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PEi3FECTIONNEN2S AUX TRANSMISSIONS A VITESSE VARIABLE.
L'invention est relative aux mécanismes à vitesse variable pour la transmission de puissance, et elle a pour objet de procurer des moyens simples et efficaces pour modi- fier le rapport de vitesse entre les organes de commande et commandé dans un système de transmission de!puissance.
Dans des méoanismes de types existants comprenant un organe de commande, un organe commandé et un organe dit organe intermédiaire ou troisième organe il était de ooutume soit d'agencer l'organe intermédiaire ou troisième organe (ci-après dénommé organe intermédiaire pour la facilité) en position fixe par rapport au carter du mécanisme, ou bien de permettre la rotation de l'organe intermédiaire à une vites- se dans un rapport fixe avec la source de puissance, en pro- curant ainsi un rapport fixe des vitesses entre les organes de commande et commandé*
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En arrêtant, ou en exerçant une aotion retardatri- ce sur l'organe intermédiaire, on a obtenu un rapport de vi- tesse variable, etdans oe but on/fait usage d'un frein, ou quelquefois,
d'un embrayage à glissement pour arrêter ou re- tarder la rotation de l'organe intermédiaire, grâce à quoi le rapport de vitesse entre les organes de commande et comman dé se trouvait modifié dans certaines limites,
Dans certains cas, l'aotion de freinage exercée sur l'organe intermédiaire était telle qu'elle permettait l'arrêt complet de la rotation de cet organe, tandis que dans d'au- tres cas l'organe intermédiaire se trouvait agenoé de manière que sa vitesse de rotation puisse âtre adaptée à celle de l' organe de commande, les deux éléments étant accouplés par des moyens tels qu'un dispositif d'embrayage.
La présente invention vise par oonséquent les méoa- nismes à vitesse variable du type comprenant un organe inter- médiaire, et des moyens pour appliquer au dit organe intermé- diaire une action ou une force de contrôle dans le but de mo- difier le rapport des vitesses entre les organes de oommande et commandé.
Conformément à l'invention, on prévoit un mécanis- me à vitesse variable du type décrit dans lequel l'organe in- termédiaire est influence par une force hydraulique appliquée à rencontre de l'effort d'entraînement, l'agencement étant tel que l'effort transmis à l'organe commandé est proportion- nel à l'effort exercé par l'organe de commande, tandis que la vitesse de l'organe commandé varie aveo la vitesse de l'or- gane intermédiaire.
L'invention admet une variété de réalisations, par exemple on peut avoir recours à un simple système épioyole oomportant tout nombre approprié de pignons planétaires pour- vu qu'ils soient libres de tourner sur des axes assujettis à des bras, montés concentriquement a un engrenage/central, constant avec cet engrenage. les dits planétaires se trouvant' en engrènement @ central ainsi qu'avec une roue à engrènement interne qui peut également ê-
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tre montée concentrique à l'engrenage central.
L'effort de commande peut être appliqué soit aux pi- gnons planétaires, à l'engrenage centrale ou à la roue à engrè- nement interne suivant les commodités, l'un ou l'autre des au- tres éléments constituant 1=organe intermédiaire qui est pro- pre à être contrôla grâce quoi il peut contrôle la réao- tion sur le couple de la roue ou organe de commande.
Grâce à ce moyen, le rapport des vitesses entre les roues de commande et commandée variera conformément à la vi- tesse et, ou, à la direction de la roue ou organe intermédiai- re.
La contrôle de l'organe intermédiaire tournant peut être assuré à l'aide d'un jet d'huile ou d'un autre liquide dirigé sur des palettes ou lames montées à la périphérie d'une roue, en sollicitant ainsi la roue à tourner autour de son axe, cette roue étant fixée à ou formant corps avec la roue intermédiaire, en tendant ainsi à faire tourner l'organe inter- médiaire autour de son axe, la grandeur de l'effort appliqué étant contrôle en réglant le jet d'huile ou autre liquide.
