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BREVET D'INVENTION'.
" Perfectionnements apportés aux changements de vitesse Il.
L'invention est relative à des changements de vitesse du genre de ceux comportant des rouleaux satellites portés, de préférence, par une cage ou analogue, en étant en contact et tournant avec des bagues circulaires intérieu- re..et extérieure.
Pour de telles transmissions on a proposé de fai- re comporter à la bague intérieure une surface cylindrique et de diviser la bague extérieure en deux parties compor- tant chacune une surface intérieure incurvée et quelque peu sphérique, les rouleaux satellites étant montés de façon à flotter dans la cage qui les supporte, et comportant des parties cylindriques propres à venir en contact avec la bague intérieure et des parties courbes pour venir en con- tact avec la bague extérieure en plusieurs pièces, les par- ties de cette dernière, lorsque la transmission fonctionne, tendant, par la coopération des surfaces de contact cour-
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bes,de passer sur les surfaces- des rouleaux satellites et de se déplacer ainsi longitudinalement, en appuyant, par friction,
sur les rouleaux satellites et en obligeant ainsi ceux-ci de se déplacer dans le support dans lequel ils flot- tent pour venir appuyer sur la bague intérieure.
Conformément à la présente invention, dans les changements de vitesse du genre en question, les rouleaux satellites sont établis de manière à pouvoir flotter ou se déplacer suivant un léger mouvement radial et comportent des parties cylindriques et des parties ou bien courbes ou bien coniques, ces parties courbes ou coniques étant, de préférence, établies par paires en regard l'une de l'autre.
Une des bagues coopérantes est cylindrique ou comporte des parties cylindriques propres à venir en contact avec les parties cylindriques des rouleaux satellites et l'autre ce.- gue comporte des parties coniques ou courbes, établies de préférence par paires en regard l'une de l'autre,, de façon que lorsque les rouleaux satellites ont des parties courbes, des parties coniques de la bague sont en contact avec celles ci et lorsque lesdits rouleaux comportent des parties coni- ques, celles-ci sont en contact avec des parties courbes de la bague.
Les parties courbes et coniques coopérantes font un angle longitudinal tel entre elles, à leurs points de contact, que cet angle soit un peu moindre et de toute fa- çon ne dépasse pas l'angle de frottement ou de glissement des deux métaux dont sont constitués ces parties ainsi qu'il est bien connu pour les changements de vitesse du genre en question.
La bague qui comporte les parties courbes ou co- niques disposées en paires opposées ou les rouleaux satel- lites coraportant des parties coniques ou courbes disposées en paires opposées est constituée en plusieurs parties per- mettant l'entraînement, des moyens étant prévus au besoin,
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par exemple des ressorts, pour donner lieu à un mouvement longitudinal préliminaire.
Des moyens peuvent également être prévus, au be- soin, pour empêcher la rotation d'une des bagues ou de la cage qui supporte les rouleau.}: satellites, les deux autres éléments pouvant ainsi être rendus solidaires des apures à relier ou d'autres dispositifs de transmission que l'on veut actionner.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, certaines formes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre, en élévation, après coupe axia- le, une transmission établie conformément à l'invention.
La fig. 2 montre, en plan, la bague extérieure enlevée du dispositif montré sur la fig, 1.
Les fige 3 et 4 montrent, respectivement d'une façon quelque peu schématique et en coupe axiale partielle, deux variantes du dispositif établi conformément à l'inven- tion.
La transmission telle que montrée sur la fig. 1 est propre à entraîner,sous la, commande d'un arbre moteur -tournant à faible vitesse, par exemple l'arbre d'une machine à vapeur, un autre arbre, par exemple l'arbre d'une généra- trice,qui doit tourner à une vitesse notablement plus gran- de, la transmission étant établie axialement dans l'aligne- ment des arbres de la machine à vapeur et celui de la géné- ratrice.
Sur les figures, on a désigné par 6 l'arbre mo- teur portant à son extrémité la plaque latérale 7 de la cage 8 qui supporte les rouleaux satellites 9. L'autre plaque la- térale de la cage est désignée par 10 et l'arbre 6, les pla- ques 7 et 10 ainsi que la cage 8 sont montées dans des pa- liers 11.
