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Mémoire descriptif déposa à l'appui d'une demande de brevet d'invention
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PERFECTIONNE. ±QiiTl T7X ::C-n,3IS DE 0' GEI X"T 0 rI 1?Eo 1
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Cette invention est relative à, des erfect1nnae- mellts aux méc'1nisto.ef: de ch'3.n("ement de vitesse 3pic:rr;lj .ues , pignons éonfques, du ge re éompre,>3,it deux nues dentées coniques et deux ou olus da deux oieaons 4picyclf u.5s co-
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ninues .
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Divers efforts ont déji été tentés en vue d's- tablir un mécanisme réducteur du genre ci-dessus :'ui cer- mette d'obtenir dec rapports de réduction élevés . P-'r exemnlet dans le brevet nl is ? ':?5.4pI, on a décrit
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un mécanisme comprenant une botte dans laquelle sont mon- tées de façon qu'elles puissent tourner deux roues den- tées coniques doubles dont chacune engrène avec un pignon conique et dont chacune est destinée à actionner une reue dentée conique épicyclique portée par l'arbre commandé, les deux pignons coniques étant fixés au même arbre et étant destinés faire tourner les roues dentées coniques doubles dans des sens opposés et à des vitesses différen- tes .
De même, dans le brevet anglais N 342.793 on a décrit un mécanisme analogue au précédent mais dans le- quel les roues dentées coniques doubles peuvent tourner l'une par rapport à l'autre, des moyens étant prévus pour régir' les vitesses de rotation relatives .
Dans les mécanismes de, ce genre, la réduction la plus petite qu'on peut obtenir est de l'ordre de 4 - I et, pour obtenir des rapports encore plus élevés, il é- tait nécessaire d'utiliser un ensemble à arbre intermé- diaire .
L'objet de l'invention est d'établir un mécanis- me relativement simple et très efficace qui donne des va- riations de vitesse d'un degré infini, savoir une réduc- tion allant de I : I à zéro, une vitesse multipliée ou une marche arrière .
On a découvert - et c'est en ceci que réside l'invention - que si un pignon conique épicyclique engre- riant avec deux roues coniques'est monté fou sur un arbre tournant autour du même axe que les roues coniques, et si une de celles-ci reoit un mouvement de rotation au dou-
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ble de la vitesse de l'arbre -autour de leur axe commun, 'les mouvements relatifs de.cette roue et du pignon sont ennuies sur l'autre roue, de sorte que celle-ci ne re- çoit aucun mouvement, pour des couples d'effort moteur et de résistance égaux . Ainsi, pour communiquer un mouve- ment à la roue commandée, il suffit d'effectuer un chan- gement dans les vitesses de rotation relatives de la roue et de l'arbre autour de leur axe commun .
Par conséquent, la présente invention consiste en un mécasnisme épicyclique à roues coniques dans lequel l'arbre ou les arbres du ou des pignons et de la reue mo- trice sont destinés à être mis en rotation autour d'un axe commun à la même vitesse ou à des vitesses différentes pour assurer.des variations de vitesse allant de I à I à l'infini ou à zéro et à la marche arrière, eu égard l'arbre moteur .
L'invention comprend en outre un dispositif per- mettant d'obtenir une rotetion relative de la roue mo- trice et de l'arbre ou des arbres du ou des pignons au- tour de leur axe commun pour obtenir le résultat désiré .
Plus particulièrement, l'invention consiste en un mécanisme à vitesse variable comprenant deux roues co- niques disposées suivant le même axe avec un ou plusieurs pignons coniques coopérants dont le ou les arbres sont radiaux par rapport à l'arbre moteur et agencés pour tour- ner avec lui, une desdites roues coniques recevant une rotation à la même vitesse que l'arbre ou à une vitesse différente de l'arbre, de telle sorte, que l'autre roue conique reçoit un mouvement qui peut être réglé à la même
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vitesse que l'organe moteur ou à une vitesse réduite par rapport à cet organe, ou qui peut être nul ou même de sens inverse .
