CH430363A - Variateur de vitesse à courroie trapézoïdale - Google Patents

Description

  Variateur de vitesse à courroie     trapézoïdale       Dans l'industrie il est fait usage d'appareils dénom  més variateurs de vitesse quand on veut entraîner un  élément     tournant    mené, à une vitesse de rotation diffé  rente de celle d'un élément tournant moteur.  



  Il est aussi connu des machines qui ont pour but  d'enrouler un élément souple donné tel qu'un fil ou un  ruban sur un support ou rouleau cylindrique. Quand     ce     rouleau possède un moyen d'entraînement propre et que  l'élément à enrouler est fourni à vitesse     constante    à par  tir d'un dispositif alimentaire aussi     pourvu    d'un entraî  nement propre, il est absolument nécessaire de faire  décroître la vitesse de rotation du rouleau d'une     valeur          déterminée    à chaque couche     pour    éviter     un.accroissement     de tension de l'élément à enrouler ou même sa rupture.

    Autrement dit, quand l'élément à enrouler est fourni à  vitesse constante il doit être enroulé à cette même  vitesse; ceci ne peut se faire que si la vitesse de rotation  du rouleau reste, lors de l'enroulement de chaque cou  che, inversement     proportionelle    au diamètre respectif de  chaque     couche.     



  Divers mécanismes ont déjà été prévus pour modi  fier la vitesse de rotation du rouleau pour l'adapter à la  vitesse de fourniture de l'élément à enrouler; ces méca  nismes ne sont     pas    toujours satisfaisants comme c'est  notamment le cas dans l'industrie textile pour les machi  nes dites  bancs à broches , dans lesquelles la vitesse de  rotation des rouleaux doit varier avec grande précision.  



  Les  bancs à broches  comportent essentiellement  des ailettes qui débitent les     fils    à vitesse constante en  tournant à vitesse constante autour de petits rouleaux  cylindriques dont la vitesse de rotation     diminue    après  chaque enroulement des couches de fils les unes sur les  autres pour former des bobines plus ou moins grosses.  Dans ces  bancs à broches  la variation de vitesse des  rouleaux est obtenue par un variateur formé de deux  poulies tronconiques très larges sur lesquelles une cour  roie sans     fin,    plate, est     déplaçable    transversalement à la  fin de chaque couche par l'action d'un dispositif à  rochet.

   Dans un tel variateur, la     courroie    plate a ten  dance à s'incliner par rapport aux axes des poulies et à         glisser    sur     lesdites        poulies.    En outre, à la fin de chaque  opération de bobinage, la machine étant arrêtée, il faut  ramener la courroie à la position de départ ce qui exige,  le rapprochement des deux poulies pour détendre la       courroie,    le     déplacement   <B>d</B>e la courroie qui doit     revenir     dans la position de départ, l'écartement des deux poulies       pour    retendre la     couroie.    En plus de toutes ces  manoeuvres, en cas d'allongement de la courroie,

   il faut  procéder au réglage de l'écartement des poulies de façon  à éviter le glissement de la courroie au démarrage.  



  L'inconvénient le plus grave de ces variateurs com  portant deux poulies dont les diamètres dans le plan  médian de la courroie varient simultanément de la même  valeur, réside dans la difficulté, sinon l'impossibilité,  d'obtenir des vitesses de rotation précises des rouleaux       d'enroulement,        car    les vitesses décroissantes obtenues sur  la poulie menée à diamètre     variable    qui les     entraine,     sont fonction d'une fraction  
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    dans laquelle D est le diamètre maximum de la poulie  motrice, a est une constante qui est égale à la valeur  dont le diamètre des poulies varie lors de chaque dépla  cement de la courroie,

   x est le nombre de déplacements  et d est le diamètre minimum de la poulie réceptrice tan  dis que d'un autre côté, les vitesses de rotation des cou  ches successives enroulées sur un rouleau dont le diamè  tre est d' sont fonction de la fraction  
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    où x est le nombre de couches et b l'épaisseur d'une  couche; de plus, étant donné que dans le  banc à bro  ches , le fil est fourni par des ailettes tournant à une  vitesse constante     dans    le même     sens    que les     rouleaux,    il      y a-     lieu    d'ajouter cette     vitesse    constante aux     vitesses     successives de rotation     données    par - le variateur aux  bobines.  



