<Desc/Clms Page number 1>
"Variateur de vitesse".
L'invention se rapporte aux variateurs de vitesse du genre de ceux qui comprennent, en principal, deux paires de roues coniques jumelées par un organe sans fin de transmission. Dans les nombreux dispositifs coniques de ce genre on constate que les paires de cônes sont semblables, les cônes de chaque paire étant opposés par leur sommet. On réalise donc ainsi deux vérita- bles poulies à gorge de largeur variable. Les variations de la largeur de la gorge de ces poulies, résultent de déplacements transversaux des cônes, le long de leur axe, ou de l'un seulement des cônes dans chaque paire. Dans ce dernier cas les cônes dépla- çables latéralement sont, dans l'ensemble du système, disposés diagonalement et ces cônes se déplacent en sens inverse l'un de l'autre.
Une paire de cônes est montée sur l'arbre primaire ou moteur, l'autre paire est montée sur l'arbre secondaire ou
<Desc/Clms Page number 2>
commandé.
Les changements de vitesse de l'arbre secondaire ré- sultent des variations de la largeur de la gorge de chaque poulie, puisquon provoque, par ce fait, des modifications correspondantes de la distance radiale des points de contact entre l'élément sans fin de transmission et les roues coniques.
Le variateur de vitesse, objet de l'invention, réalise des perfectionnements dans ce genre d'appareils.
En ordre principal, et contrairement à la pratique connue, les deux cônes d'une paire sont opposés par leur sommet, tandis que les deux cônes de la seconde paire sont opposés par leur base.
Les conséquences de cette disposition nouvelle sont nombreuses et techniquement et industriellement avantageuses.
On ne réalise plus deux roues à gorge à écartement variable, mais un ensemble de transmission original qui offre sur les dispositifs connus, entre autres, les avantages suivants:
On réalise entre les cônes et l'organe sans fin de transmission, quatre surfaces de contact au lieu de deux seule- ment dans les systèmes connus. Par cette disposition on répartit la fatigue de Isolément de transmission, généralement une bague rigide, sur une surface double, ce qui offre des avantages bien connus et appréciables en mécanique.
Les axes primaire et secondaire peuvent être fortement rapprochés, ce qui permet de réduire au minimum l'encombrement de l'appareil.
Le rapprochement des axes primaire et secondaire entrai- ne notamment une réduction de la pression spécifique entre les cônes et l'organe de transmission. Egalement est réduit l'effet de glissement entre ces pièces mécaniques.
En effet, par le rapprochement des axes primaire et secondaire, on réduit le diamètre de l'organe de transmission.
Il en résulte une augmentation de sa surface de roulement, ou surface de portée, lors des déformations élastiques dues à l'effort
<Desc/Clms Page number 3>
de pression. On obtient donc une moindre pression spécifique et par conséquent une plus grande résistance aux sollicitations.
Quant au glissement qui doit fatalement se produire entre les surfaces coniques de contact, respectivement de l'orga- ne de transmission et des cônes, il est plus réduit dans le dis- positif perfectionné, objet de l'invention, que dans les appareils connus. En effet, vu l'existence d'une pression spécifique moin- dre et vu, la répartition de la fatigue sur quatre surfaces de contact au lieu de deux, ces dernières peuvent être plus rédui- tes et, par conséquent, moins larges. Les différences de diamè- tre accusées par les surfaces coniques de contact sont donc moin- dres et par conséquent est moindre le glissement entre ces sur- faces.
Une autre conséquence de la disposition nouvelle est que, contrairement aux dispositifs connus, on peut maintenir les quatre cônes rigoureusement solidaires de leur axe, c'est-à- dire que l'on rend superflu le déplacement latéral de l'un ou des deux cônes de chaque paire. Dans ce cas on modifie la sec- tion de .1 'organe de transmission, par exemple en la rendant ex- tensible. En effet, en modifiant la largeur de l'organe de trans- mission tout en maintenant les cônes dans leur position initiale, on a modifié aussi la distance radiale des joints de contact entre les cônes et l'organe de transmission. De plus, on simpli- fie considérablement les supports et les roulements des éléments coniques.
