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Changement de vitesse continu.
La présente invention a pour objet un dispositif de changement de vitesse qui, interposé entre un arbre moteur et un arbre commandé, permet de modifier de façon continue le rapport des vitesses des deux arbres entre deux limites données.
Ce dispositif remplace les trains d'engrenage
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poulies et tous autres appareils similaires ne donnant que des rapports de vitesse finis et immuables.
La fig. 1 est une coupe longitudinale, selon la ligne a b de la fig. 2, d'un premier mode de réalisation du dispositif fonctionnant en roue libre.
La fig. 2 en est une vue en élévation, coupée suivant la ligne brisée c d, fig. 1, le dispositif étant en position de prise directe.
La fig. 3 en est une vue en élévation, coupée selon la ligne brisée c d', fig. 1, dans la position des organes correspondant à une variation du rapport des vitesses.
La fig. 4 est une coupe longitudinale schématique selon la ligne e f, fig. 5, d'une variante permettant l'utilisation de maillons et d'axes de chaînes de transmission standard.
La fig. 5 est une vue en élévation coupée selon la ligne g h, fig. 4, en position de prise directe.
La fig. 6 est une vue analogue coupée, selon la ligne 1 j, fig. 4, avec rabattement à gauche, en position de variation.
Les fig. 7 et 8 montrent des détails du montage des maillons et axes d'une chaîne standard.
La fig. 9 est une coupe longitudinale schématique selon la ligne k l, fig. 10, d'une autre variante fonctionnant en roue serve.
La fig. lu est une vue en élévation de cette variante en position de prise directe, coupée selon la ligne brisée m n de la fig. 9.
Les fig. 11 et 12 montrent des détails des organes d'entraînement en roue serve.
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Les fig. 13 et 14 représentent des détails d'or- ganes d'entraïnement d'une variante à roue libre.
La fig. 15 est une coupe longitudinale schéma- tique d'un dispositif à toue libre à gamme de variation étendue.
On décrira d'abord le dispositif représenté sur les fig. 1 à 3.
L'arbre moteur A tournant dans le sens de la flèche, entraîne des secteurs B au moyen de rainures radiales A' d'un moyeu A". Ces secteurs B, dont l'axe B' peut coulisser dans les rainures radiales A' du moyeu A" sont ainsi solidaires, dans son mouvement de rotation, de l'arbre moteur A.
B
Ces seoteurs/sont guidés d'autre part latérale- ment par des languettes ou saillies circulaires B" de leur sunface-- externe, coopérant avec des rainures circulaires appropriées des flasques C' d'un tambour D, de sorte que ces secteurs restent ainsi toujours disposés concentrique-. ment audit tambour.
La solidarisation des secteurs B avec le tambour D dans le sens du déplacement de l'arbre moteur A est obtenue par une sorte de roue libre constituée par des dents B"' des secteurs B et des cliquets C' en demi-lune logés dans des évidements du tambour D. (Il va d'ailleurs de soi que cette roue libre pourrait aussi être réalisée de toute autre façon).Ces secteurs et cliquets solidari- sant en rotation l'arbre moteur A et le tambour D mené par cet arbre sont représentés sur la coupe de la fig.2.
Comme on le comprend, le tambour D suit la rotation de l'arbre moteur et prend une vitesse circon- férentielle égale à la plus grande vitesse linéaire prise
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par chacun des secteurs ai cours d'une révolution, cette vitesse maximum étant elle-même fonction de l'excentration du tambour D par rapport à l'arbre moteur.
Lorsque l'axe x y de l'arbre moteur A et celui W Z du tambour D coïncident (excentration nulle) l'ensemble arbre moteur, secteurs et tambour tourne à la même vitesse angulaire et dans le même sens et l'appareil donne la prise directe.
Lorsque, au contraire, l'axe du tambour n'est plus concentrique à celui de l'arbre moteur, la vitesse du tambour varie par rapport à celle de cet arbre.
En effet, comme les secteurs B sont obligés, par leur guidage dans le tambour D, de rester à une distance invariable de l'axe de ce tambour qui est excentré par rapport à l'axe de l'arbre moteur, ils prennent, par rapport au moyeu A", des mouvements alternatifs radiaux, leurs axes B' coulissant dans les rainures AI dudit moyeu. Le secteur dont l'axe d'entrainement B' est, à un instant donné, à la distance maxima de l'axe de l'arbre moteur (distance d'excentration du tambour) possède donc la vitesse périphérique la plus élevée et c'est lui, à l'exclusion des autres, qui entraîne à ce moment le tambour. Les autres secteurs ayant une vitesse périphérique inférieure glisseront en roue libre par rapport au tambour sans entraînement.
Dans une'révolution du tambour excentré chaque secteur intervient ainsi à son tour pour l'entraînement; l'action d'un secteur cessant à l'instant où sa vitesse linéaire devient inférieure à celle du secteur suivant qui assume alors le rôle d'entraîneur du tambour.
