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Le présent brevet a pour objet un changement de vitesse variable entre un arbre moteur et un arbre mené, se réglant automatiquement selon la valeur des couples moteur et résistant en présence, caractérisé en ce que les arbres moteur et mené sont pourvus chacun d'un organe élastique muni de moyens d'entraînement en sens rotatif, les organes élastiques étant reliés entre eux, par un élément de liaison pourvu de moyens d'entraînements cor- respondants, conditionnés à cet effet.
L'objet de l'invention se prête à de nombreuses possibilités de réalisation, tant dans l'exécution de l'organe élastique que dans l'exécu- tion de l'élément de liaison.
On décrira dans ce qui suit, l'objet de l'invention et ses modali- tés d'exécution à l'aide des dessins schématiques annexés, qui figurent à titre explicatif et non limitatif dans d'autres possibilités de réalisation.
A cet effet, la Fig. 1 représente une vue en plan du changement de vitesse dans une forme de réalisation.
La Fig. 2 représente une coupe en élévation suivant II -II, Fig.l.
La Fig. 3 représente à plus grande échelle une coupe partielle suivant III - III. Fig. l, de l'organe élastique entraîné par l'élément de liaison .
La Fig. 4 représente une vue partielle en élévation de l'élément de liaison à plus grande échelle et la Fig. 5 une vue en plan de la Fig. 4
La Fig. 6 représente une vue en élévation du changement de vites- se dans une autre forme de réalisation suivant VI- VI, Fig. 7.
La Fig. 7 représente une vue en plan du changement de vitesse dans une autre forme de réalisation.
La Fig. 8 représente une vue partielle en plan et à plus grande échelle des organes élastiques représentés à la Fig. 7.
La Fig. 9 représente une vue en plan d'un changement de vitesse où un arbre est équipé du dispositif représenté à la Fig. 2 et l'autre arbre de celui représenté à la Fig. 6.
La Fig. 10 représente une coupe en élévation suivant X - X, Fig. 9.
La Fig. 11 représente une vue en plan montrant sur le même arbre, la combinaison de l'organe élastique représenté à la Fig. 2 et de celui représenté à la Fig. 6.
La Fig. 12 représente une coupe en élévation suivant XII - XII, Fig. 11.
La Fig. 13 représente la vue avec coupe partielle en élévation d'un moyeu de bicyclette équipé du dispositif suivant les Fig. 11 et 12.
Les Figs. 14 et 15 représentent des vues en plan de portions de chaînes appropriées pour leur utilisation dans le cas des Fig. 11, 12,13.
La Fig. 16 représente une vue de profil en élévation d'un changement de vitesse réalisée dans un carter, dans une variante d'exécution de l'élé- ment de liaison.
La Fig. 17 représente la vue d'une demi-coupe en élévation à plus grande échelle suivant XVII -XVII, Fig. 16.
La Fig. 18 représente la vue en plan d'une coupe suivant XVIII - XVIII, Fig. 17.
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La Fig. 19 représente une coupe partielle à plus grande échelle dans une variante d'exécution de la Fig. 17 ou 18.
La Fig. 20 représente la vue en plan dans une portion de chaîne dans une variante constructive.
La Fig. 21 représente la vue en élévation d'un détail de la Fig.
20.
La Fig. 22 représente la vue en plan dans une portion de chaîne, dans une autre variante de construction.
La Fig. 23 représente la vue en élévation d'un détail de la Fig.22.
Les Fig. 24 et 25 représentent des vues en élévation de portions de roues d'entraînement à titre de variantes d'exécution de celles figurant aux Fig. 17 et 18.
La Fig. 26 représente une vue en développement de l'organe élasti- que en forme de spirale garni vers son extrémité libre sur sa face extérieu- re de fines rainures, et la Fig. 27 une coupe suivant XXVII - XXVII, Fig.26.
La Fig. 28 représente une vue en développement de l'organe élasti- que en forme de spirale garni vers son extrémité libre sur sa face extérieu- re d'un matériau anti-dérapant genre "ferrodo", caoutchouc, etc, et la Fig.
29 une coupe suivant XXVIV - XXVIV, Fig. 28.
La Fig. 30 représente la vue en élévation d'un organe élastique en forme de spirale dentée.