Cette disposition offre aussi l'avantage de ne soumettre les éléments mobiles qu'à des sollicitations radiales à l'exclu- sion de tous efforts transversaux ou longitudinaux. En effet, l'organe de transmission est soumis à la fois à des efforts transversaux égaux et opposes. Ces efforts transversaux s'équili- brent donc parfaitement et les cônes ne subissent pratiquement aucune sollicitation latérale. Cette conséquence est importante, car on sait que dans ce genre d'appareils ce sont les efforts transversaux qui limitent, en principal, la résistance de l'appa- reil.
<Desc/Clms Page number 4>
Evidemment, le dispositif, objet de l'invention, per- met aussi d'utiliser un organe de transmission de section invaria- ble en rendant mobile latéralement les cônes ou certains de ceux- ci. Mais, même dans ce cas, le dispositif, objet de l'invention, offre encore des avantages appréciables. Etant donnée la disposi- tion originale des c8nes, on peut déplacer, dans le même sens, les deux cônes adjacents respectivement de chaque paire. Ou bien un cône seulement de chaque paire sera mobile latéralement, le second cône étant fixé sur son axe. La disposition très rapprochée des axes primaire et secondaire permet d'ailleurs d'appliouer un support commun pour les deux roues adjacentes respectivement de chaque paire.
Ces deux supports communs peuvent être déplaçables latéralement, ou bien l'un d'eux sera fixe, tandis que l'autre sera déplaçable latéralement à l'intervention d'un dispositif de manoeuvre approprié.
On remarque donc que moyennant la disposition origi- nale des deux paires de cônes, on réalise des dispositions mécani- ques toutes nouvelles et des résultats techniques qu'on ne peut pas atteindre avec des dispositifs connus.
D'autres avantages d'ordre plus techniques résultent encore de cette disposition particulière. Ils sont exposés d'une manière détaillée dans la description de modes d'exécution choisis à simple titre d'exemple et décrits ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue perspective schématisant le principe général des perfectionnements, objets de l'invention; les figures 2 et 3 schématisent très sommairement les deux positions extrêmes du système cinématique à organes de trans- mission extensibles; la figure 4 est une coupe longitudinale par un varia- teur de vitesse appliquant la disposition des figures 2 et 3; la figure 4a est une coupe médiane du dispositif de la figure 4;
les figures 5 et 6 schématisent très sommairement les deux positions extrêmes du système cinématique à cônes latéralement mobiles ;
<Desc/Clms Page number 5>
la figure 7 est une coupe longitudinale par un varia- teur de vitesse appliquant la disposition des figures 5 et 6.
Suivant la figure 1 on constate donc que, contrairement) aux dispositions connues jusque ce jour, les deux paires de cônes, montées respectivement sur les arbres primaire et secondai- re, occupent une position particulière. En effet, les deux cônes 1 et 2 d'une paire, sont opposes par leur sommet, tandis que les deux cônes 3 et 4, de l'autre paire, sont opposés par leur base.
Ces deux paires de galets sont montés chacune sur.un axe, respec- tivement 5 et 6. Ces axes peuvent indifféremment être entraîneurs ou entraînés. Les cônes 3 et 4, opposés par leur base, viennent en quelque sorte se loger partiellement entre les cônes 1,2 opposés par leur sommet, de telle sorte que l'an rapproche le plus possible les axes 5, 6 en réduisant leur écartement d à un minimum.
Par ce fait, on réduit aussi à un minimum l'encombre- ment de l'appareil. Les paires de c8nes sont solidarisées par un élément sans fin de transmission. Généralement, cet élément sera constitué par une bague 7, de section substantiellement en forme de U. Les branches latérales de ce U sont limitées par des chanfreins 8, 9, 10 et 11, formant les surfaces d'appui sur les cônes, respectivement 1, 3,2 et 4. On remarquera donc que, con- trairement à tous les dispositifs connus, l'on réalise ainsi quatre surfaces de contact au lieu de deux. Industriellement, cette dispo- sition est particulièrement avantageuse, car on répartit la fati- gue sur une surface double, ce qui permet soit de transmettre un effort plus grand avec un appareil de même encombrement, soit de garantir, pour un même effort de transmission, une usure moindre ou une durée d'usage plus longue.
Le rapprochement des axes primaire et secondaire, c'est- à-dire des deux paires de roues coniques, réduit au minimum le dia- mètre de la bague de transmission 7. et l'on obtient ainsi, entre la bague 7 et les roues coniques, une surface de portée maximum.
