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Dispositif de transmission de couples de rotation.
La présente invention a pour objet un dispositif de transmission de couples de rotation dans lequel un arbre entraîneur peut produire un couple de rotation de valeur quelconque sur un arbre entraîné arrêté ,\sans qu'il soit théoriquement nécessaire de dépenser de la puissance sur l'arbre entraîné, cette dépense ne se produisant que lorsque l'arbre entraîné, sur lequel est emmagasiné le couple de rotation, commence à tourner, et fournit par conséquent du travail.
Les applications de l'invention sont les suivantes :
Démarreurs pour moteurs à combustion interne, l'arbre entrainé restant arrêté jusqu'à ce qu'il ait emmagasiné.un couple de rotation suffisamment élevé pour provoquer le démarrage de la machine.
Accouplements et dispositifs de transmission avec transformation du couple de rotation pour toutes les applications possibles : propulsion de véhicules de tous genres, appareils de
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levage, transporteurs et machines isolées quelconques.
La fig.l montre schématiquement un mode d'exécution de l' invention en élévation avec coupe partielle.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig.l.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig.2.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la, fig. 2.
La fig.5 montre dans un exemple quelque peu différent les efforts qui se présentent dans les différentes positions des organes.
La fig. 6 est une coupe analogue à celle de la fig.2, mais concernant une autre forme d'exécution.
La fig.7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig.6.
La fig. 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la fig.6.
La fig.9 montre un autre exemple d'exécution dans une vue analogue à celle de la. fig.l.
La fig.10 en est une coupe à angle droit par rapport à l'axe.
La fig.ll est une coupe suivant la ligne XI-XI de la fig.10.
La fig.12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la fig.10.
La fig.13 est une coupe analogue dans une autre position.
La fig.14 est une coupe suivant la ligne XIV-XIV de la fig.lU.
. La fig.15 est une coupe suivant la ligne XV-XV de la fig.10.
Dans l'exemple d'exécution suivant les figs.l et 2, repre senté dans une forme générale, 1 désigne l'arbre entraîneur et 2 l'arbre entraîné. Les deux arbres sont montés en alignement dans un carter 3. Entre eux se trouve, également en alignement, un arbre intermédiaire 4 qui porte un excentrique 5 et deux encli quetages à coincement composés chacun d'un rouleau de coincement 6 et d'un manchon 7 ou d'un rouleau de coincement 8 et d'un man chon 9 d'un genre connu. Sur l'arbre entraîneur 1 est en outre fixé un carter 10, dans la cavité duquel-essentiellenent cylin drique et dirigée radialement - peut se déplacer un piston 11, sur lequel est monté rotativement un galet 12 roulant sur l' excentrique.
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Ces organes ont été représentés sur la fig.l dans quatre positions différentes A,B,C et D. Le piston 11 peut être chargé de différentes manières pour appuyer le galet 12 contre l'excentrique 5.
Dans la fig.l, pour la position A, comme d'ailleurs dans la fig.2, on a représenté un ressort de charge 101, logé dans le carter 10.
Dans la coupe de la fig.l, et pour la position B, la charge est obtenue par un remplissage d'huile sous pression 102 ; dans la fig.l, position C, la charge est réalisée par un ressort 104, qu'on peut régler au moyen d'une vis de réglage 103 et qui est situé essentiellement en dehors du carter 10. Le sens de la rotation a été indiqué par des flèches.