Dans les plaques 7 et 10 de la cage sont percées, en des points écartés à des distances angulaires égales, des
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des rainures ou encoches 22 ménagées dans la face extérieure de l'anneau. Ceci n'empêche pas un déplacement axial de l'anneau mais empêche simplement celui-ci de tourner. A l'endroit-/Les deux anneaux viennent en contact suivant leurs faces intérieures, ils comportent des saillies coopérantes àf faces inclinées 23 comme montré sur la fig. 2.
L'anneau 19a est empêche de tourner par les sail- lies inclinées 23 en contact les unes des autres, mais il peut toutefois se déplacer angulairement suivant un faible angleen même temps que les anneaux 19 et 19a s'écartent axialement l'un de l'autre.
Un certain nombre d'encoches, dans lesquelles sont logés des ressorts de compression 24, sont ménagées dans l'anneau 19a, ces ressorts refoulant, à l'extérieur des pe- tits plongeurs 25 qui appuient contre l'anneau 19. Cette disposition oblige les surfaces courbes 20 d'être'en contact avec les parties coniques 15 à une pression initiale, évi- tant ainsi tout glissement au démarrage.
Le fonctionnement de la transmission sera. aisément compris par les indications données ci-dessous. L'arbre 6 tourne et entraîne le, cage 8 et les rouleaux satellites 9.
Ces derniers roulent en étant en contact avec les anneaux 19 et 19a qui, comme expliqué ci-dessus, se déplacent longitu- dinalement sur une certaine longueur sous l'effet de l'en- traînement. Ce déplacement longitudinal fait déplacer quel- que peu les rouleaux satellites vers l'intérieur dans une direction axiale, ce déplacement pouvant se faire ou bien par suite de l'élasticité des rouleaux 13 ou, dans le cas où l'axe 12 est supporté de façon à pouvoir se déplacer quel- que peu suivant un mouvement radial, par suite de ce montage.
Dans certains cas, l'élasticité des rouleaux- et le déplacement de l'axe peuvent intervenir simultanément.
Les parties cylindriques des rouleaux-9 sont ainsi en contact avec la bague cylindrique intérieure 18 formant
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ouvertures propres à recevoir les axes 12. On a, de préfé- rence, recours à trois de ces axes et ceux-ci sont montés de manière telle, sur les plaques latérales, qu'ils soient empêches de tourner. Au besoin, ils peuvent être montés de manière à permettre un léger mouvement radial vers le cen- tre de la cage.
Les rouleaux satellites 9 sont creux et sont mon- tés sur les axes 12 par l'intermédiaire de paliers à billes 13, les rouleaux constitués de préférence par des bandes en- roulées en hélice présentant une certaine élasticité. Ceci permet au rouleau satellite 9, sous charge, d'avoir les mou- vements radiaux voulus.
Dans l'exemple montré sur la fig. 1, le rouleau satellite 9 comporte deux parties extrêmes cylindriques 14 et deux parties centrales 15 inclinées l'une vers l'autre, les surfaces inclinées étant coniques ou constituées par des parties droites.
16 désigne l'arbre entraîné. Celui-ci est monté dans des paliers 17 établis sur les plaques 7 et 10 de la cage et la partie 18 de cet arore qui se trouve entre les- dites plaques constitue la bague intérieure et a une forme cylindrique propre à venir en contact avec les parties cy- lindriques 14 des rouleaux satellites 9.
Labague extérieure est constituée par deux an- neaux 19 et 19a de forme sensiblement similaire et dont les faces intérieures comportent des surfaces 20, dont les élé- ments sont courbés dans des plans passant par l'axe de ro- tation. Les surfaces courbes 20 sont en contact suivant un point avec les parties coniques 15 des rouleaux satellites 9, et l'angle de contact, en coupe longitudinale ou transversa- le axiale, est tel qu'il ne dépasse pas l'angle de frotte- ment ou de glissement pour les deux métaux.