En se'reportant aux Fig. 1 2, 3, 4 5, 1 représente l'arbre mo- -heur et 2 l'arbre.mené. Sur chacun des arbres 1 et 2, est fixée en 4, une spirale 3 dont l'extrémité extérieure 15 est libre, en acier à ressort ou autre métal approprié constituant l'organe élastique envisagé, comportant dans la partie vers son extrémité extérieure des perforations 3a oualvéoles régulièrement espacées. La spirale 3 est pour l'arbre 1 logée entre deux plateaux la solidaires de l'arbre 1 et pour l'arbre 2, entre deux plateaux 2a solidaires de l'arbre 2. L'extrémité libre 15 de la spirale 3 pourra ê- tre munie d'une traverse dont les extrémités seraient guidées dans des fen- tes ou rainures pratiquées dans les plateaux la et 2a pour imposer à la spi- rale 3 une déformation désirable.
Les spirales 3 des arbres 1 et 2 sont réunies l'une à l'autre par l'élément de liaison constitué dans l'exemple, voir Fig. 3, 4, par une chaî- ne dont les extrémités 6 des maillons.5 sont dans l'exemple de forme sphéroi- dale mais peuvent être de forme conique, dont le diamètre est plus grand que celui des perforations ou alvéoles 3a pratiquées dans les bandes en spi- rale 3.
Dans les Fig. 4 et 5, on a représenté un maillon 5 dont une des extrémités 6 est de forme sphéroidale et fendue suivant 7, pour y loger l'ex- trémité 6a du maillon suivant et ainsi de suite, pour former une espèce de chaîne à maillons 5, s'articulant sur les axes 8.
Une autre variante d'exécution, voir Fig. 6, 7, 8, du dispositif consiste à fixer sur l'arbre moteur 1, deux plateaux 9 et 10, dont la péri phérie extérieure desquels est repliée. vers l'intérieur, pour former des par- ties annulaires élastiques 11 et 12, dont les périphéries intérieures sont libres. La même disposition est établie sur l'arbre mené 2. Les faces ra- diales en regard des parties élastiques 11 et 12, sont suivant des axes cir- conférentiels concentriques, pourvus de perforations ou cavités 14 de diamè- tre plus petit que celui des extrémités sphéroldales 6 régulièrement espa- cées des maillons 5, formant une chaîne comme exposé ci-dessus.
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Il s'ensuit que l'élément de liaison formé par les maillons 5 pour- ra, comme il sera expliqué dans ce qui suit, être engrené entre les disques élastiques 11 et 12 des arbres 1 et 2, suivant que les extrémités 6 des mail- lons 5 seront engagées dans les ouvertures 14 réparties par exemple sur les axes circonférentiels A, B, C, D, de l'arbre moteur 1 en rapport avec les axes circonférentiels D, C, B, A, de l'arbre mené 2.
Dans la Fig.8, on remarquera en traits interrompus la position que prennent les disques élastiques 11 et 12 lorsque la chaîne n'est pas engagée et en traits pleins lorsque les extrémités sphéroldales 6 de la chaîne 5 sont par exemple engagées dans les perforations 14, réparties sui- vant les axes circonférentiels A des parties élastiques 11 et 12 équipant l'arbre 2.
La Fig. 9 représente vu en plan un changement de vitesse, établi par la combinaison du dispositif des Fig. 1 et 2 pour l'arbre 2 et du dis- positif des Fig. 6 et 7 pour l'arbre 1, la Fig. 10 représentant une coupe en élévation suivant X - X, Fig. 9.
Aux Fig. 11 et 12, on a représenté deux plateaux rigides 16 soli- daires de l'arbre sur les faces radiales intérieures desquelles s'appuient des disques annulaires élastiques 17 en forme de cuvette légèrement bombée, analogues aux parties élastiques 11 et 12 des Fig. 6 et 7 et pourvus de per- forations 14 disposées suivant des axes circonférentiels. Entre 11 et 12 est intercalée une spirale 3 analogue à celles des Fig. 1 et 2 et pourvues en sens tangentiel d'ouvertures 3a, voir Fig. 3.
Les plateaux élastiques 17 sont pourvus à leur périphérie extérieure de pattes 17a repliées à angle droit vers l'extérieur et engagées de manière à pouvoir coulisser dans les encoches correspondantes 16a ménagées à la périphérie extérieure du plateau rigide 16, suivant les variations des diamètres à la périphérie des parties 16 résultant des réactions longitudinales transmises par l'élément de liaison à partir d'un arbre équipé de la même manière ou autrement, mais susceptible de mouvoir l'élément de liaison.
Les éléments de liaison pouvant convenir pour cette application, sont par exemple représentés aux Fig. 14 et 15.
