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Dispositif de ahsngement de vitesse.
Le présente invention concerne un nouveau dispositif de changement de vitesse, susceptible d'être employé, d'une manière gêne raie, dans tous les @as où. un changement de vitesse est requis, soit, par exemple, dans les machines-outils, dans les véhicules automobiles, dans les appareils de levage,et,-,.
L'appareil présente, entre autres, comme caractéristique essentielle, l'avantage de pouvoir 'être employé et comme réducteur de vitesse et comme changeaient de vitesse.
D'autre part, l'agencement mécanique est tel que.l'arbre @ommandant tourne à une vitesse constante, tandis que l'arbre @ommande est susseptible de prendre toutes les vitesses comprises encre zéro et une vitesse maximum prédéterminée.
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A titre d'exemple de l'utilité et de l'imporlu-eiie de lfsppli3stion d'un tel dispositif, par exemple en construction automobile, il suffit de renseigner que le démarrage semit dans 3e cas extrêmement facile et effectué à l'iaterven- tion d'un simple levier qui fait varier la vitesse depuis zéro jusque la vitesse correspondant à la vitesse directe,
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le levier, en fin de -.^.ourse, pouvant accoupler àiré2tement le moteur à l'arbre commandé. On peut également réaliser une telle application de l'appareil de changement de vitesse sur un véhicule automobile, de telle manière que le premier fonction-
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ne automatiquement, n'est-à-dire sans intermédiaire de levier et au prorata de la charge.
Le dispositif suivant l'invention se caractérise prin@ipa-
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lement en ne que l'axe de commande, préférablf-ment à vitesse constante, transmet son mouvement, d'une part,à une transmission différentielle du type aonnu, reliée à l'axe so'n'asndé et, d'autre part, à un tambour à l'intérieur duquel est dispose un sxe auxiliaire, qui peut être excentré par rapport au dit tamcour, auquel il est relié par des bielles articulées et des embrayages à sens unique, de telle manière qu'on obtient la rotation continue à vitesse variable de ^et axe auxiliaire, ladite rotation étant communiquée au troisième élément du différen- tiel cité.
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Le rapport des vitesses entre l'arbre de 30m::18n.de et l'arbre commandé varie proportionnellement à l'excentricité de l'axe auxiliaire. cette excentricité peut être contrôlée à la main ou, d'une manière automatique en fonction de la charge imposée au mécanisme.
L'invention prévoit des moyens spéciaux pour réaliser cet-
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te aubompbieibé et notamment elle préconise l'utilisation de ressorts ou d'amortisseurs, qui limitent et déterminent la déviation de l'axe auxiliaire relativement au tambour.
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Une importante caractéristique est également celle relative aux embrayages à sens unique, signalés ci-dessus. En effet, selon l' invention, chacun de ces embrayages comporte deux chemins de roulement circulaires centrés, entre lesquels sont disposés des rouleaux à profil spécial, qui solidarisent ou libèrent les chemins de roulement cités, d'après le sens d'oscilla- tion du chemin interne, de manière à réaliser une rotation unils- térale du chemin extérieur.
A l'effet de mieux faire ressortir l'objet de l'invention, un mode préféré d'exécution est illustré aux figures ni-jointes, dans lesquelles:
LE) figure1 est unecoupeaxiale du dispositif de changement de vitesse suivant l'invention;
La figure 3 est une coupe axiale de l'ensemble des embrayages à sens unique;
La figure 3 est une partie d'un de ces embrayages montrant l'agencement des chemins de roulement et des éléments de calage;
La figure 4 est une coupe axiale de l'élément suivant fig.3;
La figure 5 est une épure montrant les différents éléments animés d'un mouvement soit de rotation, soit d'oscillation, permettant l'obtention du changement de vitesse;
La figure 6 est une vue du dispositif d'équilibrage et de ' contrôle du rapport de vitesse;
Le figure 7 montre le diagramme des déplacements angulaires des différents éléments du ménanisme.
