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"POULIE A DIAMETRE VARIABLE".
La présente invention est relative à une poulie à diamètre variable constituée de barreaux dont les extrémités en forme de tenon à faces latérales symétriquement inclinées par rapport à l'axe longitudinal du barreau sont engagées dans des mortaises de forme correspondante ménagées dans des plateaux tronconiques solidaires en rotation mais dont la distance est réglable par déplacement d'au moins un d'entre eux pour faire varier la dis- tance entre les barreaux, les dites mortaises étant dirigées pa- rallèlement aux génératrices des plateaux tronconiques dans les- quelles elles sont formées.
Dans les poulies de ce genre connues, les tenons ont la forme d'une queue d'aronde, c'est-à-dire qu'ils sont plus larges dans leur partie la plus éloignée du milieu de la longueur du bar reau que dans une partie plus rapprochée de ce milieu.
Ces tenons présentent, par rapport aux tenons en forme de T les plus souvent utilisés, l'avantage de ne nécessiter que @
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trois surfaces d'ajustage au lieu de cinq pour être guidés con- venablement dans les mortaises mais ils présentent l'inconvé- nient que, sous l'effet de coin qu'ils exercent sur les lèvres des mortaises lorsque les barreaux sont soumis à la force cen- trifuge et à l'effort tangentiel de la courrore transmettant la puissance motrice, ils peuvent finir par ouvrir ces lèvres ou parfois même par les casser. Il en résulte que les barreaux peuvent alors s'échapper de leurs mortaises et détruisent la poulie.
Cette tendance des lèvres des mortaises à s'ouvrir ou à se casser se manifeste surtout au voisinage de l'arbre sur lequel les plateaux tronconiques sont montés, à l'endroit où les diffé- rentes mortaises dans un même plateau tronconique ne laissent plus subsister que très peu de matière entre elles, plus spécia- lement entre les extrémités des tenons adjacents.
La présente invention a comme objet une poulie qui ne présente pas cet inconvénient et qui, cependant, nécessite moins de surfaces d'ajustage que celle dont les barreaux se terminent par des tenons en forme de T.
A cet effet, dans la poulie suivant l'invention, les deux tenons de chaque barreau sont en forme de pointe de flèche. En d'autres termes, les tenons ont la forme d'une contre-queue d'aronde.
Grâce à cette forme, la section de matière offerte par le tronc de cône entre les extrémités des tenons est sensiblement plus grande que dans le cas de mortaises pour tenons en queue d'aronde, dont les axes sont situés à la même distance l'un de l'autre.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, les barbil- lons de la pointe de flèche susdite sont raccordés à la tige de de la flèche perpendiculairement à l'axe de cette tige.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaî- tront au cours de la description des dessins annexés au présent
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mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes de réalisation d'une poulie à diamè- tre variable suivant l'invention.
La figure 1 est, dans sa moitié de gauche, une vue en élé- vation et, dans sa moitié de droite, une coupe par un plan sui- vant la ligne 1-1 de la figure 2 dans une forme d'exécution de l'invention.
La figure 2 est une vue après coupe transversale par un plan suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est, à plus grande échelle, le développement d'une coupe suivant une surface conique dont les génératrices sont perpendiculaires à celles d'un des plateaux tronconiques de la figure 1, la trace de cette coupe étant représentée par la ligne III-III de la figure 1.
La figure 4 représente, à plus grande échelle, une partie de la figure 1.
La figure 5 est une vue en élévation de l'extrémité d'un barreau, cette vue étant prise dans le sens de la flèche X de la figure 4.
La figure 6 est un développement semblable à celui de la figure 3 dans une poulie d'un type connu.
Les figures 7, 8 et 9 représentent, d'une manière semblabl. à la figure 3, une partie de trois autres variantes de la poulie suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de réfé- rence désignent des éléments identiques.
