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Appareil de changement de vitesse.
La présente invention concerne les appareils utilisés pour transformer la vitesse de rotation d'un arbre moteur en une vitesse différente appliquée à un organe entraîné.
Elle a pour but de procurer un appareil pouvant être utilisé comme réducteur de vitesse, ou comme multipli- cateur de vitesse ou employé dans un "changement de vitesse" susoeptible de réaliser plusieurs vitesses différentes, sans devoir recourir à des modifications de vitesse par engrena- ses, roues dentées ou pignons cônes comme c'est générale- ment le cas.
Dans ce but, l'appareil, objet de l'invention, est caractérisé par la disposition de galets qui peuvent
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se déplacer entre une came intérieure à une ou plusieurs bosses et une couronne extérieure à une ou plusieurs bosses également.
Dans la réalisation pratique de l'invention, la came intérieure est fixée par exemple sur un arbre moteur, tandis que la couronne extérieure est fixe et que les ga- lets sont montés sur un manchon calé sur un arbre à entrat- ner.
Il est possible de réaliser d'autres combinaisons telle par exemple celle dans laquelle la came intérieure est fixe, tandis que la couronne extérieure est fixée sur un arbre à entraîner et que le manchon portant les galets est calé sur un arbre de commande.
Plusieurs éléments comportant des galets, une came intérieure et une couronne extérieure peuvent être réunis en un seul appareil et combinés de telle sorte que cet appareil puisse être employé comme changement de vites- se, c'est-à-dire susceptible de transmettre sans réduction ou avec certaines réductions déterminées la vitesse de ro- tation d'un arbre moteur.
Les dessins ci-joints montrent quelques exemples d'appareils construits suivant l'invention.
La figure I représente schématiquement en coupe verticale pratiquée par un plan passant par l'axe, un appa- reil réducteur de vitesse.
La figure 2 est une coupe verticale pratiquée par le plan 11-11 de la figure I.
La figure 3 montre une vue analogue à la figure 2 dans le cas où la camé intérieure et la couronne exté- rieure présentent un nombre de bosses différent de celui des figures 1 et 2.
La figure 4 montre à plus grande échelle le mon- tage d'un galet de l'appareil.
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La figure 5 représente la position d'un galet dans sa position rapprochée de l'axe de l'appareil.
La figure 6 indique un galet dans sa position éloignée de l'axe de l'appareil.
La figure 7 montre une coupe verticale par l'axe au travers d'un changement de vitesse permettant de faire intervenir deux cames intérieures présentant un nombre de bosses différent.
La figure 8 est une vue schématique d'un appareil permettant de réaliser sept combinaisons possibles comme changement de vitesse.
Dans les figures 1 et 2, 1 désigne un arbre mo- teur par exemple portant à son extrémité une came intérieu- re 2 à une bosse. Cet arbre est porté par un flasque 3 fixé à un bâti 4 de forme cylindrique à l'intérieur duquel est fixée, dans le plan de la came 2, une couronne 5 présentant, dans le cas représenté, sept bosses. Un arbre 6 à entraîner est également supporté par un flasque 7 également fixé au bâti 4 et porte à son extrémité un manchon 8 sur lequel sont fixés, dans le cas représenté, seize axes autour des- quels oscillent seize chapes 10. Les extrémités de ces cha- pes sont reliées deux à deux à des axes 11 autour desquels tournent des galets 12.
Les centres d'oscillation des chapes sur les axes 11 portant les galets 12 sont choisis judiciesement pour ob- tenir un mouvement radial exact de l'axe du galet. Il est toutefois loisible d'employer une seule chape par galet.
Dans ce cas, le mouvement radial de l'axe du galet est trans- formé eh un déplacement suivant un arc de cercle, mais sans influence pratique sur le bon fonctionnement du changement de vitesse.
Des ressorts (non représentés) maintiennent en contact constant les galets contre le chemn de roulement
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(came intérieure ou couronne extérieure) qui présente le moins de bosses. Toute autre disposition des galets peut évidemment être adoptée.
