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"Variateur à gamme continue de vitesses pour courroies trapézoïdales".
Il y a, des variateurs de vitesses pour courroies trapézoida les à réglage sans gradins dont les poulies sont formées par deux disques chacune, qui ont été divisés en plusieurs secteurs, dont l'inclinaison par rapport à l'axe de rotation est variable. Mais ces appareils bien connus ne donnent une surface de contact cir- culaire pour la courroie que dans une seule position, tandis que toutes les autres positions forment un polygone. Il a été essayé pour cette raison de rétablir une surface de contact à peu près ronde par l'application de bandes élastiques en caoutchouc etc...
Il a été proposé aussi de donner aux secteurs, qui peuvent tourner autour de joints, une telle forme que la. surface de con- tact actuelle pour la courroie constitue partie de la. périphérie d'un cercle en chaque position des secteurs. Il s'est montré ce- pendant qu'il est impossible d'atteindre avec une telle construc- tion une portée de réglage plus grande qu'il ne l'est le cas chez les constructions connues avec des disques coniques à déplacement
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axial et qu'il est en plus impossible,en se conformant cette conditionna faire face à une condition ultérieure,
à savoir que l'angle formé par la tangente à la surface de contact de la cour- rais dans le plan radial du disque soit dans toutes les positions des secteurs égal à moitié de l'angle de coin de la courroie tra- pézoïdale.
La présente invention permet d'accomplir les deux conditions nommées ci-dessus,si le mouvement des secteurs est dirigé de ma- nière que ceux-ci déroulent sur le plan de symétrie des poulies ou sur un plan parallèle au ci-devant nommé.
Ce principe est démontré dans la figure 1, où X - X est le plan médian de toute la poulie, perpendiculaire à l'axe de rotation de la poulie' et formant en même temps le plan de symétrie de la cour roie trapézoïdale (K). L'angle (@) est moitié de l'angle de coin de la courroie,qui en chaque position des secteurs doit être égal à l'angle formé par la tangente L - L et le plan X - X. L'arc cir culaire A - B représente une section d'un des secteurs mobiles; il est montré dans les trois positions A1 - B1 jusqu'à A3 - B
La distance h1 correspond à la différence entre les aiametres plus grand et plus petit de la périphérie de la courroie en mou- vement.
L'angle (@) est l'angla au centre,appartenant à l'arc circulaire A - '3) la le centre de cet arc. Cornue il est visible de la figure 1, la condition que la tangente L - L doit toujours former le même angle (@) avec le plan X - X est accomplie,si l'arc A - B déroule sur la ligne X - X. Fendant ce roulement le centre (M) de l'arc circulaire se meut sur la ligne Y - Y, tandis que tous les autres points s'inscrivent en une cycloïde.
Si l'on prend le point extrême A de l'arc circulaire A - B pour le joint
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autour duquel le secteur doit être viré,ce centre de rotation doit pendant le passage de la position A1 - B1 à la position A2 - B2 s'approcher au plan X - X, tandis que pendant le passa- ge de la position A2 - B2 à la position A3 - B3 il doit s'é- loigner à nouveau du plan X - X. Ce mouvement correspond en géo- métrie au mouvement de la pointe d'une cycloide normale; le déplu cernent insignifiant transversalement à l'axe ae rotation (Z) peut être en pratique considéré comme négligeable et il suffit donc de faire déplacer le centre de rotation A parallèlement à l'axe de' rotation.
Au cas que le centre de rotation soit au dedans du secteur AMB, il devrait parcourir un chemin qui correspond à par- tie d'une cycloide raccourcie ( étirée ). Mais en pratique il suf fit ici aussi un déplacement dans le sens axial.
La figure la est le croquis schématique d'un appareil ou le mouvement géométrique demandé du centre de rotation est atteint en approximation très grande en guidant le centre de rotation (F) du secteur au moyen d'un levier pivotant dont le centre de rota- tion (D) est fixe par rapport à l' arbre, disposition qui non seule ment est à l'effet d'un virage du secteur,mais encore provoque le déplacement du centre de rotation de ce dernier. La figure montre un secteur détaché en section et dans sa position de vi- rage maximum, c'est-à-dire correspondant à la position A3 - B3 de la figure 11 où le cercle de course a son diamètre minimum.
Les forces centrifuges produites par la rotation des secteurs peuvent être utilisées aux vitesses élevées pour augmenter la pre sion de serrage de la courroie trapézoïdale. On peut s'imaginer que les forces centrifuges produites par la rotation du secteur conjointement avec l'arbre attaquent au centre de gravité (). La
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force centrifuge (C) obtenue de cette manière engendre ensemble avec la distance de cette force du centre de rotation du secteur et en dépendance de la vitesse de rotation un couple moteur et par conséquent une pression de serrage supplémentaire entre la courroie trapézoïdale et le secteur. Cette pression est fonction de la vitesse de rotation et d'autent plus grande que la vitesse augmente.
Il est possible d'ajuster cette pression de serrage exactement par le degré du fini superficiel et, de surcroît, par un appui élastique entre le réglage et sa tringlerie.
