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"Changement de vitesse"
La présente invention est relative à un changement de vitesse dans lequel le déplacement angulaire relatif entre l'arbre primaire et l'arbre secondaire est obtenu par le déplacement alternatif d'au moins un corps provoquant alternativement une pression et une aspiration dans un liquide qui peut s'écouler par un orifice ( éventuellement en mince paroi ) de section réglable.
Cet appareil ne comporte qu'un nombre très limité d'organes mécaniques et le réglage de la vitesse est obtenu très simplement.
En outre, afin de diminuer les pertes d'énergie dues au déplacement du corps susdit et du liquide, suivant l'invention, le volume de liquide qui s'écoule est réduit au minimum, compte tenu du couple maximum à transmettre et de l'élasticité des matériaux utilisés.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le corps susdit est profilé de manière que
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le liquide offre un minimum de résistance à son déplacement.
D'autre part, pour diminuer la violence du tourbillonnement du liquide résultant de l'inégalité de vitesse des filets liquides, le changement de vitesse suivant l'invention, comprend une surface de révolution noyée dans le liquide susdit, se déplaçant avec l'arbre secondaire et entraînant une partie au moins du liquide dans un mouvement de rotation autour de cet arbre secondaire.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description du dessin annexé au présent mémoire et qui représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention.
Les figures 1 et 2 correspondent respectiverment à deux coupes schématiques effectuées suivant deux plans perpendiculaires dans un système de changement de vitesse suivant l'invention.
L'appareil comprend un arbre primaire 21 et un arbre secondaire 13. L'arbre primaire 21 pénètre dans l'arbre creux 14. Ce dernier et l'arbre 13 traversent des paliers 7 d'un carter fixe.
Les paliers 7 sont pourvus de deux bourrages successifs 8 entre lesquels est ménagée une cavité 9.
L'arbre primaire 21 se termine au centre de l'appareil par un vilebrequin à deux manivelles 22 opposées dont les manetons forment un angle de 1800
L'arbre secondaire 13, situé dans le prolongement de l'arbre primaire, après avoir pénétré dans le carter est solidaire d'un tambour cylindrique évidé 17, qui se termine du côté de l'arbre primaire 21 par l'arbre creux 14.
Un manchon coulissant 28 pouvant se verrouiller sur
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l'ambre 14 permet de rendre celui-ci solidaire de l'arbre 21.
Sur la paroi cylindrique du tambour ou rotor 17 sont ménagées deux ouvertures 18 diamétralement opposées et pourvues chacune de deux bourrages successifs 27 entre lesquels est ménagée une cavité 19. Deux tiges effilées 24 traversent les bourrages 27 et y sont guidées rectilignement et perpendiculairement à l'arbre secondaire 13.
Entre les manivelles 22 et les tiges 24, d'une part, et le rotor 17, d'autre part, sont intercalés une série d'organes oscillants qui comme les manivelles et les tiges. sont dédoublés, afin d'équilibrer les masses en rotation.
Ces organes comprennent deux bielles 23 reliées d'un côté aux manetons du vilebre quin et de l'autre à des biellettes 25 et 26.
Les biellettes 25 transmettent un mouvement alternatif aux tiges 24.
Les bielettes 26 qui, sont rattachées à la périphérie du tambour 17, transmettent le mouvement de rotation à ce tambour et à l'arbre secondaire 13.
La transmission d'effort d'un arbre à l'autre est ainsi réalisée par des organes exceessivement mécaniques.
L'appareil est entouré d'un carter fixe constitué par une paroi cylindrique 2 et deux flasques latérales 3 délimitant une enceinte 4 comprise entre le carter et le rotor 17, rendue hermétique par les bourrages 8 et dans laquelle est ménagé un orifice 5 qui la met en communication avec un vase d'expansion 6 situé à sa partie supérieure. L'orifice 5 est pourvu d'un système de fermeture progressif 29 et est donc réglable.
L'enceinte 4 est remplie d'un liquide qui vient affleurer à mi-hauteur environ dans le vase d'expansion.
En outre les cavités 9 communiquent avec le fond du
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vase 6 par un mince tuyau.
Les cavités 19 communiquent d'autre part avec une des cavités 9 par une lumière établie dans une des flasques latérales du tambour 17 et dans l'arbre primaire.
Le liquide remplit donc les cavités et le, ce qui évite les rentrées d'air.
Les tiges 24 ont une longueur suffisante pour que, même à fond de course, leurs extrémités terminales émergent encore du rotor. par suite de l'inclinaison des bielles sur la direction du mouvement des tiges 24 la force appliquée sur l'arbre primaire provoque deux mouvements relatifs diffarentiels et simultanés, à savoir :
1) le mouvement rectiligne alternatif des tiges dans leurs bourrages,
2) le mouvement de rotation du rotor résultant de la poussée latérale sur les des biellettes fixées au rotor.
La vitesse de l'arbre secondaire solicaire du rotor est donc fonction de la vitesse de l'arbre primaire et de la période du mouvement alternatif des tiges 24. or, le mouvement des tiges dans le liquide tenu à déterminer une pression ou une dépression dans l'enceinte 4, si le liquide ne peut s'écouler par l'orifice 5 au fur et à mesure de ce déplacement.
