Train de transmission. La présente invention a pour objet un train de transmission comprenant au moins deux arbres rotatifs dont chacun est muni d'une poulie.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et quelques variantes.
Les fig. 1 et 2 sont des vues, de profil et en plan, d'un organe souple sans fin faisant partie du train de transmission dont un détaiï est représenté à plus grande échelle et en coupe en fig. 3.
Les fig. 4, 5, 6 et 7 sont des coupes à. plus grande échelle que la fig. 1 représentant des variantes de construction de l'organe sou ple. La fig. 8 représente une autre variante par une vue en élévation.
Le train de transmission représenté par-' tiellement comprend aLt moins deux arbres rotatifs parallèles tels que l'arbre 9 de fig. 3 et un organe souple sans fin de construction complexe représenté par les fig. 1 et 2. Cet. organe comprend un ruban sans fin 2 auquel sont fixés des barreaux rigides 3 et 4 disposés transversalement à ce ruban et côte à côte sur toute la longueur des faces externe et interne respectivement.
Ces barreaux ont pour effet de raidir le ruban 2 transversalement et de résister aux efforts de compression qui s'exer cent sur eux lorsque le ruban est tendu de t'un à l'autre des deux arbres rotatifs. Chacun de ces arbres porte une poulie formée de deux moitiés qui sont deux disques <I>7a</I> et<I>7b</I> dont les faces en regard 5 et 5' sont des surfaces de révolution tronconiques dont les généra trices sont symétriquement inclinées par rap port à un plan normal à l'axe de révolution qui coïncide avec celui de l'arbre 9 correspon dant.
Chacun des arbres 9 est muni de deux clavettes 6 et 6' sur lesquelles sont montés les disques 7a et 7b de manière qu'ils en soient. ,solidaires' pour la rotation et que l'un au moins de ces disques puisse coulisser sur son arbre parallèlement à l'axe; les disques 7a et 7b forment donc l'équivalent d'une poulie à gorge trapézoïdale dont seuls les flancs de la gorge sont opérants.
Celui des deux disques qui peut coulisser sur sa clavette est soumis, lors du fonctionnement, à l'action d'une force tendant à le rapprocher de l'autre disque, selon un dispositif connu non représenté ou est commandé par un mécanisme permettant qu'on rapproche les deux disques d'une poulie et qu'on éloigne de la même quantité et simul tanément ceux de l'autre poulie.
Les barreaux 3 de la face externe et 4 de la face interne sont faits en une matière fibreuse imprégnée d'une matière résineuse solide, comme un tissu ou mi carton imprégnés d'une résine synthétique; cette matière fibreuse est à nu à leurs extrémités destinées à entrer en contact avec les surfaces 5 et 5'. Le ruban 2 1Lli-même est en un tissu de fibres textiles, artificielles comme le nylon, ou naturelles.
Les barreaux 3 et 4 forment des paires dans chacune desquelles le barreau 3 et le barreau 4 sont disposés en regard l'un de l'autre et sont. fortement assemblés au moyen de rivets 8 tra- versant des trous pratiqués au travers d'eux et du ruban 2 qui est comprimé entre ces barreau., et qu'on soumet, durant le rivetage, à une traction longitudinale.
On voit en fig. 3 que le profil des bar reaux 3 et 4 projeté sur un plan pendendicu- laire à l'axe longitudinal du ruban 2 présente pour l'un et l'autre une forme trapézoïdale telle que les surfaces de contact avec les sur faces 5 et 5' sont. limitées à des zones étroites situées dans le voisinage du ruban 2 où elles ne s'étendent que sur une petite fraction de la dimension radiale de la paire.
Pour les bar reaux 3, ce résultat serait aussi obtenu si la base du trapèze opposée à celle qui est adja cente au ruban était égale à cette dernière ou plus petite., tandis que polir les barreaux 4, il est nécessaire que la base du trapèze adja cente au ruban soit plus brande que la base opposée.
Mais on peut aussi conformer les barreaux de manière que la zone de contact soit entièrement sur les extrémités des bar reaux internes 4 ou sur celles des barreaux externes 3, tout cri donnant aux faces des bar reaux qui sont adjacentes au ruban une lon gueur surpassant la largeur du ruban d'au moins une fraction :de millimètre, afin que la matière de ce ruban ne touche pas les surfa- ces 5 et 5'.