L'enc liquetage à coincement 6, 7 agit entre l'arbre intermé- diaire 4 et l'arbre entraîné 2, l'encliquetage 8,9 se trouve entre 1''arbre intermédiaire 4 et le carter immobile 3, et les organes'de coincement de l'un de ces encliquetages se trouvent dans une orientation opposée à celle des organes de coincement de l'autre encliquetage. Si l'excentrique 5 tourne dans la direction de l'arbre entraîneur 1, le rouleau de coincement 6 entraîne 1' arbre 2. Toute rotation de l'excentrique 5 dans le sens contraire a celui de l'arbre entraîneur 1 est empêchée par le rouleau de coincement 6, qui vient alors prendre appui contre le carter immobile 3.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Le'galet de pression 12 tourne avec l'arbre entraîneur 1 autour de l'excentrique 5. Sur le chemin de la position A à la position C en passant par la position B, le galet exerce sur l' excentrique 5 un couple de rotation qui fait tourner l'arbre en traîné 2 dans le sens de l'arbre 1, par l'encliquetage à coince ment 6,7. Pendant ce demi-tour de A à C en passant par B, l'arbre entraîneur doit transmettre ce couple. Le galet de pression 12 est poussé vers l'extérieur par l'excentrique et la totalité du
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travail fourni par l'arbre 1 pendant ce demi-tour de rotation se trouve emmagasiné dans la charge qui agit sur le alet 12, par exemple dans le ressort 101.
Si l'arbre 1, son carter 10, et le galet de pression 12 continuent à tourner de C vers A en passant par D, l'excentrique 5 subit un couple de rotation qui a tendance à faire tourner l'excentrique dans un sens contraire à celui de l'arbre 1. Mais, cette rotation est empêchée par l'encliquetage à coincement 8. Pendant la rotation du galet 12 de C vers A en passant par D, le ressort 101 se detend et il transmet à l'arbre entraîneur 1 en totalité-sans tenir compte des pertes provoquées par les frictions- sans qu'il en résulte une rétropression sur l'arbre entraîné 2.
Le résultat d'un tour de rotation complet est donc pour l' arbre entraîneur :
Transmission d'un effort pendant la première moitié d'un tour de rotation et reprise d'un effort de grandeur égale pen dant la deuxième moitié du tour de rotation. '
Si on ne tient pas compte du travail absorbé par les frottements, il n'y a donc aucun effort à fournir.
Sur l'arbre entraîné 2 immobile agit pendant la. première moitié d'un tour de rotation de l'arbre 1 un couple de rotation dans le sens de rotation de l'arbre 1, la valeur de ce couple dépendant de l'excentricité de l'excentrique 5 et de la valeur de la pression exercée par le ressort 101 ou similaire. Pendant la deuxième moitié de ce tour de rotation, il ne se produit aucunè action positive ni négative sur l'arbre .
Si on change l'excentricité ou la valeur de la pression, on change également la valeur du couple de rotation qu'on fait naître sur l'arbre entraîné.
L'arbre 2 reçoit donc continuellement des poussées dans le sens de rotation de l'arbre 1. Si les poussées sont assez grandes pour vaincre les résistances qui s'opposent à la rotation de l' arbre 2, cet arbre commence à tourner. Dans ce cas, il est moins
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facile de se rendre compte des phénomènes qui se produisent, mais on peut néanmoins encore les suivre facilement.
Prenons le cas, où l'arbre 2 tourne avec une vitesse moitié moindre de celle de l'arbre 1. Dans ce cas, l'arbre 1 doit effectuer un tour de rotation entier pour arriver du point le plus bas (position A) au point le plus haut de l'excentrique 5, car l'excentrique tourne avec l'arbre 2, c'est-à-dire avec un nombre de tours de rotation moitié moindre. liais, dès que le galet de pression a franchi le point le plus haut de l'excentrique 5 (position C), l'excentrique s'immobilise, car sa rotation inverse est empêchée par le rouleau de coincement 8. En conséquence, le galet de pression 12 atteint le point le plus bas de l'excentrique après un autre demi-tour de rotation de l'arbre 1.
Si donc l'arbre 1 fait trois tours de rotation, l'arbre 2 en fait 1,5 et si Lid est le couple moyen transmis par le galet de pression 12 à l'excentrique 5 ce couple agit sur l'arbre en traîné 2 pendant un tour entier de rotation et l'entraîne, et n' agit plus du tout sur lui pendant un demi-tour de rotation ; le même couple de rotation freine l'arbre entraîneur 1 pendant deux tours de rotation et 1'entraîne pendant un tour de rotation.