  A l'effet de     supprimer-lë    manque de synchronisation  entre la vitesse constante de fourniture du fil et les vites  ses de rotation des bobines obtenues par les variateurs à  poulies variables, il<B>a déjà</B> été     préconiséd7utiliserdespou-          lies    tronconiques à     génératrices    courbes     ouide    faire varier  les déplacements de la courroie par l'action d'une came.  Mais ces solutions ne suppriment pas les inconvénients  dus à l'inclinaison de la courroie ni à son     glissement,    ni à  la nécessité d'agir sur l'écartement des poulies pour  ramener la courroie à sa -position de départ ou pour la  retendre.  



  La présente invention, qui a comme but de suppri  mer, dans le cas de     l'application        mentionnée,    tous les       inconvénients    cités, concerne un variateur de vitesse à  courroie trapézoïdale pour     entraîner    un arbre mené sui  vant une vitesse de rotation variable selon une loi pré  déterminée pour enrouler en couches superposées -sur un  cylindre un élément souple fourni à     vitesse    constante.  



  Le variateur selon l'invention est caractérisé en -ce  qu'il comporte une poulie motrice à gorge invariable  recevant son mouvement d'un arbre moteur, une poulie       réceptrice    à gorge extensible montée sur un arbre mené,  une     courroie    trapézoïdale sans fin passant sur la poulie  motrice et la     poulie    réceptrice, un moyen réglant le dia  mètre d'enroulement de la poulie extensible pour obtenir  la vitesse variable selon ladite loi, un moyen de tension  agissant de façon permanente sur ladite courroie en  reprenant automatiquement son allongement     ,

  sans     modifier le diamètre d'enroulement choisi sur la poulie  réceptrice à gorge extensible pour obtenir une vitesse  désirée et en     maintenant    automatiquement constante la       tension    de ladite courroie quel que soit son diamètre  d'enroulement choisi sur ladite poulie réceptrice.  



  Dans une forme d'exécution du variateur la poulie  réceptrice à gorge extensible, montée sur un arbre mené  est formée de deux plateaux coniques pouvant être  déplacés simultanément dans des sens opposés pas un  moyen     d'entraînement    obéissant à     un    élément de com  mande afin que les     plateaux    subissent un déplacement  imposant à la poulie réceptrice une variation     dudiamétre          d'enroulement    de la     courroie    correspondant à la loi pré  déterminée de variation de la vitesse de la dite poulie.  



  Dans une     réalisation    préférentielle, l'arbre de la  poulie motrice est porté par un-     balancier    pourvu d'un  ressort éventuellement assisté d'un contrepoids et qui  pivote par rapport au bâti autour du même axe que l'ar  bre moteur qui     entraîne    la dite     poulie    par une transmis  sion.

   Le moyen de déplacement des plateaux     coniques     comporte une     douille        fixe    qui     estmontée        surle    moyeu de  chaque plateau après interposition d'un roulement à bil  les à un bout et qui est pourvue à l'autre bout d'un     filet          interne    avec lequel coopère une vis montée sur un rou  lement à billes calé sur l'arbre récepteur; cette vis est       solidaire    d'un pignon tournant, soumis à un. moyen d'en  traînement;

   une caractéristique importante de ce mon  tage réside en ce que les filets des deux douilles et des  vis correspondantes sont de pas contraires de sorte que       lesdits    plateaux se     rapprochent    et s'écartent simultané  ment lors de la rotation des vis; en outre, il est prévu des       ressorts    de compression prenant appui sur les douilles et  les     vis        afin    de     faciliter    la     rotation    de ces dernières.  



  Le moyen     d'entraînement    est un arbre     auxiliaire        sol-          licité    de façon     permanente    à la rotation par un système  quelconque tel qu'un contrepoids, mais dont l'action    n'est possible que par l'intervention d'un =élément     det:     commande constitué par une poulie ou une- came.  



  La présente invention sera plus facilement comprise  par la description suivante faite en se référant aux     dès-          sirs        annexés    qui se rapportent à un exemple de réalisa  tion donné à titre     illustratif    seulement.  



  Dans ces     dessins:     La     fig.    1 est une vue     ;en    élévation, de face et partiel  lement en coupe, d'un variateur selon l'invention, les,  poulies et les autres éléments mobiles étant dans la posi  tion     correspondant    à la     grande-    vitesse:  La     fig.    2 est une vue en élévation, de côté, à une  échelle un peu plus petite, du variateur de la     fig.    1, pour  une position du contrepoids du balancier légèrement  plus haute que celle dessinée dans la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une vue en élévation de face et partiel  lement en coupe d'un variateur selon l'invention, à  même échelle que la     fig.    1, les poulies et autres éléments       déplaçables    étant dans la position correspondant à la  petite vitesse.  