Dans les fig. 1, 2 et 3,: on a supposé que les barreaux 3 se touchent les -Lins les autres le long des brins rectilignes de l'organe souple et ont une section transversale rectangulaire, tandis que celle des barreaux 4 a la forme d'un trapèze dont la base appliquée contre le ruban a la même largeur que les barreaux 3, et dont la base opposée est moins large, pour permettre une courbure de l'organe souple suivant un arc polygonal à son passage entre les surfaces tronconiques 5 et 5'.
Dans la variante de la fig. 4, les barreaux internes 4a permettent cette courbure tout en ayant une section rectangulaire grâce au fait qu'ils sont séparés les uns des autres par une distance suffisante.
Dans la fig. 5, les barreaux 3a et 4b ont les mêmes sections que les barreaux 3 et 4 mais sont, sur les deux faces du ruban, placés < a. distance les uns des autres, de faon que leurs faces adjacentes au ruban soient sépa rées par un intervalle qui est une petite frac tion de leur largeur.
Dans la fig. 6, les barreaux sont disposé comice ceux de la fig. 4, mais leurs faces adja centes ati ruban sont incurvées cylindrique- inent, les faces 10 des barreaux 3b étant con caves et les faces 11 des barreaux 4c étant convexes, ce qui force le ruban 2a à épouser leur courbure, dont l'axe est situé du côté < le la face interne du ruban, mais qui pour rait aussi être situé du côté de la.
face externe de l'organe sans fin. Cette construction assure que les barreaux de chaque paire soient main tenus exactement parallèles.
Dans la fig. 7, les barreaux de la face interne 4d sont supposés être en métal, de sorte qu'ils peuvent être moins épais que des barreaux en matière fibreuse imprégnés d'une matière résineuse solide, tout en présentant la même résistance.
Dans la fig. 8, les barreaux des deux espèces 3c -et 4b ont une section trapézoïdale, de manière qu'on puisse imposer à l'organe sans fin des incurvations des deux sens, par exemple lorsqu'un tendeur lui est. appliqué, comprenant un rouleau agissant contre la face externe, ou une poulie à gorge trapézoï dale coopérant avec les extrémités des bar reaux 3.
\ Quelles que soient les formes des barreaux en section transversale et leur disposition :sur le ruban, l'angle a que forment avec l'axe de révolution les génératrices des surfaces 5 et 5' peut être fait au moins aussi petit que dan: les trains de transmission du genre décrit, criais déjà connu, où les barreaux de l'organe sans fin sont en bois garni de cuir aux extré mités. Cela va être expliqué en référence à la lig. 3, ainsi que les avantages qui en décou lent.
On a représenté un angle cp dont la tan gente et environ 0,20, en admettant. que cette valeur est égale ati coefficient de frotte ment des barreaux en tissu imprégné d'une résine synthétique à leur contact avec le métal des disques 7a et 7b. On voit, que cet angle est plus petit que l'angle aigu qui est compris entre une génératrice d'une surface tronco nique de ces disques et un plan normal à l'axe de révolution et qui est égal à l'angle désigné par a.
On a fait<I>a</I> aga pour éviter le coince ment des barreaux entre les disques 7ca et 7b, car un tel coincement correspondrait à un areboutement du disque 7b contre .ces bar reaux lorsqu'on voudrait le pousser vers la gauche pour faire varier le rapport des vites ses des deux arbres tels que 9. Cet arcboute- ment empêcherait que les barreaux engagés sur la poulie puissent glisser vers la périphé rie clé celle-ci quand les arbres sont immobiles.
Les susdites génératrices pouvaient être cour bes, pourvu qu'en chaque point de leurs par ties utiles elles fassent. avec un plan normal à l'axe un angle plus grand que l'angle q-; dont la tangente est égale au coefficient de frottement.
La force de frottement des barreaux contre les disques à pour valeur maximum le produit de tg. cp par une force<I>N</I> normale aux surfa ces en contact et égale au produit d'une force radiale F1 par la cosécante de l'angle a.
Cette force Pr, qui est l'une des forces radiales qui croissent. du point -d'entrée de la courroie clans la poulie au point de sortie, se décom pose en effet en la force N et en une force parallèle à l'axe (non représentée), égale e" opposée à la force désignée par F2 qui re présente la réaction du disque 7a à la poussée du barreau vers la gauche. Cette réaction est elle-même équilibrée par Lune force de rappel du. disque 7b ou par un levier non re présenté déterminant la position de ce disque l e long de son axe.
