Régulateur de couple pour train de transmission. La présente invention a pour objet un ré gulateur de couple pour train de transmis sion mécanique comprenant un ressort qui re lie le dernier mobile d'une première partie du train au premier mobile de la seconde, c'est-à-dire le mobile moteur du régulateur à son mobile récepteur, ressort dont la flexion est limitée par la disposition du régulateur.
Ce régulateur est caractérisé en ce que le mo bile moteur, monté sur l'arbre du mobile ré cepteur, est guidé hélicoïdalement par rap port à cet arbre et a son mouvement limité par une butée qu'il rencontre par suite de son déplacement axial, les surfaces de rencontre du mobile moteur et de ladite butée étant telles que la réaction normale du point de con tact comporte au moins une composante ayant même direction que l'une des deux composan tes tangentielle et axiale du mouvement hé licoïdal, dans le but que ledit mouvement soit arrêté par réaction à l'une au moins des- dites composantes.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, cinq formes d'exécution de l'objet de l'invention. Les fig. 1, 2, 5 et 6 sont des coupes semi- schématiques en élévation et représentent chacune une forme d'exécution particulière. Les fig. 3 et 4 sont des vues en élévation et en plan d'un détail d'une variante et les fig. 7 et 8 sont des détails à plus grande échelle des formes représentées par les fig. 5 et 6 et sont des vues en coupe suivant A-B et C-D.
Entre les deux plaques 1 et 2 du support: (fig. 1) est logé l'arbre 3 qui tourillonne dans ces plaques, ainsi que l'arbre non représenté de la roue 4. Cette roue reçoit sa force de la première partie du train de transmission et engrène avec le pignon 5 qui forme écrou sur un filetage 17 de l'arbre 3. Un disque 6 est rivé sur ce pignon et porte le tenon 7 d'un ressort-spiral 8 dont l'extrémité intérieure esi. fixée à la virole 9. Cette virole est chassée ou clavetée sur son ajustement de l'arbre 3 dont est encore solidaire l'assiette 10 d'une roue 11 qui constitue le premier mobile de la deuxième partie du train.
Un pignon 12 est ajusté librement sur la partie 13 de l'arbre, pignon qui est rivé sur le disque 14 et qui re- çoit son mouvement, par une roue 15, d'une bifurcation prise sur la première partie du train. La roue 11 engrène avec le pignon 16.
Dans cette première forme d'exécution, le fonctionnement du mécanisme est le sui vant: La roue 4 tourne dans un sens tel que lorsqu'elle fait tourner le pignon 5, elle le fait en môme temps se visser plus avant sur l'arbre 3. Le spiral est armé d'un angle de flexion initial, de sorte qu'il ferait se dévis ser le pignon si les dimensions et l'armage du spiral n'étaient choisis tels que lorsque le cou ple moteur de la roue 4 est à sa valeur la plus faible, il puisse encore amener le plateau 6 en contact avec le disque 14. On conçoit que lorsque ces deux pièces viennent à se toucher par suite d'une rotation relative du pignon 5 et de la virole 9, la déformation du ressort 8 soit pratiquement toujours la même et que, par conséquent, la roue 11 soit soumise à l'ac tion d'un couple constant.
La force avec la quelle la pièce 6 est appliquée contre le dis que 14 dépend de l'inclinaison du filet de vis et de la valeur instantanée du couple trans mis par le train à la roue 4. Cette force nor male au disque donne lieu à un frottement di rigé tangentiellement aux surfaces en contact. Si cé frottement a une valeur supérieure ou égale à celle de la force tangentielle prove nant du couple transmis à celui des deux dis ques qui décrit les plus grands angles, il- peut empêcher à lui seul 'tout mouvement relatif des surfaces en contact, c'est-à-dire qu'il fait équilibre à une force tangentielle due au cou ple moteur dont dépend le couple sur le mo bile 6, par lequel il est provoqué.
Si ce frotte ment est moindre que cette force tangentielle, il se produit un serrage avec friction des deux disques l'un contre l'autre jusqu'à l'instant où les disques en contact ont assez fléchi paral lèlement à l'axe pour contribuer, par leur propre réaction élastique, à établir l'équili bre, ce qui arrête du -même coup le mouve ment de rotation. Le ressort étant armé, il tend à faire tourner la roue 11 et toute la sïzite du train. Aussitôt, la rotation qu'il im prime à l'arbre 3 tend à faire se dévisser le pignon 5, ce qui permet à la roue 4 de tour ner d'une certaine quantité et de ramener par là les deux pièces 6 et 14 en contact. Ainsi, ces deux pièces restent constamment près l'une de l'autre, le ressort étant à chaque ins tant armé de la quantité dont il se désarme.
