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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION
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Emile I1ET,ETAII,E, "VARIATEUR DE VITESSE"
La'présente invention est relative à un variateur de vitesse composé de deux arbres parallèles sur au moins un desquels est montée une poulie à diamètre variable constituée, d'une part, d'une première paire de plateaux perpendiculaires à l'axe de rotation, solidaires l'un de l'autre, disposés entre deux autres plateaux maintenus appliqués contre eux, qui sont parallèles à ceux-ci et qui sont solidaires en rotation et, d'autre part, de barreaux dont les extrémités sont engagées dans des rainures ménagées dans les plateaux susdits de façon que le déplacement angulaire des plateaux d'une paire par rapport à ceux de l'autre paire provoque une variation, de distance des barreaux à l'axe de rotation.
On connaît des variateurs de ce genre comprenant deux arbres parallèles de position fixe sur l'un desquels est montée une poulie du genre susdit. Dans ces variateurs
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connus, les rainures relatives à chaque paire de plateaux ont la forme d'une spirale dont la tangente en chaque point fait un angle de 45 avec le plan radial passant par ce point. De plus, les spirales dans une paire de plateaux s'enroulent en sens inverse de celles dans l'autre paire appartenant à la même poulie. Il en résulte que les extré- mités des barreaux guidées dans ls rainure des deux pai- res de plateaux ont la forme générale d'un carré dont les c8tés sont curvilignes et correspondent, en principe, à des ) fractions des spirales qui limitent les rainures.
Toutefois, la variation de la courbure le long de chaque spirale oblige d'incurver les cotés curvilignes au delà de ce qui est nécessaire pour les adapter à presque toutes les posi- tions qu'ils peuvent occuper.
En pratique, on est amené à arrondir les angles formés par les côtés curvilignes.
Par conséquent, le guidage des barreaux n'est pas parfait et ceux-ci sont, dans une certaine mesure, libres de changer d'orientation par rapport à leur plan radial moyen, ce oui est nuisible à la conservation de la courroie.
La présente invention a comme objet un variateur de vitesse du type susdit qui ne présente pas cet inconvénient.
A cet effet, dans le variateur suivant 1-'invention, . les rainures dans une paire de plateaux solidaires sont radiales tandis que celles dans l'autre paire de plateaux ont l'allure d'une spirale et, de plus, les parties des barreaux engagées dans les rainures radiales sont guidées dans celles-ci de façon à ne pas pouvoir changer d'orien- tation par rapport au plan radial moyen de la rainure radiale correspondant au barreau considéré, tandis que les parties des barreaux engagées dans les rainures à allure de spirale sont des tourillons cylindriaues.
Suivant une forme de réalisation simple, les rainures
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en spirale susdites suivent un tracé tel que leur axe correspond à une spirale d'Archimède qui, en combinaison avec la rainure radiale adjacente, provoque des déplacements radiaux égaux du barreau correspondant pour des variations angulaires égales d'une paire de plateaux par rapport à l'autre paire.
Suivant une autre forme de réalisation qui permet de maintenir absolument constante la tension de la courroie dans le cas d'emploi de deux poulies.à diamètre variable montées sur des arbres à distance constante l'un de l'autre, les rainures en spirale susdites suivent un tracé tel que, en combinaison avec les rainures radiales, les déplacements radiaux des barreaux qui en résultent dans la poulie à diamètre variable oébissent à la loi définie par la formule
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L = 3 E + 11- ( Dl + D2) + ( Dl - Da) 2
4 E dans laquelle L désigne la longueur de la courroie, la distance constante entre les axes des deux arbres, 16 le rapport de la longueur d'une circonférence à son diamètre, D1 le diamètre d'une des poulies, D2 le diamètre de l'autre poulie au même moment.
Afin de réaliser un guidage parfait des barreaux sans compliquer le montage de ceux-ci entre les plateaux, suivant l'invention, les rainures radiales sont ménagées dans les plateaux intérieurs et les guides des barreaux qui coulissent dans ces rainures radiales sont des guides prismatiques dont la dimension dans le sens radial est supérieure à la largeur des rainures radiales, tandis que le diamètre des tourillons cylindriques engagés dans les rainures en forme de spirale est,tout au plus égal à la largeur des rainures radiales.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire qui représentent schématiquement,
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et à titre d'exemple seulement, auelques formes de réali- sation du variateur suivant l'invention.
La figure 1 représente, en perspective, après coupes partielles, une poulie à dimaètre variable d'un variateur " de vitesse réalisé suivant l'invention.
La figure 2 représente, partiellement en vue et partiellement en coupe diamétrale, un variateur de vitesse selon l'invention comprenant deux poulies à diamètre varia- ble commandées simultanément.
La figure 3 représente, d'une façon semblable à la figure 2, un variateur de vitesse selon l'invention dans , lequel le dispositif de commande simultanée des deux poulies' à diamètre variable diffère légèrement de celui représenté à la figure 2..