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Si le dispositif comporte douze secteurs, comme indiqué fig. 2 et 3 chacun de ceux-ci exerce son action dans la douzième partie d'une circonférence ayant pour rayon la distance de l'axe de l'arbre moteur à l'axe du secteur le plus éloigné de l'arbre moteur.
En somme, le fonctionnement du système est comparable à celui d'un engrenage dont la couronne à denture interne aurait un primitif constant et dont le diamètre du pignon à denture externe pourrait être modifié à volonté.
Le tambour D entrainé, comme on l'a vu, par l'arbre moteur A entraîne à son tour l'arbre récepteur R par le jueu des secteurs et cliquets représenté sur la fig. 3.
Par un raisonnement analogue au précédent, on verrait que les secteurs sont mus par les cliqueta au point où la vitesse angulaire du tambour D tournant autour de son axe géométrique propre est minimum par rapport à la vitesse angulaire des secteurs tournant avec l'arbre récepteur R.
L'utilisation de deux trains de secteurs évite l'emploi d'un joint de Holdam, ou de tout autre joint analogue et permet d'obtenir, sous un faible encombrement, une gamme de variation double de celle qu'on aurait avec un seul train de secteurs.
En outre, les arbres moteurs A et récepteur R restent toujours rigoureusement dans le prolongement l'un de l'autre, sur le même axe.
La commande de l'excentration du tambour D, donc de la variation de vitesse, s'ffectue au moyen du bouton E, lequel actionne la fourche F portant le tambour D.
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Les fig. 4 à 8 se rapportent à une variante dans laquelle les secteurs B, reliés par une roue libre au tambour D et guidés comme précédemment par une saillie B" de leur stzrfaae dans une rainure circulaire des flasques 0 du tambour, sont reliés au moyeu A" par des articulations A"'. celles-ci sont abtenues dans l'exemple représenté par l'emploi de maillons de chaînes de transmission du modèle standard.
Les fig. 9 et 10 se rapportent à une variante fonctionnant en roue serve.
Dans cette variante l'arbre commandé peut subir une variation de vitesse aussi bien en démultiplication qu'en multiplication, alors que dans les dispositifs à roue libre des fig. 1 a 8 la variation ne peut avoir lieu qu'en multiplication.
Les secteurs B portent un logement L dans lequel sont disposées les unes à côté des autres des lamelles d'acier U de faible épaisseur (voir le détail sur les fig. 11 et.12). Le tambour D porte des poussoirs P entraîné en rotation avec lui.
Au. cours d'une révolution, un de ces poussoirs pénètre dans le bloc de lamelles, situé vis-à-vis, comme on le voit fig. 12, sous l'action d'une rampe R', ménagée dans le carter fixe G . Sa partie mâle P' étant située dans le plan de crans femelles P" de même profil ménagés dans les flasques du tambour Dt, les flancs S des lamelles repoussées par lui s'engagent dans ces crans (fig. 12) en forment une véritable dent qui produit l'engrènement.
Sous l'action soit de la force centrifuge, soit d'un ressort, soit d'une rampe de dégagement P" le poussoir est projeté vers l'extérieur, une foia son
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travail d'engrènement terminé, le secteur alors redevient libre, le bloc de lamelles reprend sa position haute et la dent formée précédemment par ce bloc s'efface. Un autre secteur est alors engrené de la même façon et ainsi de suite.
Afin que la formation des dents s'effectue de façon correcte, il est indispensable que la pression du poussoir, sur les lamelles, s'exerce sur une même ligne m, n que celle de la prise de contact des flancs S de aes lamelles avec la denture femelle p" .
Dans ce mode d'exécution la variation de vitesse se fait en agissant sur le bouton E qui produit le déplacement de la pièce Fil supportant le moyeu central.
Les fig. 13 et 14 représentent un mode d'entraînement positif pour le dispositif à roue libre.
S' sont des lamelles en acier, de faible épaisseur placées les unes à côté des autres dans un logement des secteurs B et coopérant avec des dentures K et K' ménagées sur le tambour D' de part et d'autre des axes d'articulation H des lamelles sur les secteurs.
Dans un sens de rotation, les pentes des :flancs T, T' des dents K et K' permettent le refoulement des lamelles vers le centre, par un jeu de bascule autour de l'axe H, de sorte que les lamelles peuvent épouser correctement le profil des dents, et l'on obtient ainsi la roue libre.
Dans l'autre sens l'angle T" des dents K ne permet pas au contraire, étant donné -sa faible ouverture, ce refoulement des lamelles. Il y a alors butée, donc
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entraînement sans friction entre les secteurs et le tambour.
Dans les deux cas, roue serve et roue libre, l'entraînement est donc positif.
