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Transmission par manivellessans points morts
La présente invention se rapporte à une @ transmission par manivelles sans points morts, notamment pour bicyclettes et machines actionnées par 'bielles 'et'': manivelles.
Sur une bicyclette ordinaire le cycliste, pour avancer, appuie alternativement sur des pédales
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placées des deux côtés de la machine. Ces pédales sont fixées au bout de manivelles solidaires d'un axe et calées à 180 l'une de l'autre, réalisant ainsi un ensemble double bielles-manivelles, les jambes du cycliste faisant fonction de bielles, transformant le mouvement alternatif fourni par le cycliste en mouvement circulaire, utilisé pour actionner la roue arrière par une multiplication convenable.
De même, dans les machines pistons p. ex., actionnées par bielles et manivelles, les bielles ou tiges de piston sont articulées aux boutons de mani- velles solidaires d'un axe commun et le mouvement al- ternatif fourni par les pistons est transformé par ces manivelles en mouvement circulaire d'un organe d'entraî- nement concentrique fixé sur le dit axe.
Le défaut de tous ces systèmes de transforma- tion de mouvement est que lorsque la direction de l'ef- fort passe à la fois par l'axe de rotation de la mani- velle et par l'axe de la pédale ou du bouton de mani- velle, aucun mouvement de rotation ne peut se produire à ce point appelé point mort.
Le but de la présente invention est de suppri- mer les points morts en faisant chevaucher l'action al- ternative des bras de manivelles à ce moment. Ainsi lorsqu'une pédale ou bouton de manivelle arrive au point mort bas, l'autre qui, dans les systèmes ordinaire-, se trouve dans le point mort haut, est dans le cas pré- sent après ce poin-mort et se trouve donc déjà en action.
La transmission par manivelles constituant la caractéristique de l'invention est réalisée en
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montant les manivelles indépendamment l'une de l'autre et en excentrant l'organe d'entraînement par rapport à l'axe de manivelles, ces dernières étant accouplées au dit organe, soit au moyen d'ergots jouant dans des lu- mières, soit par des biellettes articulées ou tout autre moyen approprié. De cette façon les manivelles sont animées en plus de leur mouvement de rotation normal d'un mouvement relatif entre elles, ce qui fait que lors de l'inversion du mouvement des pédales ou de la course du piston, la manivelle reliée p.ex. à la pédale ou au piston entraîné est toujours e,n avance de plusieurs degrés sur la manivelle reliée à la pédale ou au piston de commande.
Deux formes de réalisation pratiques de l'in- vention appliquée à un pédalier de cycle et à des,,ma- chines à piston sont décrites à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels:
Les Fig. la, 1b, le sont des vues schématiques démontrant le fonctionnement d'une première forme de réalisation de la transmission par manivelles sans points morts.
Les Fig. 2a, 2b, 2c sont des vues similaires démon- trant le fonctionnement d'une deuxième forme de réali- sation.
Les Fig. 3 et 4 concernent l'application de la deu- xième forme d'exécution à un pédalier de cycle, la fig.3 étant une coupe axiale selon ligne S-S de la fig.4, et la fig. 4 étant une vue de profil de la construction représentée sans manivelles.
Les Fig. 5 à 8 concernent l'application de la deu- xième forme de réalisation à une. machine à piston à
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deux cylindres. La fig.5 est une coupe axiale de la transmission par manivelle et la fig.6 est une coupe transversale selon ligne T-T de la fig.5. Les fi.7 et 8 sont une coupe longitudinale et une vue de profil représentant l'ensemble du dispositif des fig.5 et 6.
Les Fig. 9 et 10 sont respectivement une vue en coupe longitudinale et une vue de profil de la première forme de réalisation appliquée à une machine à piston à quatre cylindres.
La représentation schématique des fig. la à lc et 2a à 2a permet de bien comprendre l'invention.
Dans les schémas la à lc la. roue d'entraînement a dont le centre est en A est excentréear rapport l'axe de l'arbre de manivelle B. Cette roue présente des lu- mières al et a2 disposées diamétralement dans son corps et coopérant avec des ergots cl resp. c2 fixés aux extrémités libres des bras de manivelle bl et b2 pou- vant tourner indépendamment l'un de l'autre autour de l'axe B. En actionnant les manivelles p. ex. dans le sens des aiguilles d'une montre, la roue a est entraînée dans le même sens et il s'en suit par le moyen des er- gots c jouant dans les lumières a que dans la position verticale des lumières les bras de manivelle bl et b2 font un angle entre eux (Fig.la), tandis qu'norizonta- lement ils sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre (Fig.lc).