On n'a représenté les forces qu'à l'une des extrémités du barreau alors que des forces symétriques agissent à l'autre extrémité, de sorte que le barreau considéré est comprimé par une force double de F2 valant 2 Fi etg. a.
On sait. que les tensions t et to du brin menant et du brin mené d'une courroie pas sant sur une poulie cylindrique sont liées par la relation:<I>t =</I> to eka, où le nombre e. base des logarithmes népériens, a. pour expo sant le produit du coefficient de frottement k = tg .<B>99</B> par l'angle p sur l'arc duquel la courroie est en contact avec la poulie.
Dans le cas -de poulies à gorges trapézoïdales ou comme celle de la fig. 3, cette loi logarithmi que subsiste mais prend la forme: <I>t - t .</I> gk <I>a</I> coséc. c@ -o Pour examiner comment varie la force tangentielle motrice t - to en fonction du. coefficient de frottement tg. 99,
on peut sup poser qu'on donne à a sa valeur-limite q7. On a alors:<I>t --</I> to <I>=</I> to (ea séc. (p <I>-</I> 11 , .et l'on remarque que pour des valeurs de<B>k</B> comprises entre 0,20 et 0,40, le sécante des angles 9p cor respondants ne varie que peu, de 1,01981 1,07704.
On obtient ainsi, pour 7c = 0,4, <I>t-</I> to = 28,37 to, -et, pour<I>k</I> = 0,20,<I>t-</I> to_ 23,38 to lorsqu'on fait f3 <I>=</I> n dans les deux cas.
Or, il est inutile que la force tangentielle théorique d'entraînement des barreaux de bois soit plus grande que celle des barreaux 3 et 4 s'ils ne résistent pas à la force 2 F2 de com pression correspondante ou si leur faible ré sistance au flambage empêche qu'on leur donne la longueur qui permettrait que le ruban soit assez large pour supporter la ten sion t. La plus grande résistance à la com pression et au flambage des barreaux en ma- bière fibreuse imprégnée de résine synthétique solide présente donc l'avantage de rendre pra tiquement réalisable une force théorique d'en traînement d'un ordre de grandeur qui ne peut être réalisé avec les
barreaux de bois. Cette force de 23,38 to est encore plus de dix fois plus grande que celle qui pourrait être transmise par des courroies plates mon tées sur des poulies cylindriques pour les quelles on admet t= 2 to.
Le fait que les barreaux de la matière prévue peuvent être faits dix à vingt fois plus longs que leur plus petite dimension. trans- versale permet.
en outre que les rubans soient minces par rapport à leur largeur, d'où une perte négligeable de puissance imputable à la raideur de la courroie. Une autre consé quence en est l'avantage technique que les poulies peuvent être faites petites relative- ment à la puissance qu'elles doivent trans- mettre à une vitesse donnée, c'est-à-dire être économiques par leur légèreté et par un en combrement moindre que lorsque les bar reaux sont -en bois.
Dans l'application de la variante de la fig. 7, il est entendu que ce sont les barreaux 3 qui sont en contact avec les disques coniques et non les barreaux en métal qui seraient bruyants. Cette variante peut être inversée, les barreaux -de métal étant à l'extérieur.
Les rivets 8 peuvent être remplacés par des boulons avec écrous. Le ruban 2 est de préférence tissé sous sa forme sans fin, pour éviter une jointure.
L'organe souple sans fin pourrait ne por ter des barreaux transversaux que sur une face, moyennant des rondelles interposées entre l'autre face du ruban et les .têtes de rivets ou boulons.
Transmission train. The present invention relates to a transmission train comprising at least two rotary shafts, each of which is provided with a pulley.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the object of the invention and some variants.
Figs. 1 and 2 are views, in profile and in plan, of an endless flexible member forming part of the transmission train, a detail of which is shown on a larger scale and in section in FIG. 3.
Figs. 4, 5, 6 and 7 are cuts to. larger scale than fig. 1 showing alternative construction of the flexible organ. Fig. 8 shows another variant in an elevational view.
The transmission train shown partially comprises at least two parallel rotary shafts such as the shaft 9 of FIG. 3 and an endless flexible member of complex construction shown in FIGS. 1 and 2. This. member comprises an endless ribbon 2 to which are fixed rigid bars 3 and 4 arranged transversely to this ribbon and side by side over the entire length of the outer and inner faces respectively.