La fig. 15 montre un dispositif à roue libre à gamme de variation étendue. L'ensemble des pièces est contenu dans le manchon M lequel n'a d'autre but que de centrer les deux doubles couronnes D2 et D, le centrage des trois moyeux A2, A3,A4 se faisant par le carter G et par l'axe H.
Au point Q c'est la couronne D2 qui est menée, elle devient menante au point Q1.
Le moyeu A3 est mené au même point Q1 et il devient menant au point Q2; la couronne D3 menée en ce point devient menante au point Q3 et c'est le moyeu A4 qui, en ce dernier point est en définitive entraîné.
Il va de soi que les modes d'exécution qui viennent d'être décrits ne sont pas les seuls possibles et que lion pourrait en imaginer d'autres sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1 Dispositif de changement de vitesse continu comportant un ou plusieurs trains de secteurs en nombre variable montés dans un même plan, qui servent d'organes intermédiaires d'entraînement entre un tambour externe et un moyeu ou disque interne pouvant être excentrés l'un par rapport à l'autre en vue d'obtenir la variation de vitesse voulue et dont l'un est menant tandis que l'autre est mené.
2 Dispositif comme spécifié en 1 , caractérisé en ce que les secteurs sont reliés au moyeu ou disque interne par des axes ou tourillons guidés dans des rainures radiales de ce moyeu.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Continuous speed change.
The present invention relates to a speed change device which, interposed between a drive shaft and a controlled shaft, makes it possible to continuously modify the speed ratio of the two shafts between two given limits.
This device replaces the gear trains
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pulleys and all other similar devices giving only finite and immutable speed ratios.
Fig. 1 is a longitudinal section, along line a b of FIG. 2, of a first embodiment of the device operating in freewheeling mode.
Fig. 2 is an elevational view thereof, cut along the broken line c d, FIG. 1, the device being in the direct engagement position.
Fig. 3 is an elevational view thereof, cut along the broken line c d ', FIG. 1, in the position of the members corresponding to a variation of the speed ratio.
Fig. 4 is a schematic longitudinal section taken along line e f, FIG. 5, of a variant allowing the use of links and pins of standard transmission chains.
Fig. 5 is an elevational view cut along line g h, FIG. 4, in direct drive position.
Fig. 6 is a similar cutaway view, along line 1 j, FIG. 4, with folding to the left, in the variation position.
Figs. 7 and 8 show details of the assembly of links and pins of a standard chain.
Fig. 9 is a schematic longitudinal section taken along line k l, FIG. 10, of another variant operating as a serving wheel.
Fig. lu is an elevational view of this variant in the direct drive position, cut along the broken line m n of FIG. 9.
Figs. 11 and 12 show details of the servo wheel drives.
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Figs. 13 and 14 show details of drive units of a freewheel variant.
Fig. 15 is a schematic longitudinal section of an extended range free wheel device.
We will first describe the device shown in FIGS. 1 to 3.
The motor shaft A rotating in the direction of the arrow, drives sectors B by means of radial grooves A 'of a hub A ". These sectors B, whose axis B' can slide in the radial grooves A 'of the hub A "are thus integral, in its rotational movement, with the motor shaft A.
B
These seoteurs / are on the other hand guided laterally by circular tongues or projections B "of their external sunface, cooperating with appropriate circular grooves of the flanges C 'of a drum D, so that these sectors remain thus. always arranged concentrically with said drum.
The securing of the sectors B with the drum D in the direction of movement of the motor shaft A is obtained by a kind of freewheel formed by teeth B "'of the sectors B and pawls C' in the shape of a half-moon housed in the recesses of the drum D. (It goes without saying that this freewheel could also be produced in any other way). These sectors and pawls which join in rotation the motor shaft A and the drum D driven by this shaft are shown in the section in fig. 2.
As can be understood, the drum D follows the rotation of the motor shaft and assumes a circumferential speed equal to the greatest linear speed taken
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by each of the sectors in the course of a revolution, this maximum speed itself being a function of the eccentricity of the drum D relative to the motor shaft.
When the xy axis of the motor shaft A and that WZ of the drum D coincide (zero eccentricity) the motor shaft, sectors and drum assembly rotates at the same angular speed and in the same direction and the device gives direct drive .
When, on the contrary, the axis of the drum is no longer concentric with that of the motor shaft, the speed of the drum varies with respect to that of this shaft.
Indeed, as the sectors B are obliged, by their guidance in the drum D, to remain at an invariable distance from the axis of this drum which is eccentric with respect to the axis of the motor shaft, they take, by with respect to the hub A ", radial reciprocating movements, their axes B 'sliding in the grooves AI of said hub. The sector whose drive axis B' is, at a given instant, at the maximum distance from the axis of the motor shaft (distance of eccentricity of the drum) therefore has the highest peripheral speed and it is it, to the exclusion of the others, which drives the drum at this moment. The other sectors with a lower peripheral speed will slip freewheeling with respect to the drum without drive.
