On voit donc que les bras de levier agissant sur la traverse 19 ont varié en sens inverse du couple.
Dans le dispositif de la fig. 10, la traverse 10 peut se prolonger à l'extérieur et être commandée par exemple par un levier 22, ce qui permet au mécanicien d'intervenir dans le fonctionnement de l'appareil, notam- ment en vue du freinage par le moteur dans le cas d'une automobile, En. effet, le levier 22 permet de déplacer le
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système de flasques mobiles 92 suivant la flèche 62 et par suite d'augmenter le diamètre D2 et de diminuer le diamètre D1; on tend ainsi à accélérer la vitesse du moteur et par suite son action de freinage.
En faisant varier la position de la came 20 sur la traverse 19, on agit sur les manchons mobiles 41 42 en sens contraire, ce qui permet de faire varier la tension de la courroie.
A cet effet (fig. 12), la position de la came 20 sur la traverse 19 est réglée par un écrou 25 plus ou moins vissé sur le prolongement fileté de la traverse 19.
Cette traverse 19 porte également un tourillon 251 pouvant se déplacer dans une fente 26 pratiquée dans le levier 172
Il est donc aisé par la simple manoeuvre de l'écrou 25 de déterminer la position de la came 20 pour régler la tension des courroies de transmission par le rapprochement ou l'éloignement simultané des flasques mobiles par rapport aux flasques fixes.
Dans les exemples précédents, on a supposé que les courroies de transmission 6 présentaient une section en fprme de trapèze isocèle et dans ces dispositifs on a donc supposé que les flasques mobiles 9 et les flasques fixes 10 étaient symétriques ou sensiblement symétriques.
Au contraire, dans la variante représentée sur les figs. 13 et 14, on emploie des courroies de trans- mission 61 dont la section est dissymétrique par rapport à son axe.
Dans cette variante, le montage est sensiblement différent des montages précédemment décrits.
Notamment, l'équipement de l'arbre 11 comprend les flasques 101 102 qui sont des cônes d'une ouverture à légèrement inférieure à 360 ; ces flasques sont soli-
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daires'des traverses 27 réunissant les plateaux 281 282 qui font corps avec l'arbre 11 (le plateau rapporté 291 peut être fixé sur cet arbre 11 par tout moyen approprié, par exemple par une goupille 63).
L'arbre 11 porte deux pas de vis très allongées
301 311. Les flasques mobiles 91 et 9 sont solidai- res des traverses 321 qui réunissent les plateaux 331 341 servant d'écrous aux vis 301 et 311.
On réalise ainsi en quelque sorte deux cages d'écureuil dont les barreaux 27, 32, sont décalés les uns par rapport aux autres.
La disposition des deux filetages 301 311 aux extrémités de l'arbre moteur,! a l'avantage de répar- tir plus régulièrement l'effort de l'arbre moteur 11 sur les traverses 27, mais on peut en supprimer un.
L'arbre 12 comporte un équipement monté de la même manière.
. Les vis 301 et 302; 311 et 312 sont de même sens et de même pas.
Des déplacements de l'écrou 331 sont transmis à l'écrou 332 et vice-versa par un balancier 34 roulant sur une came 20 réglable sur le carter 61.
La réaction des courroies sur les flasques mo- biles tend à appuyer le balancier 34 contre la came 20; une denture 64 par exemple assure la position de ce ba- lancier 34.
Le fonctionnement; est le même que dans l'appa- reil représenté figs. 10 et 9. On voit clairement que le balancier 34 transmet les déplacements des écrous 331 et 332 avec des bras de levier variables encens inverse des couples, ce balancier pesant en quelque sorte le cou- ple moteur et le couple résistant et oscillant, lors des variations de ces couples l'un par rapport à l'autre.
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Dans la position de la fig. 15, on voit que la vitesse de l'arbre moteur 11 est plus grande que la vitesse de l'arbre récepteur 12, la courbure d'enroule- ment de la courroie 7 sur le système de l'arbre moteur 11 étant plus grande que sa courbure d'enroulement sur le système de l'arbre récepteur 12. Si la résistance de l'arbre récepteur 12 diminue, l'effort '.-affectant l'arbre moteur 11 restant invariable, la réaction de l'écrou 332 sur le balancier 34 diminue par rapport à l'action de 1(écrou 331 sur ce balancier 34; il en résulte un lé- ger basculement de ce balancier 34 jusqu'à l'équilibre correspondant à de nouveaux diamètres d'enroulement des courroies.
Les courroies de transmission 61 varient de courbure d'enroulement en se déplaçant sensiblement dans un même plan approximativement perpendiculaire aux ar- bres 12 et 11, avec un gauchissement pratiquement négli- geable des courroies.
Dans les dispositifs précédents, notamment quand ils sont appliqués comme changement de vitesse pour voiture automobile, il arrive qu'au moment du débrayage de l'arbre moteur, le dispositif de transmission s'arrête dans une position telle que le grand diamètre d'enrou- lement de la courroie se trouve sur l'arbre moteur, ce qui est la position la moins favorable pour la reprise du mouvement.