La déformation élastique est donc moindre sous l'effet de la pres- sion nécessaire pour entraîner l'axe commandé. On atteind donc
<Desc/Clms Page number 6>
une pression spécifique moindre et par conséquent une plus gran- de résistance à la fatigue.
Comme exposé précédemment, on peut réaliser des variateurs de vitesse d'exécution diverse.
Les figures 2, 3 et 4 se rapportent à un dispositif à organes de transmission extensibles.
Les deux paires de cônes, respectivement 1-2 et 3-4, sont fermement calées sur les axes 5, 6. En l'occurrence, les deux cônes 3-4,opposés par la base, sont accolés, tandis que les cônes 1-2, opposés par le sommet, sont écartés l'un de l'autre.
Une disposition différente donsisterait à écarter les cônes de chaque paire d'une quantité inégale. L'organe de trans- mission 7 est formé de deux parties essentielles,mobiles l'une par rapport à l'autre, de manière à pouvoir être rapprochées ou écartées mutuellement. En modifiant cet écartement ou plus exacte- ment, la largeur de la bague 7, on déplace automatiquement celle- ci le long des surfaces coniques de contact. Il suffit d'établir un moyen de commande approprié de cette bague extensible pour réaliser un variateur manoeuvrable même pendant sa marche.
Un tel mode d'exécution est reproduit dans ses éléments essentiels à la figure 4.
Suivant celle-ci, les cônes 1-2 de la première paire, opposés par leur sommet, et écartés l'un de l'autre, sont ferme- ment assujettis sur un axe 5, qui peut être 1axe moteur ou l'axe commande. Les cônes 3-4 de la deuxième paire, opposés par leur base, ne forment en quelque sorte qu'une seule pièce biconique faisant partie de l'axe 6. Les axes 5 et 6 sont rapprochés au maximum, les cônes 3-4 venant partiellement se loger entre les cônes 1 et 2. Les axes 5, 6 sont fortement appuyés à leur extrmi- té sur des roulements 12, 13, 14, 15 et sur des roulements intermé- diaires 16, 17, 18, 19. Ces derniers, contrairement à ceux utilisés dans les dispositifs connus, ne doivent s'opposer qu'à des efforts radiaux et par conséquent ils peuvent être des roulements simples.
L'orgahe sans fin de transmission est formé de deux
<Desc/Clms Page number 7>
anneaux de contact solidaires chacun d'un manteau externe, respectivement 20, 21, lesquels s'étendent de part et d'autre desdits anneaux de contact et viennent s'appuyer directement ou indirectement, par de fortes portées l'un sur l'autre. Ces manteaux sont tels qu'ils peuvent coulisser l'un dans l'autre, suivant que les anneaux de contact s'écartent ou se rapprochent.
Chacun de ceux-ci estpourvu de deux chemins de roulement, res- pectivement 8-8 et 10-11, venant en contact avec les cônes.
Il suffit de déplacer radialement le manteau exté- rieur 21, par exemple, pour provoquer le rapprochement ou l'écar- tement des deux anneaux 7', 7" dûment guides par les cônes 1-2 et 3-4. Dans ce but, le manteau extérieur 21 est garni à ses ex- trémités de cerceaux 22, 25, dont la section est par exemple en forme de U. Ces cerceaux sont solidaires d'un système cinématique formé d'une part par une bielle 84¯ et, d'autre part, par une bielle 25 combinées à une biellette 26, dont l'axe comporte une poignée fu levier de commande approprié (non représenté).
En faisant tourner cet axe 27 sur lui-même, on provoque le dénlacs- ment des bielles 24-25, c'est-à-dire le déni aoem ont radial des cerceaux 22 et 23 et de toutes les pièces solidaires de ceux-ci.
Cette exécution est donc relativement simple et surtout robuste. Les cônes sont immobilisés par rapport à leur axe et de ce fait, on exclut tous les moyens de mobilité préconisés dans les systèmes connus.
Les cônes 1, 2,3 et 4, ainsi que leur axe respectif et les roulements et les supports de ces derniers, ne subissent que des efforts radiaux à l'exclusion de tout effort longitudinal.