In a revolution of the eccentric drum each sector thus intervenes in its turn for the drive; the action of a sector ceasing at the instant when its linear speed becomes lower than that of the following sector which then assumes the role of driving the drum.
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If the device has twelve sectors, as shown in fig. 2 and 3 each of these exerts its action in the twelfth part of a circumference having for radius the distance from the axis of the motor shaft to the axis of the sector furthest from the motor shaft.
In short, the operation of the system is comparable to that of a gear whose internally toothed ring gear has a constant pitch and whose diameter of the externally toothed pinion could be modified at will.
The drum D driven, as we have seen, by the motor shaft A in turn drives the receiver shaft R by the jueu of the sectors and pawls shown in FIG. 3.
By reasoning similar to the previous one, we would see that the sectors are moved by the clicks to the point where the angular speed of the drum D rotating around its own geometric axis is minimum compared to the angular speed of the sectors rotating with the receiver shaft R .
The use of two trains of sectors avoids the use of a Holdam joint, or any other similar joint and makes it possible to obtain, under a small footprint, a range of variation double that which would be obtained with a single train of sectors.
In addition, the drive shafts A and receiver R always remain strictly in the extension of one another, on the same axis.
The control of the eccentricity of drum D, and therefore of the speed variation, is carried out by means of button E, which actuates the fork F carrying drum D.
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Figs. 4 to 8 relate to a variant in which the sectors B, connected by a freewheel to the drum D and guided as above by a projection B "of their stzrfaae in a circular groove of the flanges 0 of the drum, are connected to the hub A" by joints A "', these are abtenés in the example shown by the use of standard model transmission chain links.
Figs. 9 and 10 relate to a variant operating as a service wheel.
In this variant the controlled shaft can undergo a speed variation both in reduction and in multiplication, while in the freewheel devices of FIGS. 1 to 8 variation can only take place in multiplication.
The sectors B carry a housing L in which are arranged one next to the other thin U steel strips (see detail in Figs. 11 and 12). Drum D carries pushers P driven in rotation with it.
At. during one revolution, one of these pushers enters the block of slats, located opposite, as seen in fig. 12, under the action of a ramp R ', provided in the fixed casing G. Its male part P 'being situated in the plane of female notches P "of the same profile formed in the flanges of the drum Dt, the flanks S of the lamellae pushed back by it engage in these notches (fig. 12) form a real tooth. which produces the meshing.
Under the action either of centrifugal force, or of a spring, or of a release ramp P "the pusher is thrown outwards, a foia sound
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meshing work completed, the sector then becomes free again, the block of lamellae returns to its upper position and the tooth previously formed by this block is erased. Another sector is then meshed in the same way and so on.
In order for the teeth to be formed correctly, it is essential that the pressure of the pusher, on the slats, be exerted on the same line m, n as that of the contact of the sides S of the slats with the female toothing p ".
In this mode of execution, the speed variation is effected by acting on the button E which produces the displacement of the part Wire supporting the central hub.
Figs. 13 and 14 show a positive drive mode for the freewheel device.
S 'are thin steel strips placed next to each other in a housing of the sectors B and cooperating with the teeth K and K' formed on the drum D 'on either side of the articulation axes H slats on the sectors.
In one direction of rotation, the slopes of: flanks T, T 'of teeth K and K' allow the slats to be pushed back to the center, by a rocking game around the axis H, so that the slats can match correctly the profile of the teeth, and the freewheel is thus obtained.
In the other direction, the angle T "of the teeth K does not allow, on the contrary, given its small opening, this repression of the lamellae. There is then a stop, therefore
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frictionless drive between sectors and drum.
In both cases, wheel serve and freewheel, the drive is therefore positive.
Fig. 15 shows a freewheel device with an extended variation range. All the parts are contained in the sleeve M which has no other purpose than to center the two double rings D2 and D, the centering of the three hubs A2, A3, A4 being done by the housing G and by the axis H.
At point Q it is crown D2 which is driven, it becomes leading at point Q1.
Hub A3 is driven to the same point Q1 and it becomes leading to point Q2; crown D3 driven at this point becomes driving at point Q3 and it is hub A4 which, at this last point, is ultimately driven.
It goes without saying that the embodiments which have just been described are not the only possible ones and that lion could imagine others without going beyond the scope of the invention.
CLAIMS
1 Continuous speed change device comprising one or more trains of sectors in variable number mounted in the same plane, which serve as intermediate drive members between an external drum and an internal hub or disc which can be eccentric with respect to each other to the other in order to obtain the desired speed variation and one of which is leading while the other is driven.
2 Device as specified in 1, characterized in that the sectors are connected to the hub or internal disc by pins or journals guided in radial grooves of this hub.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.