Changement de vitesse. La présente invention a pour objet un changement de vitesse permettant de donner à l'arbre conduit des vitesses qui varient en progression arithmétique.
Ce changement de vitesse, comportant des trains d'engrenage différentiels disposés pour additionner les vitesses d'arbres inter médiaires mis en rotation au moyen d'au moins un cône de roues dentées étagées, est caractérisé en ce que le cône d'engrenage, qui est rotatif, est relié aux arbres intermé diaires,, fixes dans l'espace, au moyen de trains d'engrenage qui sont déplaçables de l'une à l'autre des roues du cône.
Ledit changement de vitesse est applica ble, par exemple, comme diviseur dans les machines à tailler les roues d'engrenage, soit par des fraises formées par des disques, soit par des fraises en forme de vis: On peut, dans ce cas, commander le ou les cônes ro tatifs par le ou les trains différentiels, l'appa reil étant réversible.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention. Sur ce dessin, les mêmes chiffres de référence désignent les pièces équivalentes.
La fig. 1 est une vue schématique en plan d'une de ces formes d'exécution; La fig. 2 est une vue analogue d'une se conde forme d'exécution; La fig. 3 est une coupe de la fig. 2 par un plan 3-3; La fig. 4 est une vue schématique en plan d'une troisième forme d'exécution; La fig. 5 est la coupe transversale corTes- pondante par un plan 5-5.
Dans la première forme d'exécution repré sentée, le cône 1, porté par l'arbre rotatif 9, est constitué de neuf roues dentées dont les diamètres sont en progression arithmétique de 1 à 9. A proximité de la plus grande roue du cône 1 est disposée une roue 10, montée librement sur- l'arbre 9 et solidaire du bâti de l'appareil.
Parallèlement à l'arbre 9 sont disposés trois arbres 2, 2a, 2b, tourillonnant dans le bâti et, par conséquent, fixes dans l'espace. Sur l'arbre 2 est monté à clavette longue l'un des pignons extrêmes d'un train d'engre- nage baladeur 3 qui est ainsi déplaçable le long de l'arbre .2 sans que le pignon monté sur cet arbre cesse d'être solidaire en rota tion de celui-ci. Le train baladeur 3 peut pivoter sur l'arbre 2 pour venir en prise avec l'une ou l'autre des roues du cône 1 ou avec la roue 10 solidaire du bâti. Quand le train baladeur 3 est en prise avec cette dernière roue, qui est fixe, l'arbre 2 est im mobilisé.
Il y a un train baladeur 3@, analogue au précédent, sur l'arbre 2' et un autre, 3'', sur l'arbre 2u.
L'arbre 2 commande la roue conductrice 5 d'un premier train différentiel par l'inter médiaire d'un couple de roues denteSes 11. L'arbre 21, commande, au moyen d'un pignon 12, la cage 8 portant les pignons satellites 7 de ce même train. La roue réceptrice de celui-ci est solidaire de la roue conductrice 5a d'un second train identique. La cage porte-satellites 8 de ce dernier train est commandée par le pignon 13 calé sur l'arbre 2u. La roue réceptrice 6-1 du dernier train est solidaire de l'arbre 14.
Les deux trains différentiels ont leur roue conductrice et leur roue réceptrice égales.
Il en résulte que si l'on imprime une ro tation à la roue 5, les cages 8 et 8-l étant maintenues fixes, ce mouvement est transmis à la roue réceptrice 6@, sans changer de grandeur ni de signe. Un mouvement de ro tation imprimé uniquement à la cage 8 est communiqué à la roue 6#1, doublé et changé de signe. Un mouvement de rotation rr'irrté- ressant que la cage 8@ est transmis à la roue 611, doublé, mais sans changement de sens.
Les trains d'engrenage baladeurs 3, 8 31, sont constitués de manière à ce que la cage porte-satellites 8 du premier train tourne dans le sens inverse de celui de la roue 5 qui est le même que celui de la cage porte- satellite 8a. Les roues qui composent ces trains d'engrenage baladeurs sont choisis pour que les pouvoirs multiplicateurs des transmissions correspondant à chacun des arbres 2, 2a, 2 s soient entre eux comme 1, a et 50, c'est-à-dire qu'ils sont des multiples croissants de la moitié du nombre des roues de cône, augmentée d'une imité.
