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Transmission par roues de friction.
La liaison entre un organe moteur, animé d'une certaine vitesse de rotation, et un organe ( ou ensemble d'on- ganes) entraîné, devant recevoir une vitesse constante ou variable différente de celle de l'organe moteur, peut se faire au moyen d'éléments assemblés rigidement tels que : roues dentées, mécanismes à manivelles, à chaînes, etc...ou au moyen d'éléments souples tels que : courroies de formes et matières diverses.
Inexpérience montre que des éléments rigides de liaison, établis entre la partie motrice et la partie entraînée,.
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ont l'avantage d'assurer une commande positive et sans glissement de la partie entraînée ; mais ils ont aussi le grave inconvénient de transmettre à cette partie entraînée, et sans les atténuer, tous les chocs et vibrations provenant de la partie motrice, sans compter ceux qui sont provoqués par les jeux nécessaires au fonctionnement de l'assemblage desdits éléments rigides. Ces chocs et vibrations de natures diverses sont, non seulement nuisibles au fonctionnement normal des organes composant la partie entraînée, mais sont aussi de nature à provoquer une usure rapide des éléments rigides de liaison eux-mêmes.
Dans l'emploi dea liaisons souples entre la partie motrice et la partie entraînée, on a l'avantage d'une atténuation efficace des. chocs et vibrations, mais aussi, par contre, le grave inconvénient du glissement qui introduit dans le fonctionnement du système dea facteurs indésirables et incertains. Les éléments de liaison souples sont soumis à des actions extérieures, d'origine atmosphérique ou accidentelle (eau, huile; poussières) qui les désorganisent considérablement et, enfin et surtout, le glissement, qui augmente considérablement avec la charge, les fait continuellement travailler à l'usure, ce qui est de nature à entraîner leur destruction rapide.
La présente invention a pour objet une transmission par roues de friction qui réunit les avantages de ces deux modes de liaison tout en évitant leurs inconvénients. Elle permet en effet l'amortissement des chocs et des vibrations, tout en contrôlant automatiquement le glissement selon la. charge en vue d'assurer la commande pratiquement positive de la partie entraînée à tous les régimes de marche, et ceci au moyen d'un mécanisme insensible aux influences extérieures atmosphériques ou accidentelles, susceptible de résister indéfiniment à l'usure et se présentant, en outre, sous une forme compacte et de faible encombrement.
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Dans la transmission par roues de friction conforme à l'invention, l'arbre moteur porte un tambour, c8ne ou galet entraînant par friction un autre tambour c8ne ou galet placé extérieurement ou intérieurement par rapport au premier et relié par une liaison d'éléments rigides à l'arbre entraîné ; T'ensemble formé par ce deuxième tambour, c8ne ou galet et par les éléments de cette liaison rigide étant monté oscillant autour d'un axe indépendante qui peut être l'arbre entraîné.
Grâce à cette disposition, la résistance de l'arbre entraîné est transmise automatiquement, avec toute son intensité, au point de friction entre les deux tambours, cônes ou galets.
La liaison par éléments rigides peut être constituée par un système d'engrenages planétaires dont la roue solaire est calée directement sur l'arbre entraîné ou montée sur un arbre intermédiaire et, dans ce cas, engrène directement ou indirectement avec une roue dentée calée sur l'arbre entraîné.
Des éléments de transmission rigides tels que : roues dentéea, roues Hélicoïdales, engrenages à vis sans fin, peuvent être intercalés entre ce système d'engrenages planétaires et le tambour, c8ne ou galet de friction entraîné ; ces éléments étant également montés oscillants.
Pour mieux comprendre l'objet de l'invention, on se référera aux dessins ci-annexés qui en représentent, à titre dexemples non limitatifs ,différents modes de réalisation.
Dans le mécanisme de la fig. 1 l'entraînement part de l'arbre 1, qui entraîne, dans le sens indiqué par une flèche, un galet de friction 2. La roue de friction 3, entraînée par ce galet, est solidaire d'un pignon 4 monté surun bras oscillant 5 e.t engrenant avec les dents d'une roue solaire 7 montée sur l'arbre entraîné 6.
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Avec cette disposition, il est facile de comprendre que lorsque l'arbre entraîné 6 effectue un certain travail, de valeur constante ou variable, ayant pour effet de freiner sa rotation, il en résulte une augmentation constante et variable de la pression au contact des dents de la roue 7 et du pignon 4; cette pression a pour effet, par réaction, de provoquer l'oscillation du bras 5 qui vient appliquer la roue de friction 3 sur le galet 2 avec d'autant plus de force que la résistance ( c'est-à-dire le travail effectué sur l'arbre 6) est plus grande.
La pression de la roue entraînée 3 sur le galet moteur 2 est donc, à tous les régimes de marche, automatiquement réglée en rapport direct avec la valeur des résistances offertes par l'arbre entraîné. Ce réglage automatique permet de maintenir le glissement sur les génératrices de contact des roues et galet 3 - 2 à une valeur pratique voisine de zéro, sans toutefois atteindre nécessairement la valeur de zéro , de telle sorte qu'il ne se produit, pendant la marche aucune usure appréciable des parties en contact et que, cependant, la transmission de puissance s'effectue d'une manière suffisamment souple pour que l'atténuation des chocs et vibrations d'origines diverses soit réalisée d'une manière efficace.