  La     fig.    4 est une vue en élévation, de côté, à une  échelle un peu plus --petite, du variateur, pour une posi  tion du contrepoids du balancier légèrement plus basse  que     celle    dessinée dans la     fig.    3.  



  La     fig.    5 est une vue schématique de profil d'une  came pour l'élément de commande.  



  La     fig.    6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la       fig.    5.  



  Dans les dessins ne sont montrés que. les     éléments-          nécessaires    à la compréhension de l'invention.  



  Sur le bâti 10, sont     fixés    les paliers 9 de     support    de  l'arbre 6 qui, par l'accouplement 6a, reçoit son mouve  ment de rotation d'un monteur non montré.- Sur cet  arbre 6, les deux bras 5 constituant le balancier peuvent  pivoter grâce aux tourillons 5a. A un bout de ces bras 5  est porté l'arbre 2; sur l'arbre 6 est fixée la roue<B>à</B> chaîne  11 sur     laquelle    passe la chaîne 13 ,transmettant     1a.rota--          tion    à la roue à     chaîne    12     fixée    sur l'arbre 2 portant la       poulie    à gorge 1 qui constitue ainsi la poulie     motrice    du  variateur.

   A l'autre bout, les bras 5     possèdent    un     -contre-          poids    7 qui équilibre les poids de la poulie motrice à  gorge 1 et     donne    la tension requise à la     courroie    trapé  zoïdale 8. Cette action du .contrepoids 7 peut être     rem--          placée    par l'action des ressorts latéraux 14; ceux-ci sont.  logés dans les tubes 15 et comprimés entre -le     fond.        15a-          et    le piston 16 dont la tige 16a est articulée en 16b aux .

    bras 5 du balancier; le fond 15a des tubes     est    articulé en  15b au bâti 10; les ressorts 14 agissent sur les bras 5 du  balancier dans le même sens que le contrepoids 7.   L'arbre récepteur ou arbre. mené 17 peut tourner  dans les paliers: 17b solidaires du bâti 10. Dans l'arbre  17 est creusée une rainure dans laquelle est logée une       clavette        17,a    qui se loge dans des rainures 18a corres  pondantes ménagées dans     l'@ailésage    du moyeu des pla  teaux coniques 18 montés coulissants     sur        l'arbïe    17; de  cette façon, les plateaux 18     entraînent    l'arbre 17 tout en  coulissant sur celui-ci.

   Sur les moyeux des plateaux sont  serrés des roulements à billes 18b, sur lesquels viennent  se placer les bouts des douilles cylindriques 19- et 20 qui  ne tournent pas mais qui coulissent sur les supports 18c  solidaires du bâti 10 et engagés dans les rainures 18d  desdites     douilles;    à l'autre bout ces     douilles    sont pour  vues de filets intérieurs avec lesquels viennent coopérer  les vis respectives 21 et 22 montées sur les roulements  21a calés sur l'arbre 17.

   Les     filets    des douilles 19 et 20  sont de pas contraires de même que les filets des vis cor  respondantes 21 et 22.     Ces    vis sont solidaires des pi-      gnons dentés 23     et24    avec     lesquelsengrèmentlespignons     25 et 26 montés sur l'arbre auxiliaire d'entraînement 27  qui est porté par les deux paliers 28 fixés au bâti 10.  



  Dans les douilles 19 et 20 sont logés les ressorts  hélicoïdaux 19b et 20b; le ressort     l9b    prend appui     contre     la vis 21 et la bague 19a solidaire de la douille 19; le  ressort 20b s'appuie sur la vis 22 et la bague 20a soli  daire de la douille 20. Ces ressorts ont     comme    but de  faciliter la rotation des vis 21 et 22 car ils équilibrent les  réactions axiales résultant de la traction de la courroie 8  sur les faces coniques des plateaux 18.  



  Sur un bout de l'arbre auxiliaire 27 est fixée la pou  lie 29 sur la jante de laquelle est enroulé un câble 30  passant sur la     poulie    de renvoi 31 et ayant un     contre-          poids    32 attaché à son     extrémité        30a.    Par     suite    de son.  sens d'enroulement sur la poulie 29, ce contrepoids dont  l'action s'opère suivant la     flèche    33, tend à faire tourner  l'arbre 27 dans le sens des aiguilles d'une montre       (fig.    2).  