Il en résulte un mouvement relatif d'une manivelle par rapport à l'autre ce qui fait que la pédale ou le bouton de manivelle supérieur cl est en avance de plusieurs degrés sur la pédale ou bouton de manivelle inférieur c2 lorsque ce dernier est au voisinage du point mort bas (Fig.lb).
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Dans les schémas 2a à 2c, B' désigne l'axe de manivelles sur lequel sont montés deux bras de manivel- le, b'i et b'2 pouvant tourner autour de cet axe indé- pendamment l'un de. l'autre. Ces manivelles sont articu- lées par des biellettes d1 et d2'avec une roue d'entraî- nement a' dont le centre est en A'. Le fonctionnement de cette transmission par manivelles est le même que celui de la première forme de réalisation.
Lors de l'action- nement des manivelles b'1, b'2, la roue a' est entraînée dans le même sens par les biellettes dl et d2 et il s'en suit, grâce à l'excentration de cette dernière par rap- port à l'axe B', que dans une certaine position qui est celle de la figure 2a, les bras de manivelle- sont dis- posés dans le prolongement l'un de l'autre, tandis que dans toutes les autres positions, notamment dans les positions du point mort bas et du point mort haut, ils forment un angle entre eux réalisant ainsi une avance de course de la manivelle commandée par rapport à la ma- nivelle de commande (Fig. 2b et 2c).
Les Fig. 3 et 4 représentent l'application'de cette'dernière forme de réalisation à un pédalier de cycle.-Dans ces figures 1 désigne un axe de manivelle creux monté de la façon habituelle dans les paliers 2 et 12 d'une boite de pédalier 3. L'axe 1 porte d'un côté la manivelle 4 et à l'autre bout un levier 5. A l'inté- rieur de l'axe 1 oscille un axe 6 portant un levier 7 et l'autre manivelle 8. Les'manivelles 4 et 8 sont rendues solidaires de leurs axes respectifs par le moyen habituel de clavette ou de toute autre façon. Les leviers 5 et 7 sont accouplés par des biellettes 9 au support de plateau 10 qui peut être monté par l'intermédiaire des '..belles non représentées sur un moyeu excentrique formé par le
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palier 12.
L'excentricité du pourtour 11 de ce moyeu par rapport aux axes de manivelles 1 et 6 peut être variable. Le support de plateau 10 peut être façonne en roue à chaîne ; dans l'exemple représenté, il est muni de brides radiales 13 présentant des oeillets 14 par lesquels ce plateau est rendu solidaire de la roue à chaîne non représentée.
Le fonctionnement du dispositif a lieu de la façon suivante :
Les manivelles 4 et 8 ont un mouvement de rotation comparable à celui d'un pédalier classique et entraînent par l'intermédiaire des leviers 5 et 7 et des biellettes 9 le support de plateau 10 solidaire du système d'entraînement de la roue motrice. Ce support 10, en tournant sur le moyeu excentré 12 convenablement orienté, produit au cours de sa rotation, ainsi que le montrent les schémas des figures la à lc et 2a à 2c, un mouvement relatif des manivelles. La manivelle montante, c.à.d. entraînée, se dépla.ce alors plus vite que la manivelle descendante ou manivelle de commande, et, elle dépasse la position invertie de cette dernière d'un angle déterminé par l'excentration choisie, de façon à atteindre le plan vertical passant par l'axe des manivelles plus rapidement que la manivelle des- cendante.
Le mouvement de pédalage se trouve de cette façon assoupli par cette position des manivelles sup- primant le point mort. Le rendement de pédalage est amélioré et le cycliste produit son effort d'une façon plus rationnelle.
Suivant la forme de réalisation des Fig. 5 à 8, la transmission par manivelles d'une machine à pis-
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tons à deux cylindres se compose d'un axe creux 20 monté rotativement dans des paliers 21 et 22 d'un carter 23. Cet axe porte d'un côté une manivelle 26 et de l'autre côté un levier 27 qui est rendu soli- daire de l'axe par le moyen habituel de clavette ou de toute autre façon. A l'intérieur de l'axe 20 os- cille l'une des extrémités d'un deuxième axe 24 dis- posé coaxialement à l'axe 20 et dont l'autre extrémité est supportée rotativement dans le palier 25 du carter 23. Ce deuxième axe est formé avec une manivelle 28 qui, normalement, est calée à 1800 de la manivelle 26 de l'axe 20.