La poulie représentée aux figures 1 et 2 comprend un cer- tain nombre de barreaux 2 dont les extrémités ont la forme de tenons 3. Ces tenons sont engagés dans des mortaises 4 de forme correspondante ménagées dans des plateaux tronconiques 5 et 6 qui sont entraînés en rotation par un arbre 7 sur lequel ils sont montés. Le plateau 6 peut être déplacé axialement le long de l'arbre 7 pendant qu'il est entraîné en rotation. Ce déplace-
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ment peut être effectué en faisant pivoter autour d'un pivot 8 un levier 9 terminé par une fourche dont les branches 10 sont engagées dans une rainure 11 ménagée dans un collier 12 solidai- re du plateau tronconique 6.
Lorsqu'ils se rapprochent du plateau 5, les barreaux 2 qui; dans la position représentée, sont jointifs (voir figure 2), sont forcés à s'éloigner de l'axe de rotation en étant guidés par les mortaises 4 qui sont dirigées parallèlement aux génératrices des plateaux tronconiques 5 et 6. Les figures 1 et 2 montrent des barreaux 2 dans lesquels sont ménagées des alvéoles 13 pour le logement de courroies trapézoïdales dont une seule est représenta en 14.
Les deux tenons 3 de chaque barreaont la forme d'une poin te de flèche (figure 3) dont les deux faces latérales 15 et 16 sont symétriquement inclinées par rapport à l'axe longitudinal du barreau considéré. La forme de la pointe de flèche représen- tée à la figure 3 est telle que les deux barbillons 17 et 18 de cette pointe sont raccordés à la tige 19 de la flèche per- pendiculairement à l'axe de cette tige.
La mortaise correspondante ménagée dans le plateau tronco- nique 6 présente deux lèvres 20 et 21 dont les surfaces 22 et 23 sont en contact avec la partie élargie de la pointe de flèche con- stituant le tenon 3.
Lorsque la poulie tourne, chaque barreau est soumis à l'ac- tion de la force centrifuge. Celle-ci peut être schématisée par le vecteur C de la figure 4 qui représente une moitié de la force centrifuge s'exerçant sur tout le barreau. La force que C ne peut agir/sur les surfaces 22 et 23 des lèvres 20 et 21.
Elle peut être considérée comme la résultante de deux composantes A et B dirigées respectivement dans le sens perpendiculaire et dans le sens parallèle aux surfaces 22 et 23.
Les barreaux sur lesquels les courroies 14 passent sont, en outre, soumis à un effort tangentiel dû à la puissance transmi-
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,se par les courroies 14. Chaque tenon peut être considéré comme supportant la moitié de cet effort tangentiel, cette moitié étant représentée par le vecteur T de la figure 5. Chaque tenon est donc soumis simultanément à l'action de la composante A repré- sentée à la figure 4 et de la force T représentéeà la figure 5. Ces forces A et T donnent lieu à une résultante R (figure 3).
Cette résultante peut appliquer le tenon 3 à la fois contre la face oblique de la mortaise 4 correspondant à la face inclinée 16 de ce tenon et contre la face 23 de la lèvre 21. La résul- tante R peut donc être considérée comme l'équivalente de deux forces D et E appliquées l'une perpendiculairement à la face 16 'et l'autre perpendiculairement à la face 23. L'action du te- non 3 dans la direction de la force E doit se reporter par moi- tié sur les deux faces 22 et 23 des lèvres 20 et 21. C'est ce qui est représenté par les forces Et et E".
Si, au lieu d'un tenon 3 en forme de pointe ou de contre- queue d'aronde, on utilise des tenons 3' (figure 6) en forme de queue d'aronde dont les faces latérales 24 et 25 font entre el- les le même angle que les faces latérales 15 et 16 du barreau 3 de la figure 3, la résultante R des mêmes forces A et T que dans le cas de la figure 3 ne peut, eu égard à la direction des faces de ce tenon en queue d'aronde, avoir d'effet que sur la face 24.
On peut donc considérer cette résultante comme l'équivalente des deux forces F et G dirigées respectivement dans la direction per- pendiculaire et dans la direction parallèle à la face 24. La force G n'exerce d'effet que sur la face 25 et uniquement dans la mesure de sa composante perpendiculaire à cette face.