  Sur l'autre bout de l'arbre auxiliaire 27 est fixée une  poulie 34 sur la jante de laquelle est enroulé un câble 35  dans un sens contraire au sens d'enroulement du câble  30 sur la poulie 29. Grâce à ce     dispositif,    le câble 35  lâché dans les sens opposé à celui de la     flèche    36, par  exemple par un système à rochet non montré, com  mande la rotation de l'arbre 27     sollicité    en permanence  à la rotation par le contrepoids 32.

   Quand l'arbre auxi  liaire 27 tourne, il fait tourner     simusltanément    les pi  gnons 25 et 26, qui eux     entrainent    les pignons 23 et 24  lesquels agissent simultanément sur les vis 21 et 22 qui à  leur tour agissent respectivement, simultanément, sur les  douilles 19 et 20 qui coulissent     axialement    et déplacent  les plateaux 18 dans des sens opposés. De cette façon,  les plateaux sont rapprochés ou écartés suivant qu'on  lâche le câble 35 ou qu'on le retire suivant la     flèche    36.  



  Dans les     fig.    1 et 2, les divers organes     déplaçables     sont montrés     dans    la position qu'ils occupent quand les  plateaux sont écartés, c'est-à-dire quand le diamètre  d'enroulement de la courroie sur la poulie réceptrice est  le plus faible, ce qui correspond à la plus grande vitesse  de rotation de l'arbre mené 17. Au fur et à mesure que  le câble 35 permet la rotation de l'arbre auxiliaire 27 du  moyen     d.'entraînement,    le diamètre     d'enroulement    de la  courroie sur la poulie réceptrice augmente jusqu'à ce  que les plateaux soient en contact, la vitesse de l'arbre  17 diminue, le balancier 5 pivote pour rapprocher la  poulie 1 de la poulie réceptrice et les ressorts 14 se com  priment.  



  Dans les     fig.    3 et 4, les organes     déplaçables        occupent     la position correspondant à la plus petite vitesse de l'ar  bre mené 17 obtenue quand les plateaux 18 sont en con  tact.  



  En vue d'obtenir sur l'arbre mené 17 une variation  de vitesse suivant une loi déterminée il est possible de  remplacer la poulie 34 par une came telle que celle  représentée à titre d'exemple dans les     fig.    5 et 6.  



  Dans ce cas, sur le tambour 41 monté sur l'arbre  auxiliaire 27, des éléments en saillie sont disposés sui  vant des génératrices. Ces éléments comportent des co  lonnettes 38 vissées dans le     tambour    et terminées par  une tête 38a; ces colonnettes portent des traverses 37  bloquées par les écrous 39; la hauteur de ces colonnettes  38 est réglable en les vissant plus ou moins fortement  dans le tambour 41 et elles sont bloquées par les écrous  40. Le câble 35 s'enroule alors sur les traverses 37.  



  Le système qui vient d'être décrit est avantageux car  il permet de varier aisément la vitesse de l'arbre mené    17 en imposant au câble 35 un mouvement correspon  dant à la loi de variation de vitesse recherchée.  



  La remise dans la position de départ correspondant  à la plus grande vitesse de l'arbre 17 est particulière  ment simple; le variateur étant à l'arrêt, on tire sur- le  câble 35 dans le sens de la flèche 36, ce qui fait remon  ter le contrepoids 32 et par la rotation de l'arbre 27 les  plateaux coniques 18 sont écartés; sous l'action du con  trepoids 7 ou des ressorts 14 la poulie motrice .1 s'écarte  automatiquement de la poulie réceptrice et la courroie 8  est maintenue parfaitement tendue; son allongement est  'aussi repris automatiquement à tout moment - par le  balancier subissant l'action du contrepoids ou des res  sorts.

Claims (1)

1. REVENDICATION Variateur de vitesse à courroie trapézoïdale pour entraîner un arbre mené suivant une vitesse de rotation variable selon une loi -prédéterminée pour enrouler en couches superposées sur un cylindre un: élément souple. fourni à vitesse constante, caractérisé en ce qu'il com porte une poulie motrice à gorge invariable recevant son mouvement d'un arbre moteur, une poulie réceptrice à gorge extensible montée -sur un arbre mené, une cour roie trapézoïdale sans fin sur la poulie motrice et la pou lie réceptrice, un moyen réglant le- diamètre d'enroule ment de la poulie extensible.