A la Fig, 14, l'élément de liaison comporte des maillons 5 sur les axes d'articulation 8 desquels sont montés extérieurement et latéralement les proéminences 6 de forme sphéroidale ou conique et intérieurement les saillies sphéroldales 8a par exemple sous forme de billes perforées, voir Fig. 15, ou sous forme de deux petits plateaux légèrement coniques 8b enfi- lés l'un en regard de l'autre, sur les axes 8 des maillons 5. Dans le cas de la transmission à un moyeu de bicyclette,,3 19,voir Fig. 13, équipé par exemple suivant les Fig. 11 et 12, les maillons 5 pourront passer entre les dents 18, représentées à la Fig. 14 en traits interrompus, du pignon du pé- dalier. Dans ce cas, il faudra faire usage d'un tendeur pour compenser la longueur de l'enroulement résultant de la déformation que subit la spirale 3.
Dans cet exemple, les saillies 6 engrèneront avec les ouvertures 14 des plateaux élastiques 17 et les saillies 8a avec les ouvertures 3a de la spi- rale 3.
Dans l'application aux moyeux de bicyclettes, on pourra aussi faire usage d'un seul organe élastique tel une spirale 3, maintenue entre deux plateaux réglables comme aux Fig. 1 et 2, ou d'un seul organe élastique cons- titué par les parties élastiques 11 des plateaux 9, comme aux Fig. 6 et 7.
On pourra aussi renforcer l'élasticité des parties élastiques 11 des plateaux tels que 9 en interposant un ou des ressorts appropriés entre 9 et 11.
Dans les Fig. 16, 17, 18, on a représenté une autre variante d'exé- cution réalisée dans un carter où pénètrent les arbres moteur et mené et où
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l'organe de liaison est constitué par une boite renfermant deux engrenages reliés entre eux par un pignon intermédiaire et chacun en prise avec un élément élastique en forme de spirale dont sont munis les arbres moteur et mené.
En se reportant aux Fig. 16 17, 18, 1 représente l'arbre moteur et 2 l'arbre mené, maintenus par le carter proprement dit 20 et son couver- cle 21. Ces arbres 1 et 2 sont munis de plateaux rigides 35 entre lesquels sont guidés les organes élastiques 3 en forme de spirale se fixant en 4 sur les arbres 1 et 2, leur extrémité 15 étant libre.
Entre ces plateaux 35 est disposé un encadrement 22 comportant sur chaque grande face des ouver- tures circulaires 23 à la périphérie intérieure desquelles sont aménagés des chemins de roulement 24 de billes 25 en regard des chemins de roulement correspondants aménagés sur les faces latérales annulaires extérieures ou couronnes 26 des anneaux extérieurement dentées et reliés entre eux par le pignon intermédiaire 27 monté sur un axe 28 formant entretoise aux grandes faces de la boite 22. La périphérie intérieure des anneaux dentés 26 sont pourvus intérieurement.de saillies sphéroidales 29 régulièrement espacées pouvant s'introduire dans les perforations ou alvéoles 3a des spirales 3, dans leur extrémité libre 15 et régulièrement espacées.
Les petites faces extérieures 22a du boîtier 22 sont pourvues chacune d'un appendice sous for- me de tige cylindrique 30 guidée dans les douilles extérieures 31 du car- ter 20, de manière que 22 puisse coulisser entre les plateaux 35 des arbres 1 et 2. Les grandes faces longitudinales extérieures 22b du boîtier 22 complètent le guidage et à cet effet sont en contact avec une série de ga- lets tels que 32, maintenus par leurs tourillons d'extrémité, dans le car- ter 20 et son couvercle 21.
Les guides 30 peuvent comporter des gorges 33, dans l'une quelconque desquelles peut s'engager un anneau à ressort non fermé 34 logé dans une gorge 36 de l'alésage intérieur des douilles 31, afin de fixer la position du boîtier 22, et aussi le rapport des vitesses entre les arbres 1 et 2 lors de l'intervention d'une modification de la valeur du couple résistant au moteur provoquant automatiquement une avance ou un recul du boîtier 22.
Lorsqu'on désirera imposer le rapport de la vitesse, l'un des gui- des 30, voir Fig. 19, pourra être fileté extérieurement en 33a et être en- gagé dans le filetage intérieur d'une buselure 37 pouvant tourner dans l'a- lésage 38 du petit côté 20a du carter 20 et être commandée en sens rotatif par le volant de manoeuvre 39.
Dans les Fig. 26 et 27, la spirale 3 comporte vers son extrémité libre 15 une face extérieure 40 striée ou rainurée légèrement comme moyen d'entraînement, à la place des perforations 3a, comme dans les exemples précédents. L'organe de liaison sera par exemple un anneau 26 denté exté- rieurement comme dans le cas des Fig. 17 et 18, comportant sur toute sa fa- ce périphérique intérieure, des stries ou rainures 41, voir Fig. 24.