La comparaison des figures 3 et 6 montre que la force D est sensiblement plus petite que la force F. Il en résulte que la matière comprise entre deux mortaises adjacentes est beaucoup plus sollicitée à la flexion dans le cas des tenons en queue d'aronde 3' de la figure 6 que dans le cas des tenons en pointe de flèche ou contre-queue d'aronde 3 de la figure 3. De la solli- citation à la flexion exercée par la force D, il faut d'ailleurs
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sous-traire la sollicitation en sens inverse exercée par la force E".
Il est à remarquer, en outre, que la section soumise au plus grand moment de flexion, c'est-à-dire la section entre les extrémités des tenons, est considérablement plus grande à la fi- gure 3 qu'à la figure 6. Dans le cas de cette dernière figure, la section en question est presque nulle entre les extrémités des mortaises 4 voisines de l'axe de rotation.
Il est également à remarquer que,pour une même longueur et pour une même inclinaison de leurs faces latérales, les tenons en pointe de flèche 3 sont moins larges que les tenons en queue d'a- ronde 3' (la différence étant égale à la distance entre les lèvre de la mortaise) et permettent, par conséquent, d'utiliser un plus grand nombre de barreaux. Dans chacune des deux figures 3 et 6, on a représenté en trait mixte un deuxième barreau jointif par rapport au premier.
Il est à noter, en outre, que les forces E' et E" de la fi gure 3 qui tendent à faire fléchir les lèvres 20 et 21 autour des extrémités des barbillons 17 et 18 n'ont qu'un très faible bras de levier et que, par conséquent, leur influence pernicieuse est très faible. Cette influence peut être réduite davantage en choi sissant pour l'angle entre les deux faces 15 et 16 une valeur plus faible.
Comme on peut le constater, le nombre des surfaces à ajus- ter pour assurer un guidage parfait est limité à quatre. Il est, par conséquent, inférieur à celui nécessaire avec des tenons en forme de T.
Lors de la réalisation pratique, on peut avantageusement prévoir des plats 26 aux trois coins de la flèche,comme représen- té à la figure 7. De même, on peut prévoir des arrondis 27 ou un dégagement 28 dans les coins des mortaises.
Bien que la forme de réalisation avec barbillons 17 et 18 raccordés à la tige 19 perpendiculairement à l'axe de celle-ci
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soit particulièrement avantageuse, il va de soi que les flèches d'une forme un peu différente, comme, par exemple, celles des figures 8 et 9, devraient être considérées comme des variantes de l'invention. A la figure 8, les barbillons s'étendent légère- ment en arrière tandis qu'à la figure 9, ils se trouvent en avant du plan perpendiculaire à l'axe de la tige 19 qui passe par l'extrémité de celle-ci faisant corps avec la pointe de flè- che.
REVENDICATIONS.
1. Poulie à diamètre variable constituée de barreaux dont les extrémités en forme de tenon à faces latérales symétriquement inclinées par rapport à l'axe longitudinal du barreau sont enga- gées dans des mortaises de forme correspondante ménagées dans des plateaux tronconiques solidaires en rotation mais dont la distan- ce est réglable par déplacement d'au moins un d'entre eux pour faire varier la distance entre les barreaux, les dites mortaises étant dirigées parallèlement aux génératrices des plateaux tron- coniques dans lesquelles elles sont formées, c a r a c t é r i- s é e en ce que les deux tenons de chaque barreau sont en forme de pointe de flèche.
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"VARIABLE DIAMETER PULLEY".
The present invention relates to a pulley of variable diameter consisting of bars whose ends in the form of a tenon with lateral faces symmetrically inclined with respect to the longitudinal axis of the bar are engaged in mortises of corresponding shape formed in frustoconical plates integral with rotation but the distance of which is adjustable by displacement of at least one of them to vary the distance between the bars, said mortises being directed parallel to the generatrices of the frustoconical plates in which they are formed.
In known pulleys of this kind, the tenons have the shape of a dovetail, that is to say, they are wider in their part furthest from the middle of the length of the bar reau than in a part closer to this middle.