En effet, les anneaux 7', 7%%*sont sollicités simultanément par des efforts longitudinaux, égaux et opposés, lesquels s'équilibrent donc. C'est surtout à raison de cette caractéristique toute parti- culière que l'appareil qui vient d'étre décrit en dêtail est de construction si simple et par conséquent économique. Il faut en effet remarquer qu'en dehors de l'exécution des anneaux 7', 7" combinés à leur manteau respectif 20, 21, toutes les autres pièces
<Desc/Clms Page number 8>
sont de grande simplicité.
On pourrait évidemment,en partant de la même disposi- tion des cônes, réaliser des appareils équivalents mais présentant de nombreuses variantes constructives'. des cônes,
La disposition originale /divulgués dans la présente invention,est cependant d'application universelle. On peut en ef- fet maintenir 1''organe de transmission dans sa section primitive et déplacer simultanément et dans le même sens, les roues adja- centes, ou deux seulement des roues adjacentes, respectivement de chaque paire.
Suivant les figures 5 et 6, on a schématisé une telle disposition, les cônes mobiles latéralement étant schématisés dans leur position extrême. En l'occurrence, les roues 2 et 4 sont déplaçables transversalement et simultanément.
Par ce simple mouvement transversal, on provoque une modificationcorrespondante de la distance radiale de contact entre la bague de transmission 7 et les roues coniques. La bague de transmission se met automatiquement en équilibre, étant dépla- cée transversalement par la poussée latérale exercée par l'une des roues coniques dans son mouvement latéral.
Suivant la figure 7, les cônes 1,2 sont montés sur l'arbre 5, tandis que les cônes 3-4 sont montés sur l'arbre 6.
Les cônes 1 et 3 sont rigidement fixés à leur axe respectif et ne peuvent donc que tourner en même temps que ceux-ci. Au contraire, les cônes 2 et 4 sont clavetés de manière à pouvoir être déplacés longitudinalement sur leur axe respectif tout en étant entraînés par ceux-ci. les roues 1 et 3 prennent appui sur un support commun 28, fermement assujetti sur le bâti ou carter 30 de la machine.
Les cônes 2 et 4 sont solidaires d'un même support 29, capable de se déplacer transversalement dans un mouvement dûment réglable, à l'intervention, par exemple, d'un levier de manoeuvre 31, d'uhe roue dentée 32 et d'une crémaillère 33, solidaire du support commun
<Desc/Clms Page number 9>
29. A raison de la disposition originale même des deux paires de roues coniques, les axes 5, 6 sont très rapproches l'un de l'autre et les supports communs 28n 29 des deux roues coniques adjacentes, respectivement de chaque paire, réalisent des pièces compactes et, par conséquent, très stables. Notamment le support mobile 29 présente des prolongements de guidage 34, 35, qui s'en- gagent dans des alésages correspondants, respectivement du premier support 28 et du bâti du carter 30 de la machine.
Les roues coniques sont appuyées sur les dits supports communs à l'intervention de roulements appropriés, suivant les principes généraux de la mécanique.
Les deux paires de roues coniques sont réunies par une bague de transmission 7, constituée en l'occurrence par une bague circulaire proprement dite et deux flancs 7', 7" constituant les éléments d'appui et d'entraînement proprement dits. Le bord interne de ces deux flancs présente les surfaces coniques de pression, respectivement 8, 9, 10 et 11.
La fonction des deux arbres, respectivement 5 et 6, est réversible, c'est-à-dire qu'ils peuvent indifféremment être utilisés comme arbres moteurs ou comme arbres récepteurs.
L'ensemble de ce mécanisme cinématique est enfermé dans un bâti ou carter 30, sur lequel fait simplement saillie le levier de manoeuvre 31, qui pourrait d'ailleurs se déplacer devant une échelle ou graduation quelconque, permettant de contrôler à tout moment les caractéristiques du variateur et l'importance des modi- fications qu"on y apporte.
Le profil des roues coniques peut évidemment être mo- difié et adapté judicieusement à chaque cas pratique. La bague de transmission reliant les deux paires de roues coniques est essentiellement variable dans sa conception, son profil et sa réalisation. De même, on peut varier le moyen de déplacement trans- versal des deux roues coniques latéralement mobiles en utilisant un moyen cinématique quelconque.