En supposant que dans le mécanisme épioyola décrit plus haut, les pignons planétaires soient entraînés autour de l'engrenage central, en sens inverse du sens des aiguilles d' une montre, par la rotation d'un moteur ou d'une autre source de puissance, et que l'engrenage central soit monté sur un axe afin de constituer ltorgane commandé ou chargée un jet d'huile dirigé sur les palettes de la roue et tendant à entraîner la roue à engrènement interne formant l'organe intermédiaire dans le sens des aiguilles d'une montre, à lopposé du couple d'en trainement, tendra à entraîner l'engrenage central dans le sens inverse du sens des aiguilles d'une montre et à une vites se inversement proportionnelle à sa résistance au mouvement.
Plus grande est la résistance de l'engrenage centrale plus grande sera la résistance opposée au jet d'huile par les palet tes fixées à la roue à engrènement interne du fait qu'elles
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peuvent être obligées à tourner à ltenoontre de ce jet, et par conséquent plus grand sera le couple dans la roue à engrè- nement interne réagissant au couple du moteur ou autre source de puissance, de sorte que le couple et le mouvement de la roue intermédiaire à l'enoontre du couple du moteur,sent auto- matiquement contrôlés par la résistance de la roue reliée à la charge et directement contrôlés par le jet.
En conséquence, comme les vitesses des organes intermédiaire et commandé, dans des directions opposées, sont inversement proportionnel- les au couple, la vitesse de l'organe commandé variera par rap port à la vitesse de l'organe de commande.
A titre d'exemple, deux modes dtexéoution de ltobjet de l'invention ont été représentés aux dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 est une vue en élévation et coupe d'une forme d'exécution de mécanisme à vitesse variable ;
Fig. 2 est une vue en coupe, obtenue suivant la ligne A-B de la fige 1 en regardant dans la direction des flèches; Fige 3 est une vue en élévation de la fige 2;
Fige 4 est une vue en élévation et coupe d'une cons- truotion modifiée de mécanisme à vitesse variable ;
Fig. 5 est une coupe, obtenue suivant C-D de la fige 4 en regardant dans la direction des flèches;
Fig. 6 est une vue montrant une portion de la vue développée d'une coupe pratiquée suivant la ligne E-F de la fige 4.
En se référant aux figs 1 à 3 des dessins, l'appareil comprend une enveloppe ou carter en deux pièces, 2, muni de rebords et assemblé à l'aide des boulons 3a.
Dans la moitié de gauche du carter 2, on a monté l' arbre de commande 3 qui est supporté dans des paliers à billes et à rouleaux, 4 et 5 respeotivement. Ces paliers sont espacés entre eux et maintenus par un épaulement 6., la pièoe d'écarte- mant 7 et la bague 8,, laquelle est vissée dans le prolongement 9 du carter et assujettie par une vis pointeau 10.
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Un joint ou garniture 11 et un éorou de joint 12 sont égale- ment prévus pour assurer un joint étanche entre l'arbre 3 et le oarter.
On monte,d'une manière analogue, l'arbre commandé 13 dans des paliers à billes et à rouleaux désignés respeoti- vement par 4 et 5, assujettis par un épaulement 14, une pièce d'écartement 15 et une bague 16 vissée dans le prolongement 17 du carter. Un éorou de joint 18 et une garniture 19, ahalo- gues, sont prévus pour assurer un joint étanohe entre l'arbre oommandé 13 et la oarter.
L'arbre de commande 3 porte une étoile à quatre branches, 20, pourvue de ohevilles saillantes 21 destinées à servir de pivots pour quatre pignons planétaires 22, lesquels engrènent avec un engrenage oentral 23 calé sur l'arbre oom- mandé 13. Marbre de commande 3 est rainuré (ainsi qu'il est montré en traits interrompus à la fig.
2 et indiqué par la ré férence 24) afin de coopérer aveo des rainures analogues for- mées dans l'étoile 20, et un éorou 25 bloque l'étoile 20 en place contre l'épaulement 26 de l'arbre de commande, L'extrémité interne de l'arbre de commande est ré- duite en diamètre, comme en 27, et est tourillonnée dans l' arbre commandé 13 lequel est'pourvu d'une busulure ou coussi- net 28.
Un anneau 30 intérieurement denté, en engrènement aveo les pignons planétaires,est porté par une roue 31 montée, aveo les coussinets à billes 32,sur le prolongement, tourné vers l'intérieur, 33, du carter 2, cette roue constituant l'organe -intermédiaire-. La périphérie de cette roue est pour- vue d'une série de ooupelles 34 contre lesquelles un jet de liquide est conditionné pour venir frapper. Dans oe but on agence dans une ouverture 35 du carter un ajutage 36 auquel du liquide est fourni sous pression par le conduit 37.