Si l'orifice 5 est complètement fermé, les tiges ne peuvent se déplacer et le couple moteur appliqué à l'arbre 21 est transmis intégralement à l'arbre 13 par l'intermédiaire des divers organes oscillants.
Si l'orifice 5 est ouvert au maximum, les tiges peuvent se déplacer librement et l'arbre 13 n'est pas entraîné.
Si l'orifice 5 est ouvert partiellement, il acquiert la qualité d'orifice étroit lorsque sa section est plus
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petite que la somme des sectionsdes deux tiges, et la pério- de du mouvement des tiges est comprise entre les périodes extrêmes définies par l'orifice 5 ouvert au maximum ou com- plètement fermé, et la vitesse de l'arbre 13 est comprise entre 0 et la vitesse de l'arbre 21.
Par conséquent, pour obtenir sur l'arbre secondaire 13, une vitesse inférieure à celle de l'arbre moteur, avec une division de puissance correspondante, il suffit de modifier la période du mouvement des tiges en agissant simplement sur le dispositif 29, donc sur l'ouverture de l'orifice 5.
Ce qui précède suppose que la transmission des divers mouvements aux organes oscillants se fait sans aucune perte d'énergie. Or l'entretien du mouvement oscillant des divers organes de l'appareil nécessite une certaine dépense d'é- nergie. Dans le cas de 1'appareil suivant l'invention, cette dépense d'énergie a été réduite au minimum.
A cet effet;
1 La masse des tiges et des organes participant' aux oscillations a été réduite à un minimum compatible avec la résistance et l'élasticité des matériaux utilisés.
2 L'amplitude des oscillations des tiges a été réduite minimum à un @ en donnant aux tiges une course minimum compati- ble avec la compressibilité du liquide et l'élasticité des matériaux qui constituent l'enceinte renfermant le liquide.
3 La forme des tiges a été établie pour offrir un mi- nimum de résistance à leur déplacement en milieu liquide. 4 Etant donné que les tiges 24 sont @ sollicitées de manière à se déplacer radialement, parallèlement à leur guide, elles sont exonérées de toute transmission mécanique.
Un autre but de l'invention est de diminuer la violence des toupillons qui se forment dans le liquide par suite de l'inégalité de vitesse des filets liquides. A cet effet, l'appareil suivant l'invention comprend une surface de révo-
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lution noyée dans le liquide et se déplaçant avec l'arbre 13.
De cette manière, une partie au moins du liquide est entrainée dans un mouvement de rotation autour dudit arbre 13. Cette surface de révolution,polie extérieurement,est une chemise 11 en forme de disque aplati, entourant le tambour 17 sauf au voisinage des arbres et réunie à ce dernier par des entretoi- ses 30 qui forment chicames.
De cette façon, le liquide peut s'écouler entre le tembour 17 et cette chemise pendant que celle-ci tourne avec l'arbre 13 et entraîne le liquide dans sa rotation.
Grâce aux diverses conditions énumérées ci-dessus et notamment en utilisant des tiges effilées 24 au lieu de pistons larges, la déperdition d'énergie due à l'entretien du mouvement des divers organes est réduite au minimum et peut être considérée comme négligeable lorsque la puissance transmise est suffisante.
En outre, l'appareil est d'un fonctionnement absolument progressif et présente une grande simplicité mécanique puisqu'il ne comprend ni engrenages, ni cylindres, ni pistons, ni soupapes.
L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite à titre d'exemple mais s'étend à toute réalisation qui entre dans l'esprit ou l'étendue des revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
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"Gear switch"
The present invention relates to a speed change in which the relative angular displacement between the primary shaft and the secondary shaft is obtained by the reciprocating displacement of at least one body alternately causing pressure and suction in a liquid which can flow through an orifice (possibly thin wall) of adjustable section.
This device has only a very limited number of mechanical parts and the speed adjustment is obtained very simply.
In addition, in order to reduce the energy losses due to the displacement of the aforesaid body and of the liquid, according to the invention, the volume of liquid which flows is reduced to a minimum, taking into account the maximum torque to be transmitted and the elasticity of the materials used.
In an advantageous embodiment of the invention, the aforesaid body is profiled so that
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the liquid offers a minimum of resistance to its displacement.
On the other hand, to reduce the violence of the swirling of the liquid resulting from the unequal speed of the liquid streams, the speed change according to the invention comprises a surface of revolution embedded in the aforesaid liquid, moving with the shaft. secondary and causing at least part of the liquid in a rotational movement around this secondary shaft.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description of the drawing appended to this memory and which represents, by way of nonlimiting example, one embodiment of the subject of the invention.
FIGS. 1 and 2 correspond respectively to two schematic sections taken along two perpendicular planes in a gear change system according to the invention.
The apparatus comprises a primary shaft 21 and a secondary shaft 13. The primary shaft 21 penetrates into the hollow shaft 14. The latter and the shaft 13 pass through bearings 7 of a fixed casing.