Comme il a été démontré aans la figure l, la tangente radiale coincide lors du roulement de l'arc circulaire A - B au plan mé- dian X - X avec l'inclinaison de.la courroie trapézoïdale à dis- tance uniforme de la médiane de la courroie, c'est-à-dire à moitié de la largeur moyenne de la courroie de façon qu'il est possible de faire varier le diamètre nominal travaillant du disque d'une manière continue du plus grand au plus petit diamètre. Par la configuration bien appropriée des secteurs on peut parvenir à ce que la course ae la courroie soit toujours circulaire.
On peut s'imaginer per ex. l'arbre du variateur de vitesses serré entre les pointes d'un tour,la courroie trapézoïdale substituée par un outil à façonner, ce dernier avançant à la mesure du virage des secteurs et on verra alors qu'aux endroits ou l'outil touche la poulie un cercle de contact est engendré, tandis qu'aux endroits non-travaillants des disques les sections pratiquées perpendicu- lairement à l'axe ae rotation puissent résulter en des polygones.
La tangente rediale possède donc sur tout le pourtour travaillant la même inclinaison. Il est dans cet ordre d'idées absolument in- différent, si l'usinage se fait sur chaque pièce individuelle ou sur un modèle servant à la suite à la reproduction des secteurs
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suivent les procédés de l'emboutissage profonde au matriçage ou du coulage ou si la forme des secteurs est déterminée par le calcul.
Au cas d'une courbure forte de la courroie trapézoïdale ou lors d'une charge excessive.,la courroie est sujette à des dé- formations élastiques, d'OÙ changement de l'angle de coin et le rétrécissement consécutif. Ces déformations sont compensées par la forme des disques, étant donné que la courroie trapézoïdale se mouvra toujours dans la zone du disque qui corresponde le mieux à sa forme. L'allongement de la courroie en résultant sera compensé- par la pression ae serrage supplémentaire. les figures 2 et 3 montrent un mode de réalisation du'varia- teur de vitesses suivant 1' invention,en section ou resp. en vue frontale.
Chacun des arbres (315) porte deux croisillons à supports (305 qui ont été assurés contre la torsion par-rapport à l'arbre par des clavettes ajustées,qui s'encastrent dans des rainures (307).
Ces supports participent donc de la rotation de l'arbre et sont déplaçables sur lui. Ces croisillons à supports (305) soutiennent les secteurs (501), qui peuvent tourner autour du centre de rota- tion (308). La construction montrée par la figure est munie de six secteurs pour chaque moitié de poulie. Les secteurs sont rac- cordés au moyen des bras de levier (309) aux leviers coudés (302) qui ont été aménagés,pivotant autour des centres de rotation (311 aux supports de soutien (304). Ces supports de soutien sont rigi- dement fixés aux arbres (315).
Les leviers coudés (302) portent chacun un curseur (303),qui glisse dans une rainure de la douille de guidage (306). La douille de guidage (306), qui peut être dé-
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placée dans le sens axial et tourne ensemble avec l'arbre est dirigée par le contrôle (350),qui,non participant de la rotation de l'arbre,transmet,au moyen de roulements à galets coniques ou tout autre palier approprié, des forces axiales à la douille de guidage.
Des tiges filetées,non montrées dans les figures ci- dessus, dirigent les douilles de guidage (306) au moyen des con- trôles (350) d'une telle manière que lors du mouvement du méca- nisme distributeur les douilles de guidage aménagées sur le même arbre ou s'approchent ou s'éloignent l'une de l'autre suivant le cas et que les douilles de guidage se trouvant sur des arbres dif férents se meuvent dans des sens opposés. Il en résulte que les secteurs d'une poulie virent en arrière,tandis qu'au même temps' les secteurs de l'autre poulie se lèvent et .réciproquement, tous les secteurs d'une moitié de poulie possédant un mouvement comman dé uniforme.
Dans les figures 2 et 3 la poulie supérieure a la position du diamètre de parcours plus grand, tandis que la poulie inférieure celle du diamètre plus petit, de sorte que la courroie trapézoïdal- s'applique à la poulie supérieure sur un cercle conformément graf 5 la poulie inférieure sur un cercle conformément p etit. Les dia- mètres des cercles ont entre eux un rapport de 9 à 40. Etant don- né que dans l'autre position extrême le rapport de transmission est de 40 à 9,il en résulte pour le variateur un changement du rapport de transmission de 92 à 402, égal à 81 à 1600 ou, ar- rondi, de 1 à 20.
Ce rapport de transmission, qui, au contraire des variateurs de vitesses connus, qui exigent des courroies spéciales, peut être atteint avec des courroies trapézoïdales normales sur- passe par beaucoup celui des dispositions connues et peut même
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être augmenté encore par l'emploi de courroies trapézoïdales .spéciales.
Pour assurer le mouvement commandé des centres de rotation des secteurs on pourra substituer le déplacement des centres de rotations dans le sens axial par un autre guidage mécanique quelconque, par ex. en -guidant les centres de rotation par des leviers pivotants ou par des glissières.