Dans ces conditions, la vitesse de la roue 5 varie d'unité en unité, jusqu'à 9, quand le train d'engrenage baladeur 3 est déplacé de la plus petite roue du cône 1 à la plus grande. La vitesse de la cage 8 varie de 5 en â jusqu'à 45 quand on déplace de même le train d'errgr-errage baladeur 3@;
quant à la cage 8'1, sa vitesse augmente de 50 en 50, jusqu'à 450, pour un déplacement analogue dit train d'engrenage baladeur 3L. Comme les rotations des cages porte-satel- lites sont nrultiplie-s par 2 par les différen tiels, la vitesse de la roue réceptrice<B>6"</B> croît de 10 en 10 jusqu'à 99 lorsqu'on déplace le train d'engrenage baladeur 3'' comme indiqué ci-dessus, les autres trains d'engrenage bala deurs étant art repos.
Cette vitesse croît de<B>100</B> en 100 jusqu'à 900 quand on agit de même, dans les mêmes conditions, sur le train (d'engrenage bala deur 3b.
Par suite de l'addition (les vitesses réa lisée par les traira différentiels, la roue 6 t et son arbre 14 peuvent prendre une vitesse qui varie de 0 à 999 fois celle de l'arbre 9, ainsi qu'il est expliqué par la suite.
La vitesse de l'arbre 14 est nulle quand tous les trains baladeurs sont en prise avec la roue<B>10,</B> solidaire dit bâti.
La vitesse de l'arbre 14 est égale à celle de l'arbre 9 quand le train baladeur 3 est seul en prise avec la plus petite roue du cône. Le rapport entre ces deux vitesses croît d'unité en unité, au fur et à mesure qu'on déplace le train baladeur 13 de roue en roue, vers la plus grande roue du cône 1.
Lorsque le train baladeur 3 est en prise avec la plus grande roue du cône 1, la vi tesse de l'arbre 14 est égale à neuf fois celle de l'arbre 9. Pour augmenter d'une unité le rapport des vitesse, il faut amener le train baladeur 3 en prise avec la roue fixe 10 et mettre le train baladeur O<B>P</B> en prise avec la plus petite roue du cône. Lorsqu'on mettra ensuite le train baladeur 3 en prise succes- sivement avec les diverses roues du cône, on fera varier le rapport des vitesses de 11 à 19, d'unité erl unité.
En ramenant le train baladeur 3 en prise avec la roue fixe 10 et en faisant engrener le train baladeur 3a avec la seconde roue du cône 1, on obtiendra un rapport de vitesse égal à 20. Ce rapport passera de 21 à 29, unité par unité, lorsqu'on déplacera le train baladeur 3 successivement de la plus petite roue du cône jusqu'à la plus grande.
On conçoit qu'en déplaçatrt peu à peu les trains 3 et 31, le long du cône, on obtienne des rapports de vitesses variant de 0 à 99.
A partir de ce moment, il faut faire in tervenir le troisième train baladeur 81, pour augmenter le rapport des vitesses. Le train 3b donnera les centaines, comme le train 31, donne les dizaines et le train 3 les unités.
Il suffit en quelque sorte d'écrire le nom bre qui exprime le rapport entre les vitesses de l'arbre 9 et de l'arbre 14, la base de l'appareil étant égal à 10.
.Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, l'ap pareil est réversible et peut, par conséquent, devenir un démultiplicateur de vitesses au lieu d'être un multiplicateur comme précé. demment. Si, au lieu de recueillir sur l'arbre 14 toutes les vitesses de 1 à 999, on im prime à cet arbre un mouvement circulaire et qu'on lui fasse accomplir un tour, le cône 1 tourne d'une fraction de tour comprise entre 1 et neuf cent quatre-vingt-dixneu- vième, suivant la position des trains d'engre nage baladeurs 3, 3a, 3b sur le cône.
Cette rotation peut être communiquée, par exemple, au moyen d'une vis 15 calée sur l'arbre 9, au plateau porte-pièce 16 d'une machine à tailler les engrenages. L'appareil permet alors de tailler toutes les roues dont le nombre de dents est compris entre 0 et 999, môme si ce nombre est premier.
La forme d'exécution des fig. 2 et 3 ne fournit que 400 rapports de vitesses différents, mais avec un seul train différentiel et deux trains d'engrenage baladeurs seulement, ce qui réduit considérablement le nombre des organes de l'appareil et augmente sa préci sion. Sur la fig. 2, on a représenté, pour plus de clarté, ni les arbres 2, 211, ni les trains baladeurs 3, 3a que montre la ftg. 3.