Cet appareil construit fonctionne de la maniè- re suivante:
En supposant dans l'appareil, l'arbre 1 comme arbre de commande, la couronne extérieure 5 fixe et l'ar- bre 6 comme arbre entraîné, à chaque tour de la came in- térieure 2, les galets 12 font une oscillation radiale double. Le galet 13 par exemple (voir figure 2), sous la poussée de la came 2, roule dans le fond entre deux bos- ses consécutives 14 et 15 en entraînant le manchon 8 dans un mouvement circulaire. Ce manchon entraîne les autres galets fixés sur lui, dans le même mouvement, de telle sorte que le galet 12 par exemple qui se trouvait entre deux bosses consécutives est remonté sur l'une des bos- ses et prend la position en pointillé (figure 2). Ce ga- let 12 est devenu lui-même galet moteur.
En choisissant judicieusement le nombre de ga- lets, le mouvement circulaire du manchon 8 est rendu con- tinu.
Dans le cas représenté, lorsque la came inté- rieure 2 a fait un tour complet augmenté de la distance angulaire comprise entre deux bosses consécutives, soit dans le cas adopté 3600 + 360 , le galet 13, et soli-
7 dairement le manchon 8, ont parcouru la distance angulai- re entre deux bosses soit 360 .
Le rapport du changement
7 de vitesse est donc :
360 + 360 .7 ----------.--.-- = 8/1
360
7
D'une manière générale si n représente le nom-
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bre de bosses de la couronne extérieure en supposant la came intérieure à une bosse, le nombre de galets qui doit être employé pour rendre continu le mouvement de rotation de l'arbre entraîne est n + I ou n - 1
Suivant le choix des organes moteur, fixe et entraîne, il est possible d'obtenir de nombreuses combinai- sons du changement de vitesse sous forme de réduction de vitesse ou multiplication de vitesse.
La figure 3 montre par exemple une forme de réali- sation dans laquelle la came intérieure possède cinq bosses et la couronne extérieure une seule bosse. Dans ce cas, le nombre des galets employés est 5 + 1 = 6
Plusieurs appareils de ce genre peuvent être com- binés en un seul appareil pour obtenir suivant differentes combinaisons, tous les changements de vitesse désirables ainsi que l'inversement du mouvement circulaire.
La figure 7 montre un appareil de ce genre dans lequel 17 est par exemple un arbre moteur qui porte clave- té sur lui, mais pouvant toutefois se déplacer longitudi- nalement, un manchon 18 muni à son extrémité de deux cames 19 et 20 à plusieurs bosses. La came 19 possède par exem- ple trois bosses tandis que la came 20 possède cinq bosses.
Des galets 21 au nombre de quatre par exemple sont portés par des axes 22 fixés à un manchon 23 monté sur roulement à billes 24 et conformé de manière à former une chambre ou logement 25 pour permettre le déplacement longitudinal du manchon 18 portant les cames 19 et 20. Ce manchon 23 peut être rendu solidaire d'un arbre 26 par l'intermédiaire d'un embrayage 27 prévu à l'extrémité d'un fourreau 28 qui peut coulisser sur l'arbre 26.
Les galets 22 roulent sur un couronne extérieure 29 formée à l'intérieur d'un manchon 30 qui entoure l'arbre
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26 par l'intermédiaire d'une douille 31 et peut être rendu solidaire d'un bâti 32 par des broches 33 ou être éventuel.. lement rattaché à l'arbre 26 par un embrayage 34 prévu à l'extrémité d'un fourreau 35 claveté sur l'arbre 26 mais pouvant toutefois coulisser sur celui-ci.
Il est aisé de se rendre compte que les organes de cet appareil, came intérieure, couronne extérieure, man- chon porte-galets peuvent être éventuellement rendus fixes ou mobiles et, dans ce dernier cas, faire corps avec l'ar- bre moteur ou avec l'arbre entraîné. Il est possible ain- si de réaliser toute combinaison désirée pour obtenir l'une ou l'autre valeur de réduction ou de multiplication de la vitesse de l'arbre moteur.