Chaque pignon peut être monté sur un tou- rillon de l'arbre moteur ou @ur- une broche s'étendant ra- dialement par rapport à l'arbre moteur et portée par une douille calée sur cet arbre .
L'arbre moteur traverse le moyeu de la roue co- nique motrice, et µ. cet arbre est fixé un dispositif per- mettant d'actionner ladite roue par l'intermédiaire d'un dispositif à vitesse variable qui est tel que la roue motrice peut tourner à la même vitesse que l'arbre ou à une vitesse différente, des roulements ou organes sna- logues étant disposés entre l'arbre et la roue .
Le dispositif à vitesse variable servest à actionner la roue motrice peut comprendre un élément soli- daire de l'arbre moteur et relié, par l'intermédiaire d'un accouplement différentiel de construction connue, tel qu'un joint universel, à un élément annulaire dépla- çble qui tourne autour de son axe propre, et non excen- triquement, et qui est muni de moyens permettant de le relier à la roue motrice .
L'élément déplaçable est des- tiné à Être déplacé radialement par rapport à l'arbre moteur, et les moyens qui le relient à la roue sont tels que, alorsque cet élément tourne autour d'un axe qui ne coïncide pas avec. l'axe de l'arbre moteur, la liaison n'est établie qu'au point où la roue et l'élément sont la roue le plus rapprochés l'un de l'autre,/étant ainsi actionnée une vitesse d'autant plus grande, par rapport à celle de l'arbre moteur, que les deux pièces ont été plus rap- prochées l'une de l'autre .
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Pour mieux faire comprendre l'invention et fa- ciliter sa mise en pratique, on en décrira ci-anrès plus en détail certains modes de réalisation en se référant aux dessins annexés, étant bien entendu que ces dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemples et ne limitent pas l'invention .
Sur ces dessins : Le fig. I est une coupe verticale axiale d'un mécenisme de changement de vitesse suivant l'invention .
La fig. 2 est une coupe par la ligne II-II, en regardant dans le sens des flèches .
La fig. 3 est une couue verticale'axiale d'une sutre cons- truction de mécanisme de changement de vitesse .
Le fig. 4 représente une variante de la fig.
@ La fig. 5 représente un autre mode de réalisation du mé- cahisme .
Dans les figs. I et 2, le mécanisme @@icyclique comprend une roue dentée conique commandée I désposée suivant le même axe qu'une roue dentée conique motrice 2 tournant folle sur l'erbre moteur 3 . A l'extrémité de l'arbre moteur, et entre la roue dentée commandée 2 et la roue dentée coni ue commandée I, est fixée une douille 4 munie de broches radiales 5 sur lesquelles sont montés fous des pignons coniques doubles 6 engrenant ovec les susdites roues dertées coniques .
La roue dentée conique motrice 2 est munje d'un moyeu 7 sur 1@ périphérie duquel est calé un élément aunu- laire de section en U 8 dans lequel est monté un @enne@u denté 9 qui est susceptible d'effectuer un mouvement angu-
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l&ire limita et qui est sollicité dans un des sens par un ressort 10, fixa en II à l'élément 8 et en 12 l'en- :.eau 9 . Une série d'éléments 13, munis de dents 14 en- grenant avec l'anneau denté 9, sont montés fous sur des arbres 15 supportés par les joues de l'élément 8 .
Sur les extrémités opposées des éléments 13 pivotent des é- léments 16 destinés à reposer contre la périphérie in- terne d'un anneau 17 qui peut présenter une denture 18 dans laquelle peuvent s'engager des cliquets à ressort 19 montés sur les éléments 16 .