Un choix judicieux des matières en contact dans les roue et galet 3-2 leur assure une durée pratiquement illimitée sans, du reste, que le choix desdites matières soit de nature à modifier le principe de l'invention, non plus que les formes ou dimensions des éléments de fixation assurant le contact.
Si l'on remplace le galet de friction droit 2 par un galet de friction conique 2', et si l'on donne àla roue de friction entraînée 3' une forme correspondante, on obtient un mécanisme progressif permettant, par un déplacement axial de
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1--*arbre moteur 1 ( au moyen d'une crémaillère 8 et d'une roue dentée 9 par exemple), de transmettre à partir d'une vitesse donnée de L'arbre mateur 1, différentes vitesses à l'arbre entraîné 6.
La fige 2 est une vue schématique de profil correa- pondant à. la fige 1 et montrant en particulier les sens de rotation à choisir pour obtenir sur le bras oscillant 5, entre les roues dentées 4 et 7 du système planétaire, une pression de réaction Z transmise, sous forme de pression d'application P, au point de contact du galet de friction moteur 2 avec la roue de friction entraînée 3.
La fig. 3 est une coupe longitudinale schématique et la fig. 4 est une vue schématique de profil; montrant en principe le même mécanisme, sauf que le pignon 4 engrène avec une roue solaire 7' comportant une denture intérieure. Il en résulte une inversion du mouvement de la roue de friction entraînée 3 par rapport au mécanisme représenté dans les fig.I et 2. Dans ce cas, le bras oscillant 5 est reporté entre la roue de friction entraînée 3 et le pignon 4.
Au lieu de monter sur le même axe. la roue de friction entraînée 3 et le pignon 4 du système planétaire 4-7, on peut aussi obtenir des pressions d'application favorables avec des dispositifs dans lesquels la roue de friction entraînée est reliée au moyen de roues dentées, de roues hélicoïdales ou d'en- grenages à vis sans fin, à l'axe du pignon oscillant librement autour de l'axe d.e la roue solaire.
Les fig* 5 à II représentent des mécanismes de ce genre:
La fig. 5 est une vue schématique dans laquelle un train d'engrenages, constitué dans cet exemple de réalisation par les roues dentées 10 et II, est monté entre la roue de friction entraînée 3 et le pignon 4 qui oscille librement autour de l'axe 6 de la roue solaire 7. Les quatre roues 7, 4, 10,11 sont montées, sur un bras oscillant commun 12.
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Des sens de cotation, indiqués dans la fig. 5, résultent sur les dents des pressions, qui sont : Z entre la roue centrale 7 et le pignon 4, Z' entre le pignon 4 et la roue 10, et Z" entre les deux roues intermédiaires 10 et 11. Toutes ces pressions entre dents sont transmises, par le bras intermédiaire commun 12 à l'axe de la roue de friction entraînée et agissent sous forme d'une pression .d'application P au point de contact de la roue de friction motrice 2 avec la roue de friction entraînée 3.
On remarquera que la fig. 5 ne correspond pas à une utilisation particulièrement avantageuse des forces en jeu, car la pression Z' entre dents agit en sens inverse des pressions Z et Z". Il s'établira donc, au point de contact entre les deux roues de friction, une pression d'application P, qui abstraction faite des différents bras de levierd à l'extrémité desquels sont appliquées les pressions entre dents, sera égale à Z + Z"- Z' environ.
Si l'on veut obtenir une meilleure utilisation des forces en jeu, il faut déplacer les pressions entre dents de façon à réduire le moment défavorable résultant de la pression intermédiaire Z'. La fig. 6 représente un dispositif montrant comment l'on peut obtenir une pression d'application P plus forte entre le galet de friction moteur 2 et la roue de friction entrafnée 3. Les roues dentées supplémentaires 11 et 10, sont à cet effet, écartées de la ligne joignant les centres de la roue solaire 7 et du pignon 4.
Les conditions deviennent encore plus favorables lorsque l'on augmente davantage encore c et écart. La fig. 7 représente par exemple un dispositif-dans lequel toutes les pressions entre dents Z, Z' et Z" produisent autour de l'arbre entraîné 6 des moments tournant dans le même sens ; ce qui permet d'obtenir, dans ce cas, une pression d'application maxima P entre le galet de friction moteur 2 et la roue de friction entraînée 3.
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Tandis que les figs. 5 à 7 représentent le montage de, l'ensemble des engrenages sur un bras oscillant commun 12, la fig. S représente un dispositif dans lequel l'accouplement rigide entre le pignon 4 et la roue de friction entraînée 3 a lieu au moyen d'une seule roue intermédiaire 13 montée sur un bras oscillant 14 qui peut osciller autour de l'axe 16 du pignon 4. Lorsque les sens de rotation sont eaux qui sont indiqués dans cette figure, on obtient les pressions Entre dents Z et Z' qui sont transmises toutes. deux par l'intermé- diaire du bras oscillant 14 à l'axe de la roue de friction entrafnée 3.