Le dispositif comporte un carter 1, dans lequel est renfermé tout le mécanisme de transmission. un tambour 2 présente deux moyeux de grand alésage, sur lesquels sont montés les roulements à billes 3 et 4, qui sont fixés dans le carter 1. Un autre organe 5, composé avec le levier 6, forme une fourche qui repose dans le carter 1 et qui peut osciller librement. Entre les deux bras 5 et 6 est monté, sur roulements à billes, un arbre 7. sur
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set arbre sont montées qustre roues libres, d'une construction. spéciale, composées des organes 8 et 9, figures 1 et 2. Les pièces 8, en forme d'une manivelle, et pourvues d'un moyeu, formant la bague intérieure de la roue libre, peuvent tourner librement sur l'arbre et sur les moyeux des pièces 9, qui forment la bague extérieure de le roue libre.
Les manivelles 8 sont reliées, par des bielles 10, à la paroi intérieure du tambour 2, par l'intermédiaire des noussinets 11, solidaires du tambour 2, fig.l.
Dans l'organe 5 est monté l'arbre de commande 12, monté, d'un côté,sur un roulement à billes 13 et, par l'autre côté, dans l'arbre commandé 14, qui est monté sur les roulements 15 et 16.
Sur cet arbre 12 sont fixés une roue dentée 17, pour chaîne Galle, et un pignon 18. L'arbre 14 est solidaire d'une double manivelle portant deux pivots 19, autour desquels peuvent tourner les satellises 20. Une roue 21, à denture extérieure correspondant aven le pignon 22. et denture intérieure correspondant avec les satellites 20, est pourvue d'un moyeu 23, qui est monté sur les roulements 24 et 25, à l'intérieur de l'organe 5, une roue dentée 26, pour chaîne Galle, est fiyée sur le tambour 2.
Le pignon 22 est solidaire du volant 27 et libresur l'arbre 7. Le manhon 28, fixé sur l'arbre 7, est relié au volant per l'intermédiaire de deux disques élastiques 29, en cuir-chrome, par exemple. considérons les roues libres,figures 2,3,4.
Les bagues extérieures 9 des roues libres, en forme de pou -lies, présentent un moyeu pour la fixation, l'un contre l'autre, sur l'arbre 7. Ils sont fixés par clavette et serrés par un érou 1. Les bagues intérieures 8 tournent librement sur des bagues en .bronze, la première autour de l'arbre 1 et les trois
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autres autour des moyeux des bagues extérieures 9. Les bagues intérieures sont pourvues d'une manivelle avec bague en bronze 10, et un contrepoids d'équilibrage 11.
Les galets/ont un profil spécial et sont montés sur des pivots 3 avec un jeu suffisant, ces pivots sont logés, de cha- que côté, dans des couronnes 4, de manière que tous les galets d'une roue libre sont équidistants. Les galets présentent une rampe en forme de spirale d'Archimède, sur la demi-circonféren- ce , tandis que l'autre partie est concentrique avec le centre.
De chaque sôté d'un galet, un petit ressort 5 agit pour faire tourner celui-ci dans le sens voulu, afin de mettre la rampe en contact avec la bague intérieure. Le moindre mouvement en avant de la bague intérieure produit la liaison solide des deux bagues, tandis que la bague intérieure !2. peut retourner libre- ment.
Il est à remarquer que ces roues libres peuvent fonction- ner à de grandes vitesses. Les bagues extérieures sont animées d'un mouvement de rotation uniforme. Les galets, par la force centrifuge, restent en contact avec la bague extérieure et pren -nent la même vitesse uniforme que- selle-si. Les ressorts assu- rent toujours le contant avec la uague intérieure qui est ani- mée d'un mouvement oscillant par rapport à la bague extérieure.
Il est à remarquer que ces roues libres diffèrent des au- tres systèmes du fait que : 1 / les oagues intérieures ou extérieures ne sont pas entaillées pour former des rampes; 2 / la bague intérieure est oscillante au lieu de la bague exté- rieure. Les galets ne sont pas retirés par le froztement de la bague extérieure,produit par la force centrifuge des ga- lets, parce que aette bague est en mouvement de rotation uni- forme et entraîne les galets; 3 / Oe système permet de disposer un grand nombre de galets, ce qui augmente considérablement la résistance.
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Le fonctionnement est comme suit .
L'arbre de commande 12 (fi.gs.l, 5, 6) , en mouvement de rotation, entraîne le tambour 2,par l'intermédiaire des roues 17 et 26 et une chaîne Galle 30, dans le sens de la flèche A, figs.5 et 6. D'autre part, le pignon 18 tend à faire tourner la couronne dentée 21 dans le sens inverse (flèche B), par l'intermédiaire des satellites 20, du moment qu'il y a une résistance sur l'arbre commandé 14.