Ce serait du moins le cas si les organes du mécanisme étaient infiniment rigides.
Par le fait que ces organes doivent tou jours fléchir d'une certaine quantité pour que leur réaction élastique devienne égale<B>à</B> la force axiale qui appuie les disques 6 et 14 l'un contre l'autre, il se produit entre l'ins tant du premier contact et celui où cet équili bre est obtenu, un glissement accompagné de frottement, cela d'autant plus que la force axiale est plus grande et que les disques sont plus flexibles. Par le fait de cette flexion, la tension du ressort spiral varie entre deux li mites: celle qui correspond au premier attou chement et celle qui correspond là la plus grande déformation des disques résultant de la force axiale, le déplacement axial du dis que 6 étant toujours accompagné d'une rota tion qui arme le ressort spiral.
Il se produit ainsi une dissipation presque totale de l'éner gie motrice qui est en excès sur celle qui cor respond à la limite inférieure, une partie seu lement de cet excès s'emmagasinant dans le ressort au cours de la rotation qui accompa gne la friction.
Si les disques pouvaient être parfaitement rigides, ce serait dans les chocs qui se produi raient entre les deux disques que pourrait se dissiper cet excès d'énergie, à supposer qu'une matière infiniment rigide présente encore une dissipation dans les chocs.
On conçoit qu'on puisse à volonté faire se rapprocher les deux limites de la flexion du ressort en calculant la multiplication de mou yement à donner à la roue 14 d'après la force axiale sur le pignon 5 et d'après le coefficient de frottement.
L'armage initial du ressort pouvant être considérable devant sa variation déterminée par les deux limites ci-dessus, le couple mo teur sur la roue 11 peut être au moins aussi constant que lorsqu'il dépendrait. unique ment d'une transmission ordinaire par engre nages. Ses variations sont de brève durée et indépendantes de la tension initiale d'un res sort moteur si l'on fait abstraction de la li mite supérieure qui reste dans une certaine mesure fonction du couple moteur d'après l'explication qui précède.
Il y a lieu de remarquer que, lors de l'ar rêt du mobile moteur, la réaction tend à le faire translater axialement; comme il ne peut lui-même tourner lorsque la première partie du train en est empêchée, la force axiale s'exerce sur le filet de l'arbre qu'elle tend à faire tourner. Grâce à l'existence du coeffi cient de frottement, il existe une pente du filet pour laquelle cette action, qui accroîtrait le couple transmis à l'arbre, se trouve équili brée.
Dans la fig. 2, le disque 6, au lieu de bu ter contre une pièce mobile, bute contre le bord d'une creusure pratiquée dans le bâti. Pour que la force tangentielle à son pourtour soit aussi faible que possible, il est donné au disque un rayon aussi grand que possible et, pour que la force axiale soit assez grande pour produire l'arrêt par la réaction tangen tielle du frottement, le filet de vis doit être de pas petit. Dans les deux formes d'exécu tion ci-dessus, le mouvement hélicoïdal du disque 6 est arrêté par une réaction due<B>à</B> des surfaces qui sont normales à la compo sante axiale de ce mouvement et dont la véri table réaction, lorsqu'on tient compte du frot tement, a une direction oblique comportant deux composantes, le frottement et la force axiale qui concourent à arrêter la rotation du pignon 5.
Dans les fig. 3 et 4, les surfaces de rencontre du mobile moteur et de la pièce de butée peuvent être des éléments plans pa rallèles .à l'axe et arrêter le mouvement du pignon 6 par des réactions comportant des composantes tangentielles, situées dans les plans perpendiculaires à l'axe, au moins lors qu'on néglige le frottement. Pour cela, cha cune des deux pièces de rencontre possède au moins une dent par laquelle elle rencontre l'autre pour une valeur donnée du déplace- ment axial,- la trajectoire de celle qui est mobile pénétrant au delà du plan perpendicu laire à l'axe mené par la pointe de l'autre.
La pénétration de. cette- dent mobile au delà du plan dépend en même temps du pas du mouvement hélicoïdal et du nombre de dents présentées soit par le mobile moteur, soit par la pièce de butée.