L'anneau 19 est empêché de tourner et cela à l'ai- de des cales 21 fixées au bâti extérieur et engagées dans
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pièce avec l'arbre à commander 16, et entraîne cette bague et par conséquent ledit arbre. Il va de soi que la, vitesse de cet arbre est notablement plus élevée que celle de l'ar- bre 6, le rapport des vitesses dépendant du diamètre de la partie 18 et du diamètre des parties de la périphérie des surfaces courbes 20 des anneaux 19 et 19a qui appuient sur les surfaces coniques 15 des rouleaux satellites 9.
Au lieu de constituer les rouleaux satellites 9, comme montré sur la fig. 1 ,avec des parties coniques etles anneaux 19 et 19a avec des parties courbes, on peut, dans certains cas e comme montré sur la fig. 3, faire comporter aux rouleaux, satellites des surfaces courbes 25 qui sont quelque peu sphériques et aux- anneaux 19 et 19a @ des surfaces coniques correspondantes 26, la relation entre les courbes et cônes étant comme plus haut. Sur cette figure, les parties cylindriques 14 des rouleaux satellites sont en contact avec une partie cylindrique 18 de la bague intérieu- re.
Sur la fig. 4 est montrée une autre variante de la disposition, la, bague antérieure comportant, dans ce cas, une surface cylindrique 27 qui coopère avec les parties cylin- driques 14 des rouleaux satellites 9, les parties, courbes 25 des rouleaux satellites coopérant avec des anneaux coniques 28 portés par l'arbre intérieur. Ces anneaux coniques cons- tituent, dans ce cas, la bague intérieure. Ils peuvent être cales tous les deux sur l'arbre intérieur 16 de toute ma- nière appropriée qui permet un déplacement longitudinal et, au besoin, ils peuvent comprendre des moyens élastiques pro- pres à assurer un contact.avec tension initiale.
Dans cer- tains cas on peut leur faire comporter des saillies 23 à fa- ces inclinées et engagées les unes entre les autres de la manière décrite au sujet des fig. 1 et 2 et un seul de ces anneaux peut être calé sur l'arbre 16 par l'intermédiaire d'une clavette longue telle que 29.
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Une telle disposition est montrée sur la fig. 4.
Sur cette figure, le rouleau satellite 9 comporte, au lieu de surfaces 25, des surfaces coniques et les anneaux 28, au lieu de surfaces coniques, des surfaces courbes.
Dans certains cas, les rouleaux satellites peuvent être constitués en différentes parties et être formés par des paires d'organes susceptibles de se déplacer longitudi- nalement pour obtenir automatiquement un appui entraîneur sur la bague intérieure ou extérieure qui, dans ce cas, ne doitpas nécessairement pouvoir se déplacer longitudinale- ment, mais qui peut, au besoin, se déplacer également dans ce sens. Tout moyen approprié peut être utilisé pour produi- re l'appui avec tension initiale des parties constitutives des satellites sur les bagues coopérantes et dans ce cas également le montage des rouleaux satellites, montage qui permet le flottage de ceux-ci, assure le mouvement radial nécessaire pour produire le contact entraîneur entre les surfaces, cylindriques coopérantes.
Bien que l'on ait décrit une paire de surfs:ces coniques ou courbes en regard l'une de l'autre en ce qui concerne la bague extérieure, les rouleaux satellites ou la bague intérieure, il va de soi qu'un nombre quelconque de paires de ces éléments peut être prévu dans le rnécanis- me de transmission, ce dernier étant modifié en conséquence.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement aux modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
REVENDICATIONS.
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PATENT'.
"Improvements in gear changes II.
The invention relates to speed changes of the kind comprising satellite rollers preferably carried by a cage or the like, being in contact and rotating with inner and outer circular rings.