L'anneau 17 est porté par les brides - tournées l'une vers l'autre - de deux anneaux 20, 21, qui sont montés de façon à pouvoir tourner dans la cage 22, elle- même montée pour osciller sur un arbre 23 supporté pr l'enveloppe externe 24. En un point opposé à l'arbre 23 , la cage 22 est munie d'un prolongement 25 percé d'un trou destiné à recevoir un organe permettant de faire osciller la case utour ae son arbre 23, dans un but qu'on verra plus loin, à l'aide d'un volant à main 27.
Un disque 28 calé sur l'arbre moteur 3 est mu- ni de doigts 29 coulissant dans des fentes radiales d'une bride 30 portée par un élément 31 fixé à l'élément 21.
Le disque 28 fixé à l'arbre 3, tourne avec lui, et les doigts 29 transmettent le mouvement à l'élément 31, ce qui fait tourner les éléments 20, 21 .et l'anneau 17 . En raison de l'assemblage à doigts et fentes, les éléments 17, 20, 21 tournent toujours autour de leur axe propre, et non excentriquement, quel que soit le déplacement de la cage 22 . '
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Lorsque l'anneau 17 tourne autour d'un axe com- mun qui coïncide avec celui de l'arbre 3, tous les élé- ments 16 entrent en prise avec la périphérie interne de l'anneau, comme on le voit dans la fig. 3, mais lorsqu'on déplace la cage 22, l'anneau 17 se rapproche en ueloue point de l'anneau 9, et l'élément le plus rapproché de ce point transmet la commande .
A mesure que le mouvement s'effectue, l'élément en question est mis en rotation autour de son arbre 15, de telle sorte que ses dents 14 font tourner l'anneau 9 en surmontant l'action du ressort 10 et que, par suite, tous les éléments 13 tournent ou même angle, ce qui a pour effet d'amener les autres élé- ments 16 hors de contact de l'anneau 17 . La force cen- trifuge sollicite les éléments 16 vers l'extérieur, mais ils sont empêchés d'effectuer ce mouvement en raison de la disposition des dents des éléments 13 . Toutefois, cet- te force peut être utilisée pour obliger l'élément le plus proche 16 à entrer en prise avec l'anneau 17, auquel cas les dents 18 et les cliquets 19 peuvent être soit sup- primés, soit conservés .
Plus l'anne@u 17 se rapproche de l'anneau 9 et plus celui-ci tourne rapidement par rap- port à l'organe moteur et, par conséquent, plus la vites- se de la roue dentée 2 est supérieure à celle de l'arbre moteur 3 .
Si l'arbre 3 tourne à la même vitesse que la roue dentée 2, l'engrenage épicyclique , roue conique tournera comme en prise directe et transmettra la commen- de ovec le rapport I:I . Si la roue dentée ? tourne plus vite que l'arbre 3, la roue dentée 1 tournera à une vites-
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se moindre en raison du mouvement entre l'engrenage éci- cyclique et la roue dentée 2-, et cette vitesse diminuera progressivement, à mesure que la vitesse de la roue den- tée augmente, jusqu'à ce que celle-ci tourne deux fois plus vite que l'arbre 3, la roue ::¯entée I ne recevant #lors aucun mouvement .
Si la vitesse de rotation de la roue 2 continue à augmenter par rapport à l'arbre, la roue I tournera en sens inverse .
On décrira maintenant un autre mode de réalisa- tion de l'invention en se référant à la fig. 3 dans la- quelle les pièces identiques ont été désignées par les mêmes nombres . La différence principale entre cette cons- truction et la précédente réside dans le fait que l'ac- couplement universel comprenant les pièces 28-31 est sup- primé . La c- e 22 et les pièces qu'elle contient sont montées comme précéd@mment décrit, excepté que l'élément 8 est maintenent fixé rigidement à l'arbre 3 et oue l'é- lément 20 est muni de dents 32 engrenant avec les dents ±µ du pignon double 34,
dont la seconde denture 35 engrè- ne avec les dents 36 d'une roue dentée 37 sur le moyeu de laquelle est montée une roue dentée conique 38 (cor- respondant à la roue 3) . Des roulements 39 ou organes analogues sont placés entre le pignon 54 et l'arbre 23 et entre la roue 37 et l'arbre 3 . Comme le pignon 34 est dis- posé suivant le même axe que l'arbre 23, les dents 32 en- grènent avec les dents 33 quel que soit le déplacement de le cage 22 et, comme précédemment, l'anneau 17 ne tourne pas excentriquement. La force motrice est transmise de l'arbre 3 par l'intermédiaire de 8, 13 et 16 à l'enneu 17,
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et de delui-ci, par 30, 34, 37, à la roue dentée 38 .