Le dispositif de la fig. 15 permet d'éviter cet inconvénient : il est caractérisé par un ressort de rappel 65 comprimé entre un élément du carter 61 et la came 20. Lors du débrayage de l'arbre moteur 11,le res- sort de rappel 65 agit sur la traverse 19, qui, par 171 et 172, agit sur les flasques mobiles 91 92 de façon à avoir D1 minimum et D2 maximum ; le dispositif prend ainsi une position d'arrêt qui facilite le départ.
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Il est évident que le ressort de rappel 65 peut être placé de toute façon convenable. D'une part, il peut prendre appui sur un élément quelconque du carter, d'au- trd part,il peut agir sur un organe quelconque dont le déplacement soit en liaison avec les déplacements relatifs du système de flasques.
La variante de la fig. 16 comporte des moyens particuliers remplaçant les leviers de transmission 171 172 qui pèsent De couple moteur et le couple résistant.
Dans cette variante, les flasques mobiles 91 92 sont eollicités respectivement par un ressort 511 51 comprimé et qui pousse le flasque mobile 9 vers le flasque fixe 10 correspondant. Les deux ressorts 511 512 et les flasques mobiles 91 92 sont disposés en sens inverse sur les arbres moteurs 11 et récepteur 12.
Si le couple moteur devient prédominant par rap- port au couple résistant, l'arbre moteur 11 par l'action du mécanisme vis 301 et écrou 331 détermine le rapproche- ment des flasques mobiles 91 et fixes 101 et l'accroisse- ment du diamètre D1 de roulement de la courroie sur ce système de flasques : il en résulte d'autre part une réduc- tion du diamètre D2 de roulement du système résistant.
Les deux ressorts 511 512 travaillent en sens inverse, l'un se détendant et l'autre se comprimant.
Dans ces conditions, le dispositif de transmis- sion tend vers une position d'équilibre déterminée par le rapport du couple moteur au couple résistant.
On peut évidemment réaliser les ressorts 511 512 à l'aide de plusieurs ressorts combinés et étalonnés.
Dans la variante de la fig. 17, l'un des dis- positifs comporte des griffes 141 151 et l'autre dispositif ne comporte ni griffes, ni vis sans fin; l'action des griffes est équilibrée par l'action antagoniste d'un ressort 82 qui agit sur la liaison 19 et par suite sur
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les leviers 171 172, ce qui assure une position d'équili- bre.
Les dispositifs faisant l'objet de l'invention sont évidemment applicables, non seulement à la trans- mission entre un arbre moteur 11 et un arbre récepteur
12, mais aussi à des transmissions multiples, notamment à des transmissions (fig. 18) comportant un arbre inter- médiaire 13 interposé entre l'arbre moteur 11 et l'arbre récepteur 12.
On a représenté schématiquement sur la fig.
19 un véhicule à deux chenilles 711 712. L'arbre moteur 73 transmet le mouvement moteur à un arbre transversal 74. Les arbres conducteurs 751 752 des chenilles 711 712 sont entraînés directement ou indirectement par des dis- positifs de transmission et de variation de vitesses, conformes aux dispositifs de la fig. 8, ces dispositifs transmettant le mouvement de l'arbre 74 aux chenilles 711 712,
Il est évident que si l'on augmente la vitesse de 751 par exemple en faisant varier le système 761. la chenille 711 ira plus vite et le véhicule changera de direction.
Il est évident aussi que si l'on fait varier de quantités égales et de même sens, les deux systèmes 761 762,. on fera varier la vitesse du véhicule.
Cette disposition permet ainsi de supprimer complètement le différentiel.
Dans les figs. de 15 à 19, on n'a représenté qu'une seule courroie pour la simplicité du dessin, mais il est bien entendu que les dispositions décrites s'appli- quent à l'emploi de courroies multiples.
En résumé, l'invention permet de réaliser un dispositif de transmission et de variations de vitesses d'encombrement minimum et permettant la transmission si- lencieuse de très grandes vitesses et de très grandes
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puissances avec un rendement très élevé.
REVENDICATIONS
1 - Dispositif de transmission et de variation de vitesses caractérisé par deux systèmes de flasques (9, 10) entraînés dans le même mouvement de rotation, chaque flasque (9) de l'un des systèmes étant opposé à un flasque (10) de l'autre système, ces deux flasques (9, 10) ménageant entre eux le logement d'une courroie (6),tous les flasques (9) de chaque système étant rendus solidaires les uns des autres par une liaison assurant le déplace- ment égal et simultané de tous ces flasques (9) par rap- port aux flasques (10) de l'autre système; ce mouvement relatif augmentant ou diminuant le diamètre primitif d'en- roulement des courroies, cette disposition réalisant d'ailleurs la transmission silencieuse de grandes puis- sances à des vitesses élevées.