For such transmissions it has been proposed to have the inner ring a cylindrical surface and to divide the outer ring into two parts each having a curved and somewhat spherical inner surface, the satellite rollers being mounted so as to float. in the cage which supports them, and comprising cylindrical parts suitable for coming into contact with the inner ring and curved parts for coming into contact with the outer ring in several parts, the parts of the latter, when the transmission works, tending, by the cooperation of the short contact surfaces
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bes, to pass over the surfaces of the satellite rollers and thus move longitudinally, pressing, by friction,
on the satellite rollers and thus forcing them to move in the support in which they float in order to press on the inner ring.
According to the present invention, in gear changes of the kind in question, the satellite rollers are set up so as to be able to float or move in a slight radial movement and have cylindrical parts and parts either curved or tapered, these curved or conical parts being, preferably, established in pairs facing each other.
One of the cooperating rings is cylindrical or comprises cylindrical parts suitable for coming into contact with the cylindrical parts of the satellite rollers and the other ce.- gue comprises conical or curved parts, preferably established in pairs facing one of the further, so that when the satellite rollers have curved parts, tapered parts of the ring are in contact therewith and when said rollers have tapered parts, these are in contact with curved parts of the ring. the ring.
The cooperating curved and conical parts form a longitudinal angle such between them, at their points of contact, that this angle is a little less and in any case does not exceed the angle of friction or of sliding of the two metals of which are made. these parts as well as it is well known for the gear changes of the genre in question.
The ring which comprises the curved or tapered parts arranged in opposite pairs or the satellite rollers corresponding to the conical or curved parts arranged in opposite pairs is made up of several parts permitting the drive, means being provided if necessary,
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for example springs, to give rise to a preliminary longitudinal movement.
Means can also be provided, if necessary, to prevent the rotation of one of the rings or of the cage which supports the rollers.}: Satellites, the two other elements thus being able to be made integral with the apures to be connected or of other transmission devices that you want to operate.
The accompanying drawing shows, by way of example, certain embodiments of the invention.
Fig. 1 shows, in elevation, after axial section, a transmission established in accordance with the invention.
Fig. 2 shows, in plan, the outer ring removed from the device shown in fig, 1.
Figures 3 and 4 show, respectively in a somewhat schematic manner and in partial axial section, two variants of the device established in accordance with the invention.
The transmission as shown in fig. 1 is suitable for driving, under the control of a motor shaft rotating at low speed, for example the shaft of a steam engine, another shaft, for example the shaft of a generator, which must run at a significantly greater speed, the transmission being established axially in line with the shafts of the steam engine and that of the generator.
In the figures, 6 has been designated by the motor shaft carrying at its end the side plate 7 of the cage 8 which supports the satellite rollers 9. The other side plate of the cage is designated by 10 and 1. 'shaft 6, the plates 7 and 10 as well as the cage 8 are mounted in bearings 11.
In the plates 7 and 10 of the cage are drilled, at points spaced at equal angular distances,
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grooves or notches 22 formed in the outer face of the ring. This does not prevent axial displacement of the ring but simply prevents the latter from rotating. At the location- / The two rings come into contact along their inner faces, they have cooperating projections with inclined faces 23 as shown in FIG. 2.
The ring 19a is prevented from rotating by the inclined protrusions 23 in contact with one another, but it can however move angularly at a small angle at the same time as the rings 19 and 19a move axially apart from one another. 'other.
A certain number of notches, in which the compression springs 24 are housed, are made in the ring 19a, these pushing springs, on the outside of the small plungers 25 which press against the ring 19. This arrangement obliges the curved surfaces 20 to contact the conical portions 15 at an initial pressure, thus preventing slippage on start-up.
The operation of the transmission will be. easily understood by the indications given below. The shaft 6 turns and drives the cage 8 and the satellite rollers 9.
The latter roll while being in contact with the rings 19 and 19a which, as explained above, move longitudinally over a certain length under the effect of the drive. This longitudinal displacement causes the satellite rollers to move somewhat inward in an axial direction, this displacement being possible either as a result of the elasticity of the rollers 13 or, in the case where the axis 12 is supported by so as to be able to move somewhat in a radial movement, as a result of this assembly.
In certain cases, the elasticity of the rollers and the displacement of the axis may occur simultaneously.