On conçoit que, lorsque deux dents sont ainsi venues en contact, le ressort spiral soit armé d'un angle déterminé comme dans les formes d'exécution 1 et 2, puisque, par suite de la détente du spiral, l'arbre 8 tourne et propulse en arrière le pignon 5, de manière à libérer à nouveau les dents en prise, ce qui permet au rouage moteur de tourner de nou veau. d'un certain angle limité par une nou velle butée tangentielle.
On voit que dans ce dernier cas, le nom bre des dents de la pièce qui les porte peut être quelconque, à partir de 1. Une dent uni que peut être constituée par un bras radial solidaire du pignon 5 qui tournera de un tour exactement s'il rencontre une butée fixe, cha que fois qu'il sera libéré. Dans le cas des bu tées tangentielles, la pièce de butée peut aussi être faite mobile. S'il s'agit d'un mouvement d'horlogerie, l'arbre â peut occuper un rang quelconque dans le train de transmission et être, par exemple, celui qui porte l'aiguille des secondes.
Le rapport des vitesses du mobile moteur et de la pièce de butée peut être quelconque, égal à 1 ou à un nombre quelconque positif ou négatif: Lorsqu'il vaut -f- 1, c'est-à-dire lorsque les vitesses sont égales et de même sens, les phénomènes de friction entre les deux disques disparaissent et la pente du fi let de vis doit être calculée spécialement pour que- le couple transmis au mobile récepteur soit limité.
Les fig. 5 et 6 montrent deux autres ma nières d'obtenir le déplacement hélicoïdal du mobile moteur. Au lieu qu'il soit produit par un filetage de l'arbre, il résulte d'un bâton net 26 (fig. 5) monté librement entre les bras 25 et 22. Le bras 22 est rivé sur le pignon 5 et le bras 25 est solidaire de l'arbre 3 comme la virole 9. Le bâtonnet est monté au travers de trous coniques et est retenu par des têtes plus grandes que ces trous formées à ses deux extrémités.
Les choses sont réglées de manière que lorsque le couple a sa valeur la plus faible; il puisse maintenir le bâtonnet 26 dans une position verticale, cela à l'encontre du ressort spiral 8 qui, par le fait d'une tension ini tiale, tend à faire pencher le bâtonnet en ar rière, c'est-à-dire en sens inverse de l'incli naison représentée en fig. 7. Quand le cou ple devient plus grand, le bâtonnet se pen che en avant (fig. 7), ce qui a pour effet de diminuer la distance qui sépare le bras 22 du bras 25. Quand le couple atteint une cer taine limite, la butée se produit entre le bras 22 et la butée 23 et les effets en sont les mêmes que dans les formes déjà décrites. Ici, le mouvement hélicoïdal est de pente va riable; cette pente devient de plus en plus grande à mesure que le bâtonnet s'incline davantage.
Dans la fig. 6, le bâtonnet 30 se terminé par deux pointes engagées dans des creusures coniques, des bras 29 et 27. Le bras 27, soli daire du pignon 5, est recourbé de manière à pouvoir buter contre la face inférieure de la butée 23. Dans cette forme d'exécution, la pente du mouvement hélicoïdal diminue lors que le couple croît. Le jour compris entre le bras 27 et la butée 23 est limité de façon que le bâtonnet ne dépasse pas la position du plus grand écartement.
On conçoit que ces deux formes d'exécu tion se prêtent en principe aux mêmes va riantes que les deux premières. Concernant la mobilité et la fixité de la pièce de butée comme la présence de dentures ou de butées tangentielles de l'une comme de l'autre des deux pièces qui arrêtent le train moteur par leur butée.
Le mobile moteur et sa butée peuvent se rencontrer par des surfaces dont l'une au moins est une surface tronconique d'angle au sommet aigu. La pièce de butée peut être un doigt fixe qui arrête le mobile moteur une fois par tour s'il ne présente qu'un bras, et plusieurs fois par tour s'il présente une denture dont les dents puissent rencontrer ladite butée. On conçoit que si le mouvement de la seconde partie du train est régularisé d'une manière quelconque, les mouvements d'armage de la première partie puissent se faire à intervalles réguliers, par exemple à chaque seconde, et que l'un des mobiles de la première partie du train peut porter une aiguille de seconde se mouvant par sauts brusques de 1/60 de tour.