Les figures 4 et 5 représentent d'une façon semblable à la figure 2 deux autres variantes d'un variateur de vitesse selon l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
La poulie à diamètre variable représentée à la figure 1 comprend notamment une première paire de plateaux 2 et 3 perpendiculaires à l'axe de rotation 4. Ces plateaux sont solidaires l'un de ltautre par le fait ou'ils sont calés, par exemple, au moyen de vis 5, sur un manchon 6. Ils sont disposés entre deux autres plateaux 7 et 8 qui leur sont parallèles et qui sont maintenus appliqués contre eux.
Ces plateaux 7 et 8 sont solidaires en rotation par le fait qu'ils sont calés sur des bagues 9 et 10 au moyen de vis telles que 11, ces bagues présentant intérieurement des rainures parallèles à l'axe 4 de l'arbre 12 qui les porte et coopérant avec des nervures 13 de cet arbre, également pa- rallèles à l'axe de celui-ci.
La poulie à diamètre variable de la figure 1 comprend
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en outre des barreaux 14 dont deux seulement ont été représentés pour ne pas surcharger le dessin.
Les extrémités de ces barreaux sont engagées dans des rainures ménagées dans les plateaux 2, 3, 7 et 8. Les rainures des plateaux 2 et 3, désignées par 15, sont des rainures radiales, tandis que celles des plateaux 7 et 8, désignées par 16, ont l'allure d'une spirale, Ces dernières rainures suivent un tracé tel que leur axe correspond à une spirale d'Archimède qui, en combinaison avec la rainure radiale adjacente, provoque des déplacements radiaux égaux du barreau correspondant pour des variations angulaires égales de la paire de plateaux 2, 3 par rapport à la paire de plateaux 7,8
Les parties 17 des barreaux 14 engagées dans les rainures radiales 15 se présentent sous la forme de prismes.
Elles sont donc guidées dans ces rainures de façon à ne pas pouvoir changer d'orientation par rapport au plan radial moyen de la rainure radiale correspondant au barreau considéré. Les parties 18 des barreaux 14 engagées dans les rainures 16 à allure de spirale sont des tourillons cylindriques.
Afin de favoriser le guidage des barreaux dans les rainures radiales 15, les parties prismatiques 17 de ces barreaux ont une dimension.dans le sens radial, supérieure à la largeur des rainures radiales 15. En outre, le diamètre des tourillons cylindriques 18, engagés dans les rainures en forme de spirale 16, est au maximum égal à la largeur des rainures radiales 15. Ces dispositions constructives, jointes au fait que les rainures radiales sont ménagées dans les plateaux intérieurs 2 et 3, tandis que les rainures en forme de spirale sont ménagées dans les plateaux extérieurs 7 et 8, ont comme effet de faciliter le montage des barreaux entre les plateaux sans nuire
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au guidage de ces barreaux au cours de leurs déplacements dans le sens radial.
Le machon 6, qui réunit les plateaux intérieurs
2 et 3 de la poulie à diamètre variable, présente intérieu-,, rement des rainures hélicoïdales 19 dans lesquelles sont engagées des nervures hélicodales 20 de l'arbre 12. Il en résulte que si on immobilise l'arbre 12 suivant son axe pendant au'on déplace les plateaux 2, 3, 7 et 8 parallèlement à cet axe, les plateaux 2 et 3 subissent un déplacement angulaire par rapport aux plateaux 7 et 8 qui restent immc- biles angulairement.
Le déplacement axial des plateaux 2, 3,7 et 8 peut être effectué, comme représenté à la figure 2, au moyen d'un cadre 21 solidaire d'une tige 22 mobile paral- lèlement à l'axe des arbres 12.
Le variateur représenté à la figure 2 comprend deux poulies à diamètre variable du genre de celle repré- sentée à la figure 1. Ces deux poulies peuvent subir des ! r'j déplacements simultanés parallèlement à l'axe des arbres,.!J'
12 par le fait qu'elles sont entraînées par le cadre 21 qui leur est commun. Ce cadre se termine par des fourches
23 engagées dans des rainures circulaires 24 (figure 1) ' !!! des bagues 9 et 10.
Pour nue, dans ce variateur, les i, , barreaux de l'une des poulies se rapprochent de leur axe de rotation pendant que les barreaux de l'autre poulie, s'écartent de leur axe de rotation, il suffit que dans les plateaux extérieurs 7 et 8 de l'une de ces poulies, les rainures en forme de spirale. 16 soient enroulées en sens inverse des rainures en spirele correspondantes dans l'au- tre poulie. A la figure 1, on a montré en traits mixtes comment les spirales 16 doivent se présenter dans une des poulies % diamètre variable quand les spirales 16 de l'autre poulie à diamètre variable sont dirigées comme
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représenté en trait plein.