These tenons have, compared to the T-shaped tenons most often used, the advantage of requiring only @
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three adjustment surfaces instead of five to be properly guided in the mortises but they have the drawback that, under the wedge effect which they exert on the lips of the mortises when the bars are subjected to the Centrifugal force and with the tangential force of the heart transmitting the motive power, they can end up opening these lips or sometimes even breaking them. As a result, the bars can then escape from their mortises and destroy the pulley.
This tendency of the lips of the mortises to open or break is manifested above all in the vicinity of the shaft on which the truncated plates are mounted, at the place where the different mortises in the same truncated plate no longer allow to subsist. very little material between them, more especially between the ends of adjacent tenons.
The object of the present invention is a pulley which does not have this drawback and which, however, requires less adjustment surfaces than that of which the bars end in T-shaped tenons.
To this end, in the pulley according to the invention, the two tenons of each bar are in the shape of an arrowhead. In other words, the tenons have the shape of a dovetail counter-tail.
Thanks to this shape, the section of material offered by the truncated cone between the ends of the tenons is significantly greater than in the case of mortises for dovetail tenons, the axes of which are located at the same distance one the other.
According to an advantageous embodiment, the barbels of the aforesaid arrowhead are connected to the rod of the arrow perpendicular to the axis of this rod.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto.
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memory, which schematically represent, and by way of example only, some embodiments of a pulley with variable diameter according to the invention.
Figure 1 is, in its left half, an elevational view and, in its right half, a section through a plane along the line 1-1 of Figure 2 in an embodiment of the 'invention.
Figure 2 is a view after cross section on a plane along the line II-II of Figure 1.
Figure 3 is, on a larger scale, the development of a section along a conical surface whose generatrices are perpendicular to those of one of the frustoconical plates of Figure 1, the trace of this section being represented by line III- III of figure 1.
Figure 4 shows, on a larger scale, part of Figure 1.
FIG. 5 is a view in elevation of the end of a bar, this view being taken in the direction of the arrow X of FIG. 4.
Figure 6 is a development similar to that of Figure 3 in a pulley of a known type.
Figures 7, 8 and 9 show, in a similar manner. in Figure 3, part of three other variants of the pulley according to the invention.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
The pulley shown in Figures 1 and 2 comprises a certain number of bars 2, the ends of which have the form of tenons 3. These tenons are engaged in mortises 4 of corresponding shape formed in frustoconical plates 5 and 6 which are driven in rotation by a shaft 7 on which they are mounted. The plate 6 can be moved axially along the shaft 7 while it is being driven in rotation. This moves-
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This can be done by rotating around a pivot 8 a lever 9 terminated by a fork whose branches 10 are engaged in a groove 11 formed in a collar 12 integral with the frustoconical plate 6.
When they approach the plate 5, the bars 2 which; in the position shown, are contiguous (see Figure 2), are forced to move away from the axis of rotation being guided by the mortises 4 which are directed parallel to the generatrices of the frustoconical plates 5 and 6. Figures 1 and 2 show bars 2 in which cells 13 are provided for housing trapezoidal belts, only one of which is shown at 14.
The two tenons 3 of each bar have the shape of an arrowhead (FIG. 3), the two lateral faces 15 and 16 of which are symmetrically inclined with respect to the longitudinal axis of the bar considered. The shape of the arrowhead shown in FIG. 3 is such that the two barbs 17 and 18 of this point are connected to the rod 19 of the arrow perpendicular to the axis of this rod.
The corresponding mortise provided in the frustoconical plate 6 has two lips 20 and 21, the surfaces of which 22 and 23 are in contact with the widened part of the arrowhead constituting the tenon 3.
As the pulley rotates, each bar is subjected to the action of centrifugal force. This can be shown schematically by the vector C of FIG. 4 which represents one half of the centrifugal force exerted on the entire bar. The force that C cannot act / on the surfaces 22 and 23 of the lips 20 and 21.
It can be considered as the result of two components A and B directed respectively in the perpendicular direction and in the direction parallel to the surfaces 22 and 23.