L'alimentation de liquide peut être prélevée à tou- tes source convenable, telle une pompe actionnée par la maobi- ne motrice.
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Les caractéristiques du jet liquide peuvent être réglées à 1'aide de la soupape à pointeau 38 et du volant 39, ou tous autres moyens. Une évacuation 40 est prévue dans le fond du carter pour l'éohappement du liquide, lequel peut ê- tre ramené à la pompe ou au réservoir d'emmagasinement pour son remploi.
En fonctionnement, en supposant que l'arbre de oom mande 3, observé de la gauche, est entraîné en rotation par le moteur dans le sens des aiguilles d'une montre, les pi- gnons planétaires 22 se déplaoeront autour de l'engrenage oen tral 23 qui, en raison de la charge supportée par l'arbre commandé, résiste au mouvement. Il s'ensuit que les pignons planétaires seront entrainés en rotation autour de leurs pi- vots respectifs 21 et tendront à entraîner la roue 31 égale- ment dans le sans des aiguilles d'une montre, mais à une vi- tesse plus élevée.
En effet, deux forces agissant sur la roue 31, tout d'abord le couple de oommande concurremment à la ré- sistanoe au mouvement de l'engrenage central 23, qui tend µ entraîner la roue 31 dans le sens des aiguilles d'une montre, et en second lieu la force exercée sur cette roue par le jet de liquide et qui tend à l'entraîner en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre.
La direction ainsi que la vitesse de rotation résul- tantes dépendant de cas deux forces. La vitesse de l'engrena- ge central 23 dépend de la direction et de la vitesse de rota- tion de la roue 31 et ne dépend pas de la vitesse de l'arbre commandé 3, en proourant de ce fait un rapport de transmission variable entre les organes de commando et oommandé.
Une variante d'exécution de l'invention est repré- sentée aux figures 4 à 6, suivant lesquelles la réaotion de l' organe intermédiaire au couple de 1'organe de commande est oon frôlée par l'emploi d'un accouplement hydraulique. Un élément
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de 14aooouplement hydraulique est porté 2ar .isorgane intermé- diaire, tandis que l'autre élément est porté soit par la bâti
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du cartes du Mécanisme, ou par la volant ou un organe analo- gue du moteur;
ou bien encore la dit autre élément de l'accou- plement hydraulique peut être entrainé par des moyens appro- priés) soit dans le même sens soit en sans opposé de celui de rotation du moteur* Dans chacun des cas énumérés, l'accouple- ment hydraulique sert au marne but et a le même effet que le jet de fluide décrit en se référant aux figures 1 à 3.
L'agencement de l'accouplement hydraulique peut ê- tre de tout type oonnu approprié, comme celui comprenant l'em- ploi de roues à palettes primaire et secondaire, dont tout nombre convenable peut être prévu avec ou sans vannes de dé- charge pour régler les forces agissant dans l'accouplement et avec des ailettes ou palettes ou bien fixes ou bien mobiles.
Un exemple de ce type de mécanisme est décrit dans le brevet anglais 1163/1877.
Dans la réalisation suivant les figures 4 à 6, le dispositif comprend un carter 51 formé de deux pièces réunies par des boulons 52 et renfermant le mécanisme de transmission qui fonctionne- submergé ou noyé dans du liquida, de préférence de l'huile lubrifiante. L'arbre de commande 53 est tourillonné dans la moitié de gauche du carter, par l'intermédiaire de coussinets à billes et à rouleaux, respectivement désignés par 54 et 55, et porte un engrenage central de commande 56 atta- quant quatre pignons fous ou planétaires 57 montés sur des a- xes 58 en saillie sur une étoile fixe 59. Cette dernière compor- te un prolongement 60, claveté, comme en 61, dans le carter 51 de façon à ne pouvoir tourner.
La surface interne du prolonge- ment 60 sert de logement aux coussinets à billes et à rouleaux 54 et 55 qui sont maintenus en place par l'épaulement 62. la pièce d'écartement 63 et la bague 64 vissée dans le prolonge- ment 60. Un organe de joint 65 et une garniture 66 assurent un joint étancha entre l'arbre et le carter.