L'arbre 2 portant le train baladeur 3 commande la roue conductrice 5 du train différentiel par l'intermédiaire du double train d'engrenage 34, 35 (fig. 2). L'arbre 2a, por tant le train baladeur 811, commande la cou ronne porte-satellites 8 du train différentiel, laquelle tourne en sens inverse de la roue conductrice 5. Le diamètre de cette roue conductrice est égal à celui de la roue ré ceptrice 6.
Le train baladeur 3, lorsqu'il est en prise avec une des roues étagées du cône, commu nique à la roue réceptrice 6 du train diffé rentiel une vitesse 20 fois plus faible que celle qui est communiquée à ladite roue par le train baladeur 3a, en prise avec la même roue du cône, les différentes roues des trains baladeurs et des trains qui communiquent le mouvement des arbres 2, 2a aux organes cor respondants du train différentiel étant choisies en conséquence.
La base de' l'appareil est alors égale à 20.
Si 'l'appareil avait un cône de roues dentées comme celui de la fig. 1, il faudrait que ce cône comporte 19 roues (plus une roue fixe), ce qui serait encombrant. Pour éviter cela, on à recours à deux cônes, la, 111, comportant chacun dix roues étagées et qui sont montées sur des arbres parallèles 20, 20a. Ces arbres sont reliés par des roues d'engrenage 17, 18, 19 à l'arbre 9 qui com mande le plateau porte-pièce de la machine à diviser les engrenages. Les roues 17 et 18 sont telles que l'arbre 20 tourne deux fois plus vite que l'arbre 20e.
Les trains baladeurs 3, 3a sont rendus susceptibles de. basculer sur les arbres qui les portent, pour venir en prise avec les roues de l'un ou de l'autre cône. Ces trains baladeurs sont à cet effet pourvus chacun de deux pignons 25, 25a et 26, 261, qui sont appelés à venir en prise respectivement avec les roues d'un des cônes. Le cône 1a est d'une seule pièce, tandis que le cône lb est divisé en quatre parties, y compris la couronne dentée 10, montée concentriquement à l'arbre 20 et liée au bâti. Les autres parties du cône 1b sont animées de vitesses angulaires différentes.
Ses six roues inférieures (sur la fig. 2) sont solidaires de l'arbre 20, tandis que les roues lob, 1s'' et 14b reçoivent leur mouvement, par l'inter médiaire d'un train démultiplicateur, constitué par l'arbre 21 parallèle à 20 et par les roues 23, 24 qui engrènent respectivement avec lob, solidaire de l2b et avec 14b, roue qui est montée librement sur une douille reliant 1::'' et lsb. L'arbre 21 est commandé par l'arbre <B><U>')</U></B>0 au moyen des roues l,'' et 22.
Les diamètres des roues 22, 23, 24, 13b, 1i'' sont choisis de manière à ce que les vi tesses circonférentielles des roues L , 14b, 1@b, diminuent en progression arithmétique, d'unité en unité. L'avantage de cette dispo sition est d'éviter l'utilisation de roues d'un diamètre exagéré à l'extrémité du cône lb, et de réduire par conséquent l'encombrement de l'appareil. Tout se passe comme si le cône 1b possédait trois roues de plus dont les diamètres diminueraient en progression arithmétique.
Le train baladeur 8a étant en prise avec la roue fixe 10, si l'on déplace le train ba ladeur 2 de la plus petite roue du cône la jusqu'à la plus grande, puis de la rouie 1s'' jusqu'à la roue la plus grande du cône 1b, on communique à la roue réceptrice 6 du différentiel des vitesses qui varient, unité par unité, de 1 à 19. Pour passer à la vitesse 20, il faut mettre le train baladeur 3 ci) prise avec la roue fixe 10 et amener le train baladeur 3a en prise avec la plus petite roue du cône la. En déplaçant le train 3 comme précédemment, on obtiendra pour la roue 6 toutes les vitesses comprises entre 20 et 39.
En faisant cheminer de proche en proche le train baladeur 3" le long des cônes et en irianoeu- vrant le train baladeur 3 de la même façon, on conçoit qu'on puisse obtenir entre l'arbre 9 et la roue 6 des rapports de vitesses va riant d'unité en unité de 0 à 400, ce dernier rapport étant atteint quand les deux trains sont en prise avec la plus grande roue du cône 1b.
Ces trains d'engrenage baladeurs sont maintenus à toute position voulue par l'en- gagement des tiges d'arrêt 27 dans des trous du carter 28 tue l'appareil.