The cylindrical parts of the rollers-9 are thus in contact with the inner cylindrical ring 18 forming
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openings suitable for receiving the pins 12. Three of these pins are preferably used and these are mounted in such a way, on the side plates, that they are prevented from rotating. If necessary, they can be mounted so as to allow slight radial movement towards the center of the cage.
The satellite rollers 9 are hollow and are mounted on the pins 12 by means of ball bearings 13, the rollers preferably formed by helically wound bands having a certain elasticity. This allows the satellite roller 9, under load, to have the desired radial movements.
In the example shown in fig. 1, the satellite roller 9 comprises two cylindrical end parts 14 and two central parts 15 inclined towards each other, the inclined surfaces being conical or constituted by straight parts.
16 designates the driven shaft. This is mounted in bearings 17 established on the plates 7 and 10 of the cage and the part 18 of this ring which is located between said plates constitutes the inner ring and has a cylindrical shape suitable for coming into contact with the plates. cylindrical parts 14 of satellite rollers 9.
The outer ring is formed by two rings 19 and 19a of substantially similar shape and the inner faces of which have surfaces 20, the elements of which are curved in planes passing through the axis of rotation. The curved surfaces 20 are in pointwise contact with the tapered portions 15 of the satellite rollers 9, and the contact angle, in longitudinal or axial cross section, is such that it does not exceed the friction angle. ment or slip for both metals.
The ring 19 is prevented from turning and this by means of the wedges 21 fixed to the outer frame and engaged in
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part with the shaft to be controlled 16, and drives this ring and therefore said shaft. It goes without saying that the speed of this shaft is notably higher than that of the shaft 6, the speed ratio depending on the diameter of the part 18 and the diameter of the parts of the periphery of the curved surfaces 20 of the rings. 19 and 19a which bear on the conical surfaces 15 of the satellite rollers 9.
Instead of constituting the satellite rollers 9, as shown in FIG. 1, with conical parts and the rings 19 and 19a with curved parts, we can, in some cases e as shown in fig. 3, making the planetary rollers 25 comprise curved surfaces 25 which are somewhat spherical and the rings 19 and 19a @ corresponding conical surfaces 26, the relationship between the curves and cones being as above. In this figure, the cylindrical parts 14 of the satellite rollers are in contact with a cylindrical part 18 of the inner ring.
In fig. 4 is shown another variant of the arrangement, the front ring comprising, in this case, a cylindrical surface 27 which cooperates with the cylindrical parts 14 of the satellite rollers 9, the curved parts 25 of the satellite rollers cooperating with rings conical 28 carried by the inner shaft. These conical rings constitute, in this case, the inner ring. They can both be wedged on the inner shaft 16 in any suitable manner which allows longitudinal movement and, if necessary, they can include resilient means suitable for ensuring contact with initial tension.
In certain cases they can be made to include projections 23 with inclined faces and engaged with one another in the manner described with regard to FIGS. 1 and 2 and only one of these rings can be wedged on the shaft 16 by means of a long key such as 29.
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Such an arrangement is shown in FIG. 4.
In this figure, the satellite roller 9 has, instead of surfaces 25, conical surfaces and the rings 28, instead of conical surfaces, curved surfaces.
In certain cases, the satellite rollers may be made up of different parts and be formed by pairs of members capable of moving lengthwise to automatically obtain a driving support on the inner or outer ring which, in this case, need not necessarily be able to move longitudinally, but which may, if necessary, also move in this direction. Any suitable means can be used to produce the support with initial tension of the constituent parts of the satellites on the cooperating rings and in this case also the assembly of the satellite rollers, assembly which allows the floating of these, ensures the radial movement. necessary to produce the driving contact between the cooperating cylindrical surfaces.
Although a pair of surfboards have been described: these conicals or curves facing each other with regard to the outer ring, the satellite rollers or the inner ring, it goes without saying that any number pairs of these elements may be provided in the transmission mechanism, the latter being modified accordingly.
As goes without saying, and as moreover already emerges from the foregoing, the invention is in no way limited to the embodiments of its various parts having been more especially indicated; embraces, on the contrary, all the variants.
CLAIMS.
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