Les puissances sur les arbres entraîné et entraîneur se trouvent donc. dans un rapport de :
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]id : "( 2 l4Td - IuId ) ou de 1 : 1 c'est-à-dire la transmission de la puissance de l'arbre 1 à l' arbre 2 s'effectue sans aucune perte malgré la différence des tours de rotation (sans tenir compte des pertes provoquées par les frottements).
Cette propriété qui fait qu'un arbre tournant 1 peut transmettre sans perte d'énergie un couple de grandeur quelconque sur un arbre 2 immobile, ou tournant plus lentement, rend le dispositif susceptible de beaucoup d'applications : on peut par exemple utiliser ce dispositif pour faire démarrer un moteur à combustion interne immobile, par l'énergie emmagasinée dans des masses formant volant et tournant à grande vitesse, sans
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qu'il se produise des pertes par glissement. Cormne accouplements, ce dispositif offre le grand avantage de produire au démarrage de l'arbre entraîné sur celui-ci un couple de rotation a volonté bien supérieur que celui nécessaire sur l'arbre entraîneur.
D' après ce qui précède, il est inutile de s@écifier que le dispo sitif peut également servir à changer le couple de rotation.
L'excentrique simple, circulaire, b peut également, comme le montre la fig.5, être remplacé par un excentrique elliptique 5. Dans ce cas, et pendant chaque tour de rotation, les effets décrits ci-dessus se produiront deux fois. Les efforts agissant ont été indiqués sur la fig.5 par des flèches. P est l'effort produit par la charge qui pèse sur le galet 12, P1 est l'effort de réaction perpendiculaire à la surface de l'excentrique, P2 est la composante qui produit sur l'excentrique un couple de rotation. Cet effort agit positivement lors du passage de la position A vers la position C, et négativement pendant le passage de la. position C versla position A en passant par la position D.
Au lieu d'un excentrique elliptique, on pourrait naturellement en prévoir un autre avec trois bosses ou plus, de sorte que le nombre des poussées positives et négatives a couples de rotation seraient augmentées en concordance.
Dans l'exemple d'après les figs.6 à 2, l'encliquetage à coincement 8,9 n'applique plus la poussée négative directement contre le carter 3, mais contre un pignon denté 13 monté dans le carter 3. Ce pignon transmet les poussées né¯atives du couple de rotation, également dans le sens positif, sur l'arbre entraîné 2, par l'intermédiaire des pignons dentés 14, 15, 16, 17. Le pignon 13 tourne donc constamment avec le même nombre de tours de rotation que l'arbre entraîné 2, mais il tourne dans le sens inverse par rapport à cet arbre. La poussée négative étant de cette façon également utilisée positivement, il en résulte que la puissance est doublée comparativement au mode d'exécution d'après les figs.l à 4.
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Il importe peu de quelle manière on réalise dans ce cas comparativement l'inversion. A la place des pignons droits, on peut par exemple utiliser des pignons coniques, éventuellement, on peut prévoir un système 'différentiel à pignons coniques, com - posé de trois pignons coniques, le satellite médian étant monté parallèlement par rapport à l'arbre 2 dans le support 3.
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L'effort qui agit sur 1'excentrique 5, sur une came, un @ ' disque oscillant ou une manivelle de construction quelconque, remplaçant ledit excentrique 5, par exemple l'effort agissant d'après la fig.5, - au lieu d'agir sur le même côté'de l'excen- trique,' de la came, du disque oscillant ou de la manivelle, sur lesquels se trouve le dispositif servant à produire l'effort (par exemple le ressort 101 ou l'huile sous pression 102) - peut également agir sur le côté opposé de l'excentrique, de la came, du disque oscillant ou de la manivelle. Dans ce cas, 1'.effort peut être fourni par la force centrifuge. Un exemple de cette disposition a été représenté par la fig.9, d'une manière aussi schématique que sur la fig.l.
Une masse centrifuge 20 entoure l'excentrique 5 au moyen d' un collier 105 et elle est actionnée par un dispositif d'entraî- nement 110, qui remplace le carter de guidage 10 de l'exemple d' après la fig.l et qui le guide dans le sens radial.