La Forme d'exécution des fig. 4 et 5 ne donne que des vitesses variant de 0 à 195, mais avec un seul différentiel, deux trains baladeurs et un seuil cône de roues étagées, de sorte lue l'appareil devient très simple.
Le cône 1 comporte dix roues non com pris la roue fixe 10, concentrique à son arbre et liée au bâti. Le cône 1 est relié par les pignons 29, 30, 31, solidaires de l'arbre 32, aux roues l' et 1"', commandées solidaire ment par le piyrrori 29 et à la roue 1" qui l'est isolément par la roue 30.
Les roues 31, 29, 30 forment avec les roues 1"' et 1" deux trains démultiplicateurs. Les diamètres respectifs de ces roues sont choisis, comme il a été indiqué à propos tue la forme d'exécution précédemment décrite, de manière à ce que les vitesses circonfé- rentielle des rouies l', 1" et 1"' décroissent en progression arithmétique, d'unité en unité. Tout se passe comme si le cône 1 avait trois roues étagées de plus et comportait par suite 13 roues.
La base de l'appareil est alors égale à 14.
Le train baladeur W étant en prise avec la roue fixe 10, si l'on déplace le train ba ladeur 3 de la rouie 1"' \à la plus grande roue du cône 1, ce train balladeur commu nique à la roue 5 (lit train différentiel, par l'intermédiaire du double train d'engrenage 34, 35, des vitesses négatives qui vont de 1 à 13. La roue 6 prend donc des vitesses positives variant tue 1 à 13.
Si l'on déplace tue même le traire bala deur 3a en laissant le train baladeur 3 sur la roue fixe 10, on communique à la cage portes-satellites 8, par l'intermédiaire de la roue 33, des vitesses qui varient de 7 en 7 depuis 7 jusqu'à 91, le pouvoir multiplicateur de la transmission étant sept fois plus grand que pour le train 3. La roue réceptrice 6 prend donc des vitesses variant de 14 à 182, puisque la vitesse de rotation de la cage 8 est transmise à la roue réceptrice 6, multi pliée par deux. Si, le train baladeur 31, étant sur la roue fixe, on a mis le train baladeur 3 en prise avec la plus grande roue du cône 1, la roue 6 a une vitesse égale à 13.
Pour passer à la vitesse 14, on doit ramener le train bala deur 3 en prise avec la roue fixe et mettre le train baladeur 3a en prise avec la roue 1"'. Lorsqu'on déplace ensuite le train baladeur 3 le long du cône, on obtient toutes les vitesses de 14 à 27. On conçoit qu'en déplaçant succes sivement les trains baladeurs 3 et 3 le long du cône, on puisse obtenir toutes les vitesses de 0 à 195, cette dernière vitesse étant ob tenue lorsque les deux trains baladeurs sont en prise avec la plus grande roue, du cône 1.
Le mouvement de l'arbre 14 portant la roue 6 peut être transmis au moyen d'un couple de roues 36, 37. Si la roue 37, par exemple, un nombre de dents moitié de celui de la roue 36, les diverses vitesses que prend l'arbre 14 seront multipliées par deux. La vitesse maximum, au lieu d'être 195, devient donc 390. Toutefois, en même temps qu'on multiplie les vitesses, on multiplie leur diffé rence et deux vitesses successives de la roue 37 présentent un écart de deux unités. Quoi qu'il en soit, on dispose de 97 vitesses sup plémentaires, allant de deux en deux, depuis 196 jusqu'à 390.
D'une façon générale, si la roue 37 est n fois plus petite que la roue 36, la vitesse de l'arbre 14 sera multipliée par n, ainsi que l'écart entre deux vitesses successives de la roue 37. Par rapport au dispositf oie la vitesse de l'arbre 14 n'est pas multipliée, on aug mente l'écart entre les vitesses extrêmes en fonction du pouvoir multiplicateur du train d'engrenage<B>36,</B> 37, en augmentant aussi l'écart entre deux vitesses successives, pro portionnellement à ce pouvoir.
On peut encore diminuer le nombre des roues d'engrenage constituant l'appareil en in versant le sens de rotation d'un ou plusieurs arbres intermédiaires, de façon à avoil, un terme soit soustractif, soit additif, au lieu d'un terme toujours additif dans la composition des vitesses.
Au lieu d'employer des trains différentiels comportant des engrenages d'angle, on pour rait aussi n'utiliser que des engrenages droits.