Des déplacements radiaux des barreaux des deux poulies en sens inverse l'un de l'autre pourraient également être réalisés dans le cas de rainures en spirale enroulées dans le même sens dans les deux poulies, à condition d'enrouler en sens inverse les rainures et nervures hélicoïdales qui coopèrent entre les manchons réunissant les plateaux intérieurs et les arbres sur lesquels ces manchons sont engagés.
Par le fait des déplacements axiaux égaux 2, 3, 7 et 8 des deux poulies du variateur, les déplacements angulaires des plateaux 2, 3 par rapport aux plateaux 7,8 sont les mêmes pour chaque poulie. Par le fait que les 'rainures 16 sont tracées selon des spirales d'Archimède, des déplacements angulaires égaux des plateaux 2,3 par rapport aux plateaux 7,8 provoquent des déplacements radiaux égaux des barreaux 14. Il en résulte que le diamètre d'une des poulies diminue ou augmente exactement de la quantité dont augmente ou diminue le diamètre de l'autre poulie, suivant le sens du déplacement axial des plateaux.
Ceci a pour effet de faire varier la vitesse tout en maintenant pra- tiq.uement constante la tension des courroies.,
A la figure 3, on a représenté un.autre variateur de vitesse dans lequel les deux arbres sur lesquels les poulies à dimaètre variable sont montées se déplacent axialement dans le même sens au moyen d'un bras 25 monté sur une tige 26 coulissant selon un axe parallèle aux deux arbres, tandis que le cadre 21 qui applique les plateaux 7,8 contre les plateaux 2,3 reste fixe.
Le bras 25 est -constitué par un levier pouvant pivoter en 27 par rapport à la tige coulissante 26 et être maintenu dans chacune de ces positions angulaires, par exemple, par une vis 28 engagée dans un écrou 29 solidaire
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de la tige 26, la dite vis portant deux bagues 30 et 31 applinuées de part et d'autre d'un pivot 32 norté par le levier 25. En faisant varier la position angulaire du levier 25, on peut régler la tension de la courroie.
A la figure 4, on a représenté un autre variateur de vitesse suivant l'invention dans leouel les deux arbres portant les poulies à diamètre variable sont déplacés axialement en sens opposés pour faire varier la vitesse.
A cet effet, ces deux arbres sont réunis par un levier 33 pivotant en 34 par rapport au bâti 35 supportant les arbres. Pour permettre le réglage de la tension de la courroie, on a prévu de monter le pivot 34 dans une rainure 36 de façon ou'on puisse le déplacer dans un sens ou dans l'autre parallèlement à l'axe des deux arbres portant les poulies à diamètre variable. Ce pivot peut être maintenu dans n'importe auelle position, par exemple, au moyen d'un écrou 37.
A la figure 5, on a représenté un autre variateur de vitesse suivant l'invention dans leauel la variation de vitesse est provoquée, comme à la figure 2, par un déplacement des deux poulies à diamètre variable parallèlement à l'axe des arbres 12 immobilisés axialement.
Mais, dans le cas de la figure 5, la saillie solidaire de l'arbre, au lieu d'être constituée par une nervure hélicoïdale 20, comme à la figure 2 est constituée par une broche 38 engagée dans une rainure hélicoïdale du manchon 6. Les deux poulies à diamètre variable de la figure 5 sont réalisées de la même façon. La rainure hélicoïdale de l'un des manchons est représentée en 39.
La broche 38 peut être déplacée parallèlement à l'axe de l'arbre 12 dans une rainure 40 de cet arbre afin de permettre le réglage à volonté de la tension de la courroie. Ce déplacement peut être effectué en agissant de
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l'extérieur sur une partie filetée 41.
Il est à remarquer que lorsqu'on, fait varier les rayons d'enroulement d'une courroie sur deux poulies à diamètre variable, de quantités égales et opposées, la tension de la courroie ne reste pas absolument constante.
En effet, si on considère la tension de la courroie lorsque les diamètres des deux poulies sont égaux, par suite de l'obliquité des deux brins de la courroie lorsque les diamètres sont inégaux, la longueur de la courroie n'est plus la même, de sorte que la tension de la courroie est autre.
On peut réaliser un variateur dans lequel la tension de la courroie reste absolument constante au cours d'une variation de vitesse en choisissant, pour les rainures à allure de,spirale, un tracé légèrement différent de la spirale d'Archimède, ce tracé étant tel que, en combinaison avec les rainures radiales, les déplacements radiaux des barreaux qui en résultent obéissent à la loi définie par :
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L = 2 "E + ( l + D2) + ( .Dl - Da) 2
4 E dans laquelle L désigne la longueur de la courroie, E la distance constante entre les axes des deux arbres, Ò le rapport de la longueur d'une circonférence à son diamètre, D1 le diamètre d'une des poulies, D le diamètre de l'autre poulie au même moment.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux différentes formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.