On pourra aussi, voir Fig. 28 et 29, munir la spirale 3 vers son extrémité libre 15,d'un revêtement extérieur 42 constitué par un matériau anti-dérapant, tel que ferrodo, caoutchouc ou autre matière appropriée.
Dans ce cas, on pourra faire usage d'un anneau d'entraînement garni à sa périphérie intérieure comme à la Fig. 24 ou voir Fig. 25, d'un anneau 26 garni de molettes 43 striées à leur périphérie et supportées en sens rota- tif sur de petites flasques aménagées sur la périphérie intérieure de l'an- neau 26.
Dans l'exemple des Fig. 16, 17, 18 aux spirales 3 peuvent se subs- tituer des plateaux élastiques 9 - Il et 10 - 12, comme aux Fig. 6 et 7.
Enfin dans la Fig. 30, on a envisagé de façonner l'extrémité libre
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15 de la spirale 3 en forme de dents 44, ce qui dans l'application aux moyeux de bicyclettes, permettra l'emploi de la chaîne ordinaire, voir Fig.
20, et 21 par exemple, où 45 représente le galet ou rouleau monté sur l'axe
8, avec toutefois la présence d'un tendeur de chaîne.
Dans les Fig. 20 et 21, sur la partie intérieure des axes 8 dans maillons 5 est monté un galet ou rouleau à surface cylindrique extérieure lisse ou revêtue d'un matériau anti-dérapant.
Dans les Fig. 22 et 23, sur les axes 8 des maillons de chaîne 5, peuvent osciller des douilles 46 pourvues d'un appendice 47 en forme de patin sur la surface extérieure duquel peut s'appliquer un matériau anti-dé- rapant 48. Ces genres de chaîne pourront également convenir pour l'entraî- nement de l'organe élastique 3 en forme de spirale non pourvue de trous ou alvéoles 3a, mais conditionnée par exemple suivant les Fig. 26 ou Fig. 27.
Le fonctionnement du changement de vitesse automatique s'explique aisément comme suit :
Que ce soit dans le cas des Fig. 1 ou 6, ou 10, ou 12 ou 16, les variations du couple entre l'arbre moteur 1 et l'arbre mené 2 sont en rap- port avec les déformations élastiques que subissent l'organe élastique dont ils sont munis, par l'effort transmis par l'élément de liaison envisagé.
Ainsi, dans la Fig. 1, l'arbre moteur 1 est entraîné suivant un petit diamètre de sa spirale 3, tandis que l'arbre mené 2 est entraîné suivant le grand diamètre de sa spirale 3.
Dans la Fig. 6, les organes élastiques 11 pour chaque arbre 1 et
2, sous forme de disque et en regard l'un de l'autre, s'écartent ou se rap- prochent suivant l'effort auquel les astreint leur organe de liaison.
Dans la Fig. 10, les organes élastiques d'entraînement pour l'arbre moteur 1 et pour l'arbre mené 2 sont différents, l'organe de liaison suivant par exemple les Fig. 4 et 5, pouvant convenir.
On peut aussi comme dans le cas de la Fig.l, particulièrement appli- cable aux moyeux de bicyclettes, utiliser sur un même arbre mené la combi- naison d'organes élastiques différents, ou seulement l'un d'eux, avec l'élé- ment de liaison approprié, l'arbre moteur portant un pignon d'entraînement de la chaîne appropriée, suivant la Fig. 14 ou la Fig. 15, avec l'interven- tion d'un tendeur.
Enfin dans les Fig. 16 et 17, le rapport des vitesses entre l'ar- bre moteur 1 et l'arbre mené 2, s'établit ainsi par le déplacement du boî- tier 22 en sens longitudinal, automatiquement ou imposé, voir Fig. 19.
A titre d'informations, l'objet du brevet peut s'appliquer aux dispositifs de changements de vitesse faisant l'objet des brevets belges n 432. 679 du 10.2.1939 et N 517.556 du 10.2.1953, dans lesquels l'extré- .mité 15 de.la spirale 3 serait déplacée dans une fente de profil approprié contrôlant le déplacement, dans le cas du brevet N 432.679, du plateau 19, et dans le cas du brevet n 517.556, celui de l'élément moteur 1.
En résumé, il faut considérer comme rentrant dans le cadre du do- maine du présent brevet un changement de vitesse variable entre un arbre moteur et un arbre mené, susceptible des applications les plus diverses dans tous les domaines, caractérisé par ce qui suit,
REVENDICATIONS.
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