These bars have the effect of stiffening the tape 2 transversely and of resisting the compressive forces exerted on them when the tape is stretched from one to the other of the two rotary shafts. Each of these shafts carries a pulley formed of two halves which are two discs <I> 7a </I> and <I> 7b </I> whose facing faces 5 and 5 'are frustoconical surfaces of revolution whose genera trices are symmetrically inclined with respect to a plane normal to the axis of revolution which coincides with that of the corresponding shaft 9.
Each of the shafts 9 is provided with two keys 6 and 6 'on which the discs 7a and 7b are mounted so that they are. , integral 'for rotation and that at least one of these discs can slide on its shaft parallel to the axis; the discs 7a and 7b therefore form the equivalent of a trapezoidal groove pulley of which only the sides of the groove are operative.
That of the two discs which can slide on its key is subjected, during operation, to the action of a force tending to bring it closer to the other disc, according to a known device not shown or is controlled by a mechanism allowing that the two discs of one pulley are brought together and those of the other pulley are moved away by the same amount and simultaneously.
The bars 3 of the outer face and 4 of the inner face are made of a fibrous material impregnated with a solid resinous material, such as a fabric or cardboard impregnated with a synthetic resin; this fibrous material is exposed at their ends intended to come into contact with the surfaces 5 and 5 '. The tape 2 1Lli itself is made of a fabric of textile fibers, artificial such as nylon, or natural.
The bars 3 and 4 form pairs in each of which the bar 3 and the bar 4 are arranged opposite one another and are. strongly assembled by means of rivets 8 passing through holes made through them and of the tape 2 which is compressed between these bars., and which is subjected, during riveting, to a longitudinal traction.
We see in fig. 3 that the profile of the bars 3 and 4 projected on a plane hanging from the longitudinal axis of the strip 2 has for both a trapezoidal shape such as the contact surfaces with the sur faces 5 and 5 ' are. limited to narrow areas located in the vicinity of the strip 2 where they extend only over a small fraction of the radial dimension of the pair.
For bars 3, this result would also be obtained if the base of the trapezoid opposite to that which is adjacent to the tape was equal to the latter or smaller., While polishing the bars 4, it is necessary that the base of the trapezoid adja cente to the ribbon is heavier than the opposite base.
But the bars can also be shaped so that the contact zone is entirely on the ends of the internal bars 4 or on those of the external bars 3, any cry giving the faces of the bars which are adjacent to the tape a length exceeding the length. width of the tape at least a fraction of a millimeter, so that the material of this tape does not touch the surfaces 5 and 5 '.
In fig. 1, 2 and 3: it has been assumed that the bars 3 touch each other along the rectilinear strands of the flexible member and have a rectangular cross section, while that of the bars 4 has the shape of a trapezoid whose base applied against the tape has the same width as the bars 3, and whose opposite base is narrower, to allow a curvature of the flexible member following a polygonal arc as it passes between the frustoconical surfaces 5 and 5 ' .
In the variant of FIG. 4, the internal bars 4a allow this curvature while having a rectangular section thanks to the fact that they are separated from each other by a sufficient distance.
In fig. 5, the bars 3a and 4b have the same sections as the bars 3 and 4 but are, on both sides of the tape, placed <a. distance from each other, so that their faces adjacent to the tape are separated by an interval which is a small fraction of their width.
In fig. 6, the bars are arranged like those of FIG. 4, but their sides adja centes ati ribbon are cylindrically curved, the sides 10 of the bars 3b being con caves and the faces 11 of the bars 4c being convex, which forces the ribbon 2a to follow their curvature, the axis of which is located on the <the inner face of the tape, but which could also be located on the side of the.
external face of the endless organ. This construction ensures that the bars of each pair are hand held exactly parallel.
In fig. 7, the bars of the inner face 4d are assumed to be made of metal, so that they can be thinner than bars of fibrous material impregnated with a solid resinous material, while having the same strength.
In fig. 8, the bars of the two species 3c -and 4b have a trapezoidal section, so that the endless member can be curved in both directions, for example when a tensioner is on it. applied, comprising a roller acting against the external face, or a trapezoidal groove pulley cooperating with the ends of the bars 3.