Le rapport des engrenages est tel que la roue 38 tourne nor- malement plus vite que l'organe moteur, ses diminutions
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de vitesse étant déterminées par le d.jpb.'1ement de la cage . Au lieu des pignons doubles 6, on peut utiliser des pignons simples 3a' dans le système épicyclique .
La fig. 4 représente la variante susmentionnée de l'anneau 17 et des éléments 16 dans laquelle les dents
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1,9 et les cliquets 19 sont les pièces tl;'nt représentées dans la position qu'elles occupent lorsque
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1" cage ?, a été dépecée coe précédemment décrit . Dans un '1utre aloude de réalisation du m-'CJl1iSiTe, pour régir la vitesse de rotation de la roue dentée
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(ou 38), les dents de Il nneau 9 sont taillées reot3nu- lairement (fig. 5) .
Un ou (de préférence) deux éléments sollicités par un ressort et constitués par des dents
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coulissantes 40 sont portés par une série de coul9sseux 41 (par exemple au nombre de huit) destinés à etrp. guides par un élément à rebord fi correspondant à l'élément '1 et à se mouvoir radi''''lem811t par rapport .', cet élément, dont le rebord remplace en réalité l'anne.u 17. Les élé- ments 40, dont le mouvement de sortie est limité, sont
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logés de telle sorte que le base des oouli'seaux .1,]' neut entrer en nrise avec les parties externes des dents de l'anneau 9, alors -jue les dents 40 s'en#agent dms les creusures séparant ces dents .
Chaque coulisse9u est mu- ni d'une goupille 43 en'=!3sée dons une fente 43 d'un ;r.i,z- ne annulaire 44 disoosé à l'intérieur de l'élécient à re- bord 50, les fentes 43 étant inclinées, n-r exemnle de 4J
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par rapport aux rayons et la disposition étant telle que, lorsqu'on déplace la cage 22, le contact des dents de l'anneau 9 avec le coulisseau 41 le.plus proche du point de distance minimum fit mouvoir ce coulisseau rdile- ment vers l'extérieurL'action de la goupille 42 de ce coulisseau sur les parois de la fente 43 a pour effet de faire zourner l'organe annulaire 44 et, par l'intermédiai- re des autres fentes 43 et goupilles 42, cette rotation ce l'organe annulaire a pour effet que les autres.coulis- seaux 41 se meuvent vers l'extérieur,
de sorte que leurs dents 4C se dégagent de la denture de 1'anneau 9 . Cette disposition fonctionne exactement comme l'une quelconque de celles déjà décrites .
Le dispositif reliant l'anneau 9 et l'anneau 17 entre eux peut v?rier de nombreuses façons . Par exemple, les éléments 13 peuvent affecter la forme de leviers cou- dés qui pivotent sur l'élément 8 à la jonction de leurs deux bras .
Des paliers et roulements convenables seront prévus aux endroits voulus dans toutes les parties du mé- canisme.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réa- lisation décrits et représentés, et ceux-ci peuvent rece- voir diverses modifications de détail sans s'écarter de l'esprit de l'invention . Par exemple, on peut n'utiliser qu'un seul pignon conique ou en utiliser plus de deux ou utiliser tout nombre convenable d'éléments de liaison .