D'une manière analo- gue l'arbre oommandé 70 est tourilloné dans des coussinets à billes et à rouleaux 71 et 72 montés dans un logement 73 olave-
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té, comme en 74, au carter 51, les ooussinets étant mainte- nus en place par l'intermédiaire de l'épaulement 75, de la pièce d'écartement 76 et de la bague 77 vissée dans le loge- ment 73. Un organe 78 et une garniture 79 assurent l'étanché- ité entre l'arbre commandé et le oarter.
L'arbre commandé porte un engrenage central 80 en engrènement aveo quatre pignons planétaires 81 portés par les axes 82 sur une étoile 83. l'étoile 83 est montée fixe sur l' arbre de oommande 53 qui comprend-une partie 85 de diamètre réduit, laquelle est tourillonnée dans une busulure ou coussi- net 86 creusé dans l'arbre commandé 70, Un éorou 87 assujet- tit l'étoile 83 en place sur 1'arbre oommandé.
Une roue à ailettes primaire 90, pourvue d'un an- neau 91 denté sur sa face intérieure, est montée dans des pa- liers à billes 92 portés par le prolongement 60. D'une maniè- re analogue une roue à ailettes secondaire 93 est montée dans des paliers à billes 94 du logement 73 et oomporte un anneau 95 denté sur sa face interne les anneaux 91 et 95 sont respectivement en engrène ment avec les pignons planétaires 57 et 81. ]Les roues à ailet- tes primaire et secondaire, 90 et 93, sont pourvues d'un oer- tain nombre d'ailettas 96 disposées à leurs périphéries. les ailettes 96 sont inclinées ainsi qu'il est représenté dans le développement de la coupe pratiquée suivant la ligne B-F de la figure 4 (fig. 6).
La construction est telle que l'on ob- tient un certain nombre de cellules 97, dont les ouvertures se font face. Des bouchons 98 et 99 servent respectivement d'entrée et de sortie au carter, le carter pouvant ainsi être rempli ou vidangé de liquide.
En fonctionnement, en supposant que 1'arbre de oom- mande 53 soit,observé de la gauche, entrainé en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, les pignons fous ou plané taires 57 seront entraînés en sens inverse de celui des aiguil les d'une montre, en communiquant une rotation analogue à la
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roue à palettes primaire 90.
La vitesse de rotation de cette roue à palettes primaire sera direotement proportionnelle à la vitesse de l'arbre de commande. les pignons planétaires 81 se déplaoeront autour de la roue d'engrenage oentral 80 dans le sens des aiguilles d'une montre, en supposant que la ohar- ge de l'arbre commandé oblige l'engrenage central 80 à résis- ter à la rotation* Dans leur déplaoement autour de l'engre- nage centrale les pignons planétaires 81 seront eux-mêmes entraînés en rotation autour de leurs pivots respectifs dans le sens des aiguilles d'une montre, aveo ce résultat qu'une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre sera oommu- niquée à la roue à ailettes secondaire 93.
comme toutefois l'ensemble de l'élément est noyé dans le liquide il en résul- te deux forces agissant dans des directions opposées sur la roue à ailettes secondaire 93 lorsqu'un effort est appliqué à l'arbre de commande 53. Une des forces résulte de la résis- tanoe au mouvement de la roue d'engrenage central commandée 80 concurremment à l'effort d'entraînement de l'arbre 53 transmis par l'intermédiaire de l'étoile 83 et des pignons planétaires 81, tandis que la seconde force est due à l'accou- plement hydraulique entre les roues à ailettes primaire et seoondaire, L'action de ce type d'accouplement est en lui- même bien connu et ne doit pas être plus complètement décrit.
La direction et la vitesse de rotation résultantes de la roue à ailettes 93 dépend de ces deux forces. La vitesse de l'en- grenage central 80 dépend de la direction et de la vitesse de rotation de la roue à ailettes 93 et ne dépend pas de la vitesse de l'arbre de commande 53. En conséquence on obtient un rapport de transmission variable entre les organes de com- mande et commandé*
Il va de soi que tout autre type d'accouplement hydraulique pourrait être employé pour réaliser le même but.