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Perfectionnement aux variateurs de vitesse.,
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L'invention est relative aux variateurs de vi- tesse et elle a specialement pour objet la réalisation d'- un variateur de vitesse susceptible de donner la plus gran- de gamme de variations possible, tout en maintenant.le cou- ple disponible à la sortie, ainsi que le rendement, dans des valeurs admissibles.
Cas conditions ne sont en effet pas suffisamment remplies, principalement en ce qui concerne leur application aux machines, par les différents types de variati8res exis- tant, qu'il s'agisse de variations par frottement de roule- ment, des variateurs hydrauliques, aléolithiques ou élec- triques ou encore des variateurs utilisant des courroies trapézoïdales et des poulies à flasques mobiles.
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Le variateur de vitesse conforme à l'invention con- siste essentiellement dans la combinaison d'un dispositif de variation associe à un train d'engrenages à rapport va- riable avec un système différentiel, de telle manière que l'arbre de sortie du dispositif de variation intermédiaire détermine par train balladeur la vitesse de rotation d'- une couronne mobile présentant une denture intérieure avec laquelle engrènent des pignons satellites portés par un
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u,w C,4, plateau récepteur du mouvement et en prise d'autre part avec un pignon central calé sur un arbre servant de pivot à la susdite couronne et susceptible d'être rendu solidaire de celle-ci ou de l'arbre moteur.
Grâce à cette combinaison, on obtient un variateur d'une gamme de vitesses beaucoup plus étendue et permettant l'arrêt ab so lu.
Le dessin annexe au present mémoire montre, unique- ment à titre d'exemple, un variateur de vitesse conforme à l'invention. Dans ce dessin,
Fig.l montre partie en vue, partie en coupe, un variateur de vitesse utilisant comme organe de variation . associé un dispositif à chaîne et poulies à flasques mobi- les de construction connue.
Fig. est une vue de la couronne à-denture inté- rieure avec ses satellites.
Comme le montre le dessin, l'arbre 1 d'un moteur électrique 2 entraine un dispositif de variation de vites- se 3 et un plateau d'embrayage 4. Dasn le cas présent, le dispositif intermédiaire 3 est constitué par un variateur à chaîne et poulies à flasques mobiles de type connu, mais il pourrait être remplacé par tout autre dispositif convena- ble. bur l'arbre de sortie 4 du dispositif 3 peut coulisser un train baladeur 5 comprenant deux roues d'attaque 6 et 7
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de rayon différent, susceptibles d'être mises en prise par une fourchette appropriée respectivement avec les roues dentées 8 et 9 faisant partie d'un train 10 et soli- 'daire d'une couronne à denture intérieure 11.
Ue train 10' est porté librement autour d'un arbre 12 situé dans le pro- longement de l'arbre moteur 1 et portant un plateau d'em- brayage 13. qui permet de relier l'arbre 12 à l'arbre 4 cale sur le dit arbre 1 ou au train 10 par le plateau 14 solidaire de ce dernier.
Avec la denture intérieure de la couronne 11 sont en prise deux pignons satellites 15 dont les axes 16 sont solidaires d'un plateau 17 portant l'arbre mené 18. Les pignons satellites 15 engrènent enfin avec un pignon 19 fixé à l'extrémité de l'arbre 12., à l'intérieur de la cou- onne 11; ce pignon 19 peut, grâce au plateau d'embrayage 13-, être rendu solidaire soit de l'arbre moteur 1, soit de la couronne 11. Bien entendu, le plateau 17 pourrait lui-même être dente pour transmettre de manière désirée le mouvement varié qu'il reçoit.
On comprend aisément que la vitesse de l'arbre mené 18 variera suivant que l'arbre moteur 1 commande di- rectement ou non le pignon 19, suivant les variations de vitesse résultant de l'organe de variation 3, et suivant que le train baladeur porté par l'arbre de sortie- 4 de ce dernier soit accouple avec l'une ou l'autre des roues den- tees a et 9. Ces différentes alternatives permettent d'- obtenir une variation de vitesse très etendue, qui ira par exemple de 0 à 2500 t/m, ce qui constitue la gamme la plus généralement utilisée dans le service des machines-outils; une gamme de marcne-arrière pourrait évidemment s'obtenir également.
A titre d'exemple, supposons que le moteur 2 tourne
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à 750 t/m et que les liaisons 4-13 et 6-8 sont réalisées par un moyen mécanique quelconque. Le pignon 19 tourne à 750 t/m de façon constante, tandis que la couronne 11 tour- ne à une vitesse variable selon le reglage de l'organe de variation 3. En supposant pour ce dernier un rapport de 1/5, cet organe permettra des vitesses de 336 à 1680 t/m..
La liaison 6-8 est dans le rapport 1/2,424 et la couronne 11
224 tournera à une vitesse X allant de 150 à 750 t/m. On note- ra que 11 et 19 tournent en sens contraire.,
Si le rapport des engrenages 19 et 11 est de 1 à 5, les satellites 15 tourneront à une vitesse' - 125, soit pour x = 150, = 0 et pour x = 750, = 500..
Supposons maintenant que l'on desire une vitesse rapide, on etablira les liaisons 13-14 et 7-9. la liaison 7-9 est dans le rapport 1,48/1 Par suite de la liaison 13-14,le dispositif différentiel se trouve bloqué et les variations de vitesse de l'organe variateur 3, allant de 336 à 1680 t/m se trouveront transmises à l'arbre de sortie qui tournera ainsi de : x 1.48 = 500 t/m à 1680 x 1,48 =- 2550 t/m.
Par sa construction même, le dispositif différen- tiel ainsi associé au dispositif de variation 3 agit comme multiplicateur d'effort, si l'on observe que en Fig. la force F provenant du couple résistant et agissant au centre des satellites 15 doit équilibrer les deux forces tangentiel- les motrices fl et f2 exercées par la couronne 11 et la roue centrale 19, l'une de celles-ci agissant dans le sens du déplacement et l'autre dans le sens contraire. Leur compen- sation est réalisée ici à tout moment par con structi on.
Si l'on dresse un graphique représentant la varia- tion du couple disponible à la sortie, calculé pour une for- ce constante appliquée à l'organe de liaison (chaîne, cour- roie, etc.-) du dispositif de variation intermédiaire, et en
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fonction de la vitesse de sortie, on constatera que ce couple croit de 0,11 à 0,25 quand la vitesse passe de 2500 à 500 t/m, passe à 0,45 lors de l'embrayage du différentiel, puis croît de 0,45 à 1 quand la vitesse passe de 500 à 0 t/m.
Quant à la puissance maximum à la sortie, elle est limitée, comme le couple à la sortie, par la résistan- ce de l'organe de liaison du variateur.
Il faut remarquer que,si l'on désigne par N la puissance disponible à la sortie, l'organe de liaison (chaî ne, courroie, etc) du dispositif de variation intermédiai- re transmettra, dans le cas des vitesses lentes, une puis- sance N + N'. N étant la force supplémentaire transmise à l'organe de liaison du fait de l'action de la force f2 sur le pignon central 19. Dans le cas de vitesses rapides, la puissance est réduite à N, le différentiel n'intervenant plus..