La denture extérieure de la couronne agit sur le pignon 22, qui entraîne l'arbre 7. Le rapport des engrenages est tel que l'arbre 7 tourne à la même vitesse et dans le même sens que le tambour 2. Du moment que l'arbre commando 14 est calé, les roues libres ne fonctionnent pas, mais cela suppose que l'arbre 7 est situé dans le centre du tambour 2.
En déplaçant l'arbre 7 par rapport au centre du tambour 2, les bagues intérieures 8 des roues libres prennent le mouvement oscillant, tout en tournant avec le tambour 2, mais les bagues extérieures des roues libres 9, qui sont fixées sur l'arbre 7, sont refoulées constamment l'un âpres l'autre dans le sens inverse de celui du tambour % et occssionnent un retard de la couron -ne dentée 21, par l'intermédiaire de l'arbre 7 et du pignon 22.
Le retard sur la couronne 21 donne l'avancement sur l'arbre =oN- mandé 14. La vitesse de l'arbre commandé augmente à mesure que la distante entre le centre du tambour et le centre de l'arbre 7 sera augmentée. Cette variation est obtenueen faisant basculer les bras 5 et 6 au moyen de deux vis reliées à une roue à main.
Cette variation peut se faire automatiquement, suivant la force résistante sur l'arbre commandé 14. Vu que la force résistante de l'arbre commandé a une réaction sur la couronne 21, la force est dirigée,suivant la flèche F, sur les bras 6 et 5. pour les petits appareils qui doivent varier automatiquement, ces bras 5 et 6. peuvent 'être soutenus par un ressort réglable.
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A meusrs que le force résistante sur l'arbre commandé devient plus grande, la réaution augmente et le centre de l'arbre 7 approche le neutre du tambour 2, la course des roues libres diminue, d'où, résulte un ralentissement sur l'arbre commande.
Si cette force devient exagérée, l'arbre 7 se met au centre du tambour 8 et l'arbre commandé reste calé. pour les appareils plus grands, les bras 5 et 6 sont soutenus par une bielle 34 et piston 33 se mouvant dans un cylindre 32. Le ylindre communique avec une chambre 36 par l'orifice 38.
Le cylindre et une partie de la chambre 36 sont remplis d'huile.
L'air sera comprimé dans la chambre 36 suivant la position des bras 5 et 6, et l'appareil fonctionne comme ressort. Les deux cylindres 36 sont en communication entre eux par un tuyau 37, pour avoir les pressions en équilibre. En augmentant ou en diminuant la quantité d'huile dans le cylindre, on fait varier la position des bras 5 et 6 et, par conséquent, la vitesse de l'arbre commen -dé. La vitesse de l'arbre commandé est zéro quand on abaisse l'arbre ? jusqu'au centre du tambour 2.
Les manivelles solidaires des bagues intérieures 8 des roues sont reliées,par des bielles 10,aux coussinets 11 solidaires du tambours (fige..5-et 7).
Quand ce tambour tourne concentriquement à l'arbre 7, les roues libres ne fonctionnent pas, mais du moment que l'arbre 7 se déplace, les bagues intérieures 8 commencent leur mouvement oscillent, dont l'amplitude augmente avec la distance des centres de rotation de l'arbre 7 et du tambour 8 et tout se passe, pendant un tour du tambour, comme si les quatre points o 1, 2, 3, 4 ont décrit un cercle, par rapport au centre de l'arbre 7, qui a pour rayon la distance entre les deux centres du tambour et de l'arbre 7.
La figure 7 montre que pour chaque quart de tour l'arbre 7
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a retardé de 1/8 de tour environ et-avec une vitesse pratiquement constante. wec quatre roues libres, l'arbre commandé aura dons une vitesse pratiquement uniforme. L'appareil peut être monté également avec un nombre de roues libres quelconque, mais, pour les appareils de précision, il sera avantageux de prendre un nombre de roues libres supérieur à quatre et d'interceler l'accouplement élastique montré sur la figure 1 et qui est ::on- stitué par un volant 27 solidaire du pignon 22, monté librement sur l'arbre 7. un moyeu 28, fixé sur cet arbre, est relié,par deux disques élastiques en cuir-chrome. au volant; les petites variations sont absorbées par ce volant.