\ Whatever the shapes of the bars in cross section and their arrangement: on the strip, the angle a formed with the axis of revolution of the generatrices of surfaces 5 and 5 'can be made at least as small as in: Transmission trains of the kind described, cried already known, where the bars of the endless organ are made of wood trimmed with leather at the ends. This will be explained with reference to lig. 3, as well as the resulting advantages.
An angle cp has been represented, the tan gente of which is approximately 0.20, assuming. that this value is equal to the coefficient of friction of the fabric bars impregnated with a synthetic resin in their contact with the metal of the discs 7a and 7b. We see that this angle is smaller than the acute angle which is between a generatrix of a frustoconical surface of these discs and a plane normal to the axis of revolution and which is equal to the angle designated by a .
We have done <I> a </I> aga to avoid the jamming of the bars between the disks 7ca and 7b, because such jamming would correspond to an abutement of the disc 7b against these bars when one wants to push it towards the left to vary the speed ratio of the two shafts such as 9. This arching would prevent the bars engaged on the pulley from sliding towards the key periphery thereof when the shafts are stationary.
The aforesaid generators could be cut, provided that at each point of their useful parts they do. with a plane normal to the axis an angle greater than the angle q-; whose tangent is equal to the coefficient of friction.
The frictional force of the bars against the discs has the maximum value of the product of tg. cp by a force <I> N </I> normal to the surfaces in contact and equal to the product of a radial force F1 by the cosecant of the angle a.
This force Pr, which is one of the increasing radial forces. from the entry point of the belt to the pulley at the exit point, is in fact decomposed into the force N and into a force parallel to the axis (not shown), equal to e "opposite to the force designated by F2 which represents the reaction of the disc 7a to the push of the bar to the left. This reaction is itself balanced by a return force of the disc 7b or by a lever not shown determining the position of this disc along its axis.
The forces have only been shown at one end of the bar while symmetrical forces act at the other end, so that the bar considered is compressed by a double force of F2 equal to 2 Fi etg. at.
We know. that the tensions t and to of the leading end and the driven end of a belt passing on a cylindrical pulley are related by the relation: <I> t = </I> to eka, where the number e. basis of natural logarithms, a. for expo sant the product of the coefficient of friction k = tg. <B> 99 </B> by the angle p on the arc of which the belt is in contact with the pulley.
In the case of pulleys with trapezoidal grooves or like that of FIG. 3, this logarithmic law that subsists but takes the form: <I> t - t. </I> gk <I> a </I> coséc. c @ -o To examine how the tangential driving force t - to varies as a function of. coefficient of friction tg. 99,
we can assume that we give a its limit value q7. We then have: <I> t - </I> to <I> = </I> to (ea sec. (P <I> - </I> 11,. And we notice that for values of <B> k </B> between 0.20 and 0.40, the secant of the corresponding angles 9p varies only slightly, from 1.01981 to 1.07704.
We thus obtain, for 7c = 0.4, <I> t- </I> to = 28.37 to, -et, for <I> k </I> = 0.20, <I> t- < / I> to_ 23.38 to when doing f3 <I> = </I> n in both cases.
However, it is useless for the theoretical tangential driving force of the wooden bars to be greater than that of the bars 3 and 4 if they do not withstand the corresponding compression force 2 F2 or if their low resistance to buckling prevents them from being given the length that would allow the tape to be wide enough to withstand the tension t. The greater resistance to compression and buckling of fibrous material bars impregnated with solid synthetic resin therefore has the advantage of making practically achievable a theoretical dragging force of an order of magnitude which cannot be achieved. made with
wooden bars. This force of 23.38 t is still more than ten times greater than that which could be transmitted by flat belts mounted on cylindrical pulleys for which we admit t = 2 t.
The fact that the bars of the intended material can be made ten to twenty times longer than their smallest dimension. transversal allows.
in addition that the tapes are thin relative to their width, hence a negligible loss of power attributable to the stiffness of the belt. Another consequence is the technical advantage that the pulleys can be made small relative to the power which they have to transmit at a given speed, that is to say, be economical by their lightness and by a in less space than when the bars are made of wood.
In the application of the variant of FIG. 7, it is understood that it is the bars 3 which are in contact with the conical discs and not the metal bars which would be noisy. This variant can be reversed, the metal bars being on the outside.
Rivets 8 can be replaced by bolts with nuts. The tape 2 is preferably woven in its endless form, to avoid seaming.
The endless flexible member could only bear transverse bars on one side, by means of washers interposed between the other side of the strip and the heads of rivets or bolts.