Sur ce bras oscillant 14, les forces Z et Z' se combinent pour donner une résultante qui, de son côté, produit la pression d'application P entre le galet de friction moteur 2 et la roue de friction entraînée 3. Dans ce cas, la roue d'accouplement 13 montée entre le pignon 4 et la roue de friction entraînée 3 peut effectuer un mouvement oscillant, non seulement autour de l'axe 15 du pignon 4, mais aussi autour de l'axe 6 de la roue solaire 7. On peut ainsi régler à volonté la position de la roue de friction entraînée 3 par rapport au galet de friction moteur 2, et l'on peut, par suite, utiliser également au maximum les pressions de réaction produites par les roues dentées et donnant naissance à la pression d'application p.
Sit l'on a bien compris le principe de la production de la pression d'application P au moyen des deux pressions de réaction Z et Z' dans le mécanisme de la fig. 8, on peut remplacer alors aussi le guidage entièrement libre de la roue d'accouplement 13 par un guidage positif obtenu par exemple au moyen de la biellette 16 représentée en traits pleins dais la fig. 9 ou de la biellette 16' représentée en traits inter- rompus dans cette même figure. Chacune de ces biellettes oscille naturellement autour d'un axe fixe 17 ou 18 respec- tivement. On voit que le guidage choisi permet une libre transmission des pressions de réaction produites entre les roues dentées au point de contact du galet de friction moteur @
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avec la roue de friction entraînée.
On obtient exactement le même résultat en utilisant d'autres modes de guidage au lieu des guidages à biellettes représentés en fig. 9, par exemple le guidage fixe 19 représenté en fig. 10 pour l'axe 20 de la roue intermédiaire ou roue d'accouplement 13.
Dans tous les dispositifs décrits jusqu'ici, on a utilisé des roues dentées pour assurer l'accouplement non élastique entre la roue de friction entraînée et le pignon du système planétaire. On peut cependant monter aussi, et d'une façon tout aussi avantageuse, d'autres engrenages tels que des roues hélicoïdales ou des vis sans fin entre la roue de friction entraînée 3 et le pignon 4 oscillant librement autour de l'axe 6 de la roue solaire 7. La fig. II montre un dispositif dans lequel la roue de friction entraînée 3 est réunie sur le même axe 20 avec une roue Hélicoïdale 21 aved laquelle engrène la vis sans fin 22 qui transmet son moovement au pignon 4 par l' intermédiaire de roues coniques 23 et 24.
On obtient dans ce cas, pour les sens de notation choisis, dans le plan des roues de friction, une pression de réaction Z entre la roueprincipale 7 et le pignon 4,, et une pression de réaction Y entre la vis sans fin 22 et la roue hélicoïdale 21. Ces deux pressions donnent ensemble la pression d'application P entre la roue de friction entraînée 3 et le galet de friction moteur 2 qui, dans ce cas, se trouve en dehors de la roue de friction entratnée 3.
Si l'on considère les sens de rotation indiqués dans les figures, on reconnaît qu'il y a des règles déterminées pour le choix des sens de rotation voulus, Toutes les fois que la roue solaire comporte une denture extérieure, il faut choisir comme sens de rotationde la roue de friction entraînée le sens du mouvement de translation que prendraient les organes de transmission disposés entre cette roue et l'arbre entraîné si la roue solaire était maintenue immobile. Dans la fig. 5 par exemple, on a supposé que la roue de friction entraînée 3 tourne dans le sens du
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mouvement des aiguilles d'une montre.
Si l'on suppose, dans ces conditions, que la roue solaire 7 est maintenue immobile, ce mouvement a pour conséquence que le pignon 4, qui est le plus rapproché de la roue solaire 7, tend à rouler dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre sur la roue solaire immobilisée. Comme dans le cas de la fig. 5, tous les axes. des roues sont reliés au bras oscillant commun 12, ce déplacement, lorsque la roue solaire est immobilisée, se transmet aussi aux autres. roues 10 et 11. A ze déplacement par rotation à droite correspond donc.la rotation à droite, c'est-à-dire dans le sens du mouvement des aiguilles. d'une montre, de la roue de friction entraînée. La même règle exactement s'appli- que aussi aux autres formes de réalisation des fig. 6 à Il.
Si la roue solaire comporte par contre une denture intérieure, comme dans la fig. 3, le sens du déplacement est interverti, Lorsque. les roues solaires comportent une denture intérieure, il faut donc, si l'on veut obtenir une pression d'application suffisante et par conséquent un bon fonctionnement du. mécanisme., que le sens de rotation de la roue d.e friction entraînée soit opposé au sens du. mouvement de translation qu'elle prendrait lorsque la roue est immobilisée ou lorsque l'arbre entraîné, est immobilisé.
Résumé.
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