Le levier 27 et la manivelle 28 sont ac- couplés par des biellettes 29 avec une roue d'entraî- nement dentée 30 qui est montée sur une portée 31 excentrée par rapport aux axes de manivelles 20 et 24 et formée par le palier 22. L'excentration de cette portée peut éventuellement être variable. La roue 30 est en prise avec une roue dentée 33 montée sur un arbre de transmission 32.
Le fonctionnement de cette transmission par manivelles est mis en évidence dans les Fig. 7 et 8.
Chacune des deux manivelles 26 et-28 est reliée au moyen d'une bielle 34 à un piston 36 fonctionnant dans un cy- lindre 35 de la machine à pistons. Les deux pistons sont calés à 180 l'un de l'autre dans leur action mo- trice et le mouvement de va et vient de chacun d'eux est transmis par l'intermédiaire des bielles 34 aux manivelles 26 et 28 et de là par les biellettes 29 à la roue dentée 30. Grâce à l'excentration de la roue 30 par rapport à l'axe de manivelles, celle-ci produit au cours de sa rotation ainsi que le montre le schéma des
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figures 2a à 2c un mouvement relatif des manivelles, ce qui fait que la manivelle montante, plus rapide que la descendante, dépasse la verticale avant que l'autre n'y arrive, réalisant ainsi un chevauchement des actions motrices.
Par conséquent, les deux pistons ne sont pas inversés simultanément dans leur course respective.
Lorsque le piston moteur, représenté par exemple à droi- te de la Fig. 8, atteint la position du point mort avant, le piston entraîné représenté à gauche de la Fig.8 a déjà dépassé la position du point mort arrière et se trou- ve de nouveau en action. Il s'en suit que la course mo- trice de chacun des pistons représentés commence toujours avant la fin de la course motrice de l'autre de ces pis- tons. De cette façon la transformation du mouvement va et vient de la, machine à pistons est rendue plus uniforme par le chevauchement des manivelles et pistons suppri- mant les points morts, et le rendement de la machine est considérablement amélioré.
Dans la forme de réalisation représentée dans les Fig. 9 et 10, une transmission par manivelle quelque peu modifiée est appliquée à une machine à piston à 4 cylindres. Dans ces figures, 40 et 4.1 sont deux axes le manivelle coaxiaux montés rotativement l'un dans l'autre et portant chacun une manivelle 42 resp. 43 et un levier 44 resp.45, ces manivelles et leviers étant solidaires de leurs axes respectifs. Chacun des leviers 44 et 45 est muni à son extrémité libre d'un ergot 46 resp. 47 jouant dans des lumières 48 et 49 pratiquées dans une roue dentée 50 qui est excentrée par rapport aux axes des manivelles.
A la, manivelle 42 sont articulées deux tiges de piston 52 et 52' et la manivelle 43 qui
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normalement peut être calée à 180 de la manivelle 42 est reliée de la même façon à deux tiges de piston, 53 et 53'. Le fonctionnement de cette transmission par manivelle est le même que celui du premier exemple, les pistons agissant sur différentes manivelles se trouva,nt dans leur position d'inversion de mouvement alternativement en avance l'un sur l'autre de façon à produire une action,motrice ininterrompue supprimant les points morts.
Les deux dispositifs décrits dans les Figé 5 à 10 peuvent être employés comme dispositifs de commande à action uniforme pour la production de, vitesses de rota.tion variables au moyen d'un liquide sous pression à débit réglable. Dans ce éas, la machine à piston fonctionnera comme moteur hydraulique et entraînera par l'intermédiaire des manivelles un 'organe excentré dont la rotation peut être utilisée d'une manière qui- conque pour la commande d'une machine d'outils ou semblable.
La transmission par manivelles selon l'invention peut différer des formes' de réalisation décrites et de celles représentées aux dessins, par exemple par le montage des diverses manivelles coaxiales susceptibles d'être tournées l'une par rapport à l'autre et par la réalisation de l'entraînement de l'organe excentré par rapport aux dites manivelles, cet entraînement se fai- sant, soit au moyen d'ergots coulissant dans des lu- mières, soit par des biellettes articulées ou tout autre moyen approprié. Au lieu de prévoir un organe d'entraînement excentré par rapport à l'axe des mani- velles, il serait possible d'excentrer les manivelles elles-mêmes.
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D'autre part, plusieurs axes de manivelles coaxiaux pourraient être montés rotativement l'un dans l'autre et chaque axe pourrait être muni de plusieurs manivelles décalées convenablement l'une par rapport à l'autre.