Enfin, la figure 8 montre schématiquement un au- tre agencement d'organes comportant les éléments caracté- ristiques de l'invention et permettant de réaliser sept combinaisons différentes.
Dans cet exemple, 36 est l'arbre portant à son extrémité une came intérieure 37 à une bosse, tandis que 38 est l'arbre qui porte un manchon 39 à l'intérieur du- quel est fixée une couronne 40 à plusieurs bosses. L'arbre 38 tourne dans un flasque 41 et peut être rendu solidaire par un verrou 42. sur l'arbre 36 est disposé un manchon 43 qui fait corps avec un plateau 44 qui porte les axes des galets 45 disposés entre la came intérieure 37 et la couronne ex- térieure 40. L'arbre 36 et le manchon 43 traversent un flasque 46. Ils peuvent être rendus fixes par des verrous 47 et 48.
L'appareil ainsi construit peut réaliser les com- binaisons et les changements de vitesse suivants :
1ère combinaison.: La came 37 est commandante, le verrou 47 étant
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retiré. La couronne extérieure 40 est fixée par le verrou 42, le manchon 43 est commandé, le verrou 48 étant retiré.
Dans ce cas, si la couronne extérieure 40 présen- te 9 bosses par exemple, le rapport du changement de vitesse est :
EMI7.1
et le mouvement circulaire est de même sens. Il y a réduc- tion de vitesse.
2ème combinaison.: ----------------
La came 37 est commandante, le verrou 47 étant retiré. La couronne extérieure 40 est commandée, le verrou 42 étant retiré. Le manchon 44 est fixé par le verrou 48.
Dans ce cas, le rapport du changement de vitesse est :
EMI7.2
Semé combinaison.:
La couronne extérieure 40 est commandante, le verrou 42 étant retiré. La came intérieure 37 est fixée par le verrou 47 engagé dans l'arbre 36. Le manchon 44 est commandé, le verrou 48 étant retiré. Le rapport du change- ment de vitesse est alors :
EMI7.3
Le mouvement circulaire est de même sens et il y a réduction de vitesse.
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4ème combinaison.:
La couronne extérieure 40 est commandante,.le verrou 42 étant retiré. Le manchon 44 est fixé par le ver- rou 48 et la came intérieure est commandée, le verrou 47 étant retiré. Dans ces conditions, le rapport du changement de vitesse est :
EMI8.1
Le mouvement circulaire est de même sens et il y a multiplication de vitesse.
5ème combinaison.:
Le manchon 44 est commandant, le verrou 48 étant retiré. La came intérieure 37 est fixée par le verrou 47 tandis que la couronne extérieure 40 est commandée, le ver- rou 42 étant retiré.
Le rapport du changement de vitesse est alors :
EMI8.2
Le mouvement circulaire est de même sens et il yy a réduction de vitesse.
6ème combinaison.:
Le manchon 44 est commandant, le verrou 48 étant retiré. La couronne extérieure 40 est fixée par le verrou 42 et la came intérieure 37 est commandée, le verrou 47 étant retiré.
Le rapport du changement de vitesse possède dans ces conditions la valeur :
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EMI9.1
Le mouvement est de même sens et il y a multiplication de vitesse.
7ème combinaison.: ----------------
Elle réside dans la solidarisation des pièces 37, 44 et 40, les verrous 42,47 et 48 étant retirés. La vitesse de rotation communiquée à l'arbre 36 par exemple est transmise directement à l'arbre 38.
Un mode de solidarisation des pièces 37,44 et 40 réside par exemple dans l'établissement d'un tenon 49 sur la came intérieure 37. Lorsque cette came est retirée de manière à venir se placer entre le manchon 44, le tenon 49 vient se placer contre l'un des galets 45 et dans le plan de ceux-ci et sert d'organe entraîneur de l'ensemble de l'appareil.