Pendant chaque tour de rotation autour de l'excentrique 5, la masse centrifuge 20 est,. alternativement accélérée et retardée, son centre de gravité étant éloigné ou rapproché du centre.de l'arbre. Pendant la période d'accélération, il se produit sur l' excentrique un couple de rotation, dont le sens est opposé au sens dè la rotation de la masse centrifuge et par conséquent de l'arbre entraîneur ; il se produit par conséquent une poussée: négative. Pendant la période de retardement le sens de la pous- sée sur l'excentrique est égal à celui de la masse centrifuge et par conséquent de l'arbre entraîneur, c'est-à-dire elle est positive.
De la manière précédemment décrite, on transmet à l'arbre
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entraîne, soit des couples de rotation positifs seuls, ou en outre les couples de rotation négatifs (après inversion conv,ena - ble) .
La fig.10, complétée par les coupes transversales d'après les figs.ll à 15, montre au sujet de la fig.9 schématique une coupe longitudinale médiane verticale analogue à celle de la fig.2.
Liais, dans le but de compenser les masses, l'excentrique 5 est complété de chaque côté par des excentriques 27 et 28, n'ayant que la moitié de sa largeur, et l'arbre intermédiaire 204, sur lequel sont fixés les excentriques, est constitué par un arre creux qui peut tourner sur l'arbre entraîné 2.
L'excentrique 5 est complété par une masse centrifuge 20 et les excentriques 27 et 28 par des masses centrifuges 25 et 26 respectivement. Les masses centrifuges entourent les excentriques avec des colliers et reposent sur eux par l'intermédiaire de rouleaux, avec une disposition analogue à celle des roulements à rouleaux.
L'organe d'entraînement et de guidage des masses centrifuges est constitué par le carter 210 solidaire de l'arbre entraîneur 1 et qui comporte des faces radiales de guidage 21, entre lesquel- les peuvent coulisser des coulisseaux 211, qui parallèlement à l' axe, sont reliés par des tiges 22 sur lesquelles sont fixées les masses centrifuges.
La transmission du couple de rotation sur l'arbre entraîné 2, et l'appui contre le carter fixe 3, sont réalisés par des encli - ciuetages à coincement 6,7 ou 8,9, exactement comme dans l'exemple d'après les figs.l à 4, et avec le même effet, ainsi qu'il a été dit plus haut.
Dans ce cas, on peut egalement utiliser un dispositif inver seur, par exemple celui que montrent les figs. 6 à 8.
La forme d'exécution d'après les figs.10 à 15 convient particulièrement comme démarreur pour moteurs à combustion interne et comme accouplement pour remplacer les accouplements usuels à
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friction, dans lesquels, si l'arbre entraîné est immobile, le couple de rotation emmagasiné sur l'arbre entraîneur est transmis à l'arbre entraîné avec déduction des grandes pertes causées par les frottements dans les accouplements à friction, tandis qu' avec le, nouveau dispositif, le couple emmagasiné sur l'arbre entraîneur èst transmis à l'arbre entraîné pratiquement sans au - cune perte.
L'arbre entraîné 2 peut être constitué par l'arbre même du moteur à combustion interne, ou cet arbre peut être directement accouplé avec l'arbre entraîné et il peut être maintenu immobile par un dispositif quelconque jusqu'à ce que les masses centrifu- ges aient atteint le nombre de tours de rotation nécessaire qui correspond au couple de rotation nécessaire sur l'arbre entraîné.
Dans tous les cas, par modification de l'effort agissant sur le ou les excentriques 5, les cames, manivelles, disques oscil - @ lants ou similaires, ou par augmentation ou diminution du nombre de tours de rotation des masses centrifuges par rapport au nom- bre de tours de rotation du ou des excentriques, on peut modifier la valeur du couple de rotation sur l'arbre entraîné dans le but de transformer le couple, de rotation transmis.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif pourla transmission de couples de rotation, caractérisé en ce qu'un dispositif, destiné à produire un effort, tourne àutour d'un excentrique, d'une manivelle ou similaire et, en ce que 'de tous les couples de rotation produits on ne transmet à l'arbre entraîné, au moyen d'un encliquetage à coincement, que ceux agissant dans le sens de la rotation.