The bars on which the belts 14 pass are, moreover, subjected to a tangential force due to the power transmitted.
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, is by the belts 14. Each tenon can be considered as supporting half of this tangential force, this half being represented by the vector T of FIG. 5. Each tenon is therefore simultaneously subjected to the action of the component A represented. felt in Figure 4 and the force T shown in Figure 5. These forces A and T give rise to a resultant R (Figure 3).
This resultant can apply the tenon 3 both against the oblique face of the mortise 4 corresponding to the inclined face 16 of this tenon and against the face 23 of the lip 21. The resultant R can therefore be considered as the equivalent. of two forces D and E applied one perpendicular to the face 16 'and the other perpendicular to the face 23. The action of hold-no 3 in the direction of the force E must be transferred by half to the two faces 22 and 23 of the lips 20 and 21. This is what is represented by the forces And and E ".
If, instead of a tenon 3 in the form of a point or dovetail counter-tail, one uses tenons 3 '(figure 6) in the form of a dovetail whose side faces 24 and 25 are between them. the same angle as the side faces 15 and 16 of the bar 3 of figure 3, the resultant R of the same forces A and T as in the case of figure 3 cannot, given the direction of the faces of this tenon in dovetail, have effect only on face 24.
We can therefore consider this resultant as the equivalent of the two forces F and G directed respectively in the perpendicular direction and in the direction parallel to the face 24. The force G has an effect only on the face 25 and only to the extent of its component perpendicular to this face.
The comparison of figures 3 and 6 shows that the force D is appreciably smaller than the force F. The result is that the material between two adjacent mortises is much more stressed in bending in the case of dovetail tenons 3 'of Figure 6 than in the case of arrowhead tenons or dovetail counter 3 of Figure 3. From the bending stress exerted by the force D, it is also necessary
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subtract the stress in the opposite direction exerted by the force E ".
It should be noted, moreover, that the section subjected to the greatest bending moment, that is to say the section between the ends of the tenons, is considerably greater in figure 3 than in figure 6 In the case of the latter figure, the section in question is almost zero between the ends of the mortises 4 adjacent to the axis of rotation.
It should also be noted that, for the same length and for the same inclination of their lateral faces, the arrowhead tenons 3 are less wide than the round tail tenons 3 '(the difference being equal to the distance between the lip of the mortise) and therefore allow a greater number of bars to be used. In each of the two Figures 3 and 6, there is shown in phantom a second adjoining bar with respect to the first.
It should be noted, moreover, that the forces E 'and E "of FIG. 3 which tend to bend the lips 20 and 21 around the ends of the barbs 17 and 18 have only a very weak lever arm. and that, therefore, their pernicious influence is very small This influence can be further reduced by choosing for the angle between the two faces 15 and 16 a lower value.
As can be seen, the number of surfaces to be adjusted to ensure perfect guidance is limited to four. It is, therefore, less than that required with T-shaped tenons.
In the practical embodiment, flats 26 can advantageously be provided at the three corners of the arrow, as shown in FIG. 7. Likewise, roundings 27 or a clearance 28 can be provided in the corners of the mortises.
Although the embodiment with barbs 17 and 18 connected to the rod 19 perpendicular to the axis thereof
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is particularly advantageous, it goes without saying that arrows of a slightly different shape, such as, for example, those of FIGS. 8 and 9, should be considered as variants of the invention. In figure 8, the barbs extend slightly backwards while in figure 9, they are in front of the plane perpendicular to the axis of the rod 19 which passes through the end of the latter forming body with arrowhead.
CLAIMS.
1. Variable-diameter pulley made up of bars whose ends in the form of a tenon with lateral faces symmetrically inclined with respect to the longitudinal axis of the bar are engaged in mortises of corresponding shape made in frustoconical plates fixed in rotation but of which the distance is adjustable by displacement of at least one of them to vary the distance between the bars, said mortises being directed parallel to the generatrices of the truncated plates in which they are formed, character i- s é e in that the two tenons of each bar are shaped like an arrowhead.