   pour obtenir la vitesse variable selon ladite loi, un moyen de tension agissant de façon permanente sur ladite courroie en reprenant automatiquement son allongement sans modifier le dia mètre d'enroulement choisi sur la poulie réceptrice à gorge extensible pour obtenir une vitesse désirée et en maintenant automatiquement constante la tension de ladite courroie quel que soit son diamètre d'enroulement choisi sur ladite poulie réceptrice. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Variateur de vitesse suivant la revendication, caractérisé en ce que la poulie réceptrice à gorge exten sible montée sur l'arbre mené est formée de deux pla teaux coniques pouvant coulisser simultanément sous l'ac tion d'un moyen de déplacement soumis à un moyen d'entraînement obéissant à un élément de commande pour que lesdits plateaux subissent un coulissement tel que la variation du diamètre d'enroulement de la cour roie sur la poulie réceptrice impose à cette poulie une vitesse de rotation correspondant à la loi prédéterminée. 2.

   Variateur de vitesse suivant la revendication, caractérisé en ce que la poulie motrice à gorge inextensi ble est monté sur un arbre porté par un balancier pivo- table par rapport au bâti de support et soumis de façon continue à un moyen tendant à le faire pivoter dans le sens opposé au sens que tend à lui imposer la traction de la courroie qui est ainsi automatiquement tendue en conservant<B>le</B> diamètre d'enroulement choisi sur la poulie à gorge extensible suivant la vitesse voulue. 3.

   Variateur de vitesse suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le moyen tendant à faire pivoter le balancier est un ressort. 4. Variateur de vitesse suivant la revendication et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la poulie motrice est entraînée par une transmission à partir d'un arbre moteur dont l'axe coïncide avec l'axe de pivote ment du balancier. 5. Variateur de vitesse suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le ressort agissant sur le balan cier est logé dans un tube articulé au bâti du support et contenant, sur le ressort, un piston articulé au dit balan cier. 6.

   Variateur de vitesse suivant la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les plateaux de la poulie récep trice montée sur l'arbre mené sont déplaçables simulta nément dans des sens opposés sous l'action du moyen de déplacement.

   7. Variateur de vitesse suivant les sous-revendica- tions 1 et 6, caractérisé en ce que le moyen de déplace ment des deux plateaux coniques comprend pour chaque plateau une douille coulissante dont un bout est monté sur le moyeu du plateau par l'intermédiaire d'un roule- ment à billes et dont l'autre bout présente un filet avec lequel coopère une vis montée sur un roulement calé sur l'arbre même et solidaire d'un pignon entraîné par le moyen d'entraînement. 8.

   Variateur de vitesse suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce que les deux douilles montées sur les moyeu des plateaux coniques ainsi que les vis corres- pondantes ont des pas inverses, de sorte que les pla teaux se rapprochent ou s'écartent simultanément par la rotation des vis dans le même sens. 9.

   Variateur de vitesse suivant les sous-revendica- tions 1 et 7, caractérisé en ce que le moyen d'entraîne ment des vis comprend un arbre auxiliaire dont la rota tion produite par l'action d'un contrepoids obéit à l'élé ment de commande suivant la loi que doit suivre la vitesse de rotation de l'arbre mené. 10.

   Variateur de vitesse suivant la sous-revendica- tion 9, caractérisé en ce que l'arbre auxiliaire possède d'une part des pignons dentés entraînant les vis coopé rant aves les douilles et d'autre part, une poulie sur laquelle est enroulé un câble portant les contrepoids et dont l'action est commandée par l'élément de commande constitué aussi par une poulie et un câble enroulé dans le sens opposé à celui du câble à contrepoids et libéré suivant la loi de variation de vitesse prédéterminée. 11.

   Variateur de vitesse suivant les sous-revendica- tions 7 et 8, caractérisé en ce que pour chaque plateau il est prévu un ressort de compression prenant appui d'un côté sur la douille, éventuellement après interposition d'une bague, et de l'autre côté sur la vis correspondante afin de neutraliser les efforts de poussée suivant l'axe résultant de la traction de la courroie sur la face conique des plateaux coniques. 12.

   Variateur de vitesse suivant la sous-revendica- tion 9, caractérisé en ce que l'élément de commande comprend une came dont le profil est choisi suivant la loi de variation de vitesse prédéterminée. 13. Variateur de vitesse suivant la sous-revendica- tion 10, caractérisé en ce que la came présente un profil réglable. 14. Variateur de vitesse suivant la sous-revendica- tion 13, caractérisé en ce que la came comporte un tam bour pourvu de colonnettes de hauteur réglable portant des traverses sur lesquelles s'enroule le câble.