The bearings 7 are provided with two successive jams 8 between which a cavity 9 is formed.
The primary shaft 21 ends in the center of the device with a crankshaft with two opposite cranks 22, the crankpins of which form an angle of 1800
The secondary shaft 13, located in the extension of the primary shaft, after having entered the casing is integral with a hollow cylindrical drum 17, which ends on the side of the primary shaft 21 with the hollow shaft 14.
A sliding sleeve 28 which can be locked on
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the amber 14 makes it possible to make it integral with the shaft 21.
On the cylindrical wall of the drum or rotor 17 are formed two diametrically opposed openings 18 each provided with two successive jams 27 between which is formed a cavity 19. Two tapered rods 24 pass through the jams 27 and are guided therein rectilinearly and perpendicular to the secondary shaft 13.
Between the cranks 22 and the rods 24, on the one hand, and the rotor 17, on the other hand, are interposed a series of oscillating members which, like the cranks and the rods. are split in order to balance the rotating masses.
These members include two connecting rods 23 connected on one side to the crankshaft crankpins quin and on the other to connecting rods 25 and 26.
The rods 25 transmit a reciprocating movement to the rods 24.
The links 26 which, are attached to the periphery of the drum 17, transmit the rotational movement to this drum and to the secondary shaft 13.
The transmission of force from one shaft to another is thus achieved by excessively mechanical members.
The apparatus is surrounded by a fixed casing consisting of a cylindrical wall 2 and two lateral flanges 3 delimiting an enclosure 4 between the casing and the rotor 17, made airtight by the jams 8 and in which an orifice 5 is formed which holds it. connects with an expansion vessel 6 located at its upper part. The orifice 5 is provided with a progressive closing system 29 and is therefore adjustable.
The enclosure 4 is filled with a liquid which is flush with approximately mid-height in the expansion vessel.
In addition, the cavities 9 communicate with the bottom of the
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vase 6 by a thin pipe.
The cavities 19 also communicate with one of the cavities 9 by a slot established in one of the lateral flanges of the drum 17 and in the primary shaft.
The liquid therefore fills the cavities and the, which prevents re-entry of air.
The rods 24 have a sufficient length so that, even at the full stroke, their terminal ends still emerge from the rotor. as a result of the inclination of the connecting rods on the direction of movement of the rods 24, the force applied to the primary shaft causes two relative diffarential and simultaneous movements, namely:
1) the reciprocating rectilinear movement of the stems in their jams,
2) the rotational movement of the rotor resulting from the lateral thrust on the rods fixed to the rotor.
The speed of the secondary shaft solicaire of the rotor is therefore a function of the speed of the primary shaft and of the period of the reciprocating movement of the rods 24. However, the movement of the rods in the liquid required to determine a pressure or a depression in the enclosure 4, if the liquid cannot flow through the orifice 5 as it moves.
If the orifice 5 is completely closed, the rods cannot move and the driving torque applied to the shaft 21 is transmitted entirely to the shaft 13 by means of the various oscillating members.
If port 5 is fully open, the rods can move freely and shaft 13 is not driven.
If the orifice 5 is partially open, it acquires the quality of narrow orifice when its section is greater
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smaller than the sum of the sections of the two rods, and the period of movement of the rods is between the extreme periods defined by the orifice 5 fully open or fully closed, and the speed of the shaft 13 is between 0 and the speed of the shaft 21.
Consequently, to obtain on the secondary shaft 13, a speed lower than that of the motor shaft, with a corresponding power division, it suffices to modify the period of the movement of the rods by simply acting on the device 29, therefore on opening of orifice 5.
The above assumes that the transmission of the various movements to the oscillating organs takes place without any loss of energy. Now, maintaining the oscillating movement of the various parts of the apparatus requires a certain expenditure of energy. In the case of the apparatus according to the invention, this expenditure of energy has been reduced to a minimum.
For this purpose;
1 The mass of the rods and of the components participating in the oscillations has been reduced to a minimum compatible with the strength and elasticity of the materials used.
2 The amplitude of the oscillations of the rods has been reduced to a minimum by giving the rods a minimum stroke compatible with the compressibility of the liquid and the elasticity of the materials which constitute the chamber containing the liquid.
3 The shape of the rods has been established to offer a minimum resistance to their displacement in liquid medium. 4 Since the rods 24 are biased so as to move radially, parallel to their guide, they are exempt from any mechanical transmission.
Another object of the invention is to reduce the violence of the coils which form in the liquid as a result of the unequal speed of the liquid streams. For this purpose, the apparatus according to the invention comprises a revolving surface
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lution embedded in the liquid and moving with the shaft 13.
In this way, at least part of the liquid is driven in a rotational movement around said shaft 13. This surface of revolution, polished on the outside, is a jacket 11 in the form of a flattened disc, surrounding the drum 17 except in the vicinity of the shafts and joined to the latter by spacers 30 which form chicames.
In this way, the liquid can flow between the tembour 17 and this jacket while the latter rotates with the shaft 13 and drives the liquid in its rotation.
By virtue of the various conditions listed above and in particular by using tapered rods 24 instead of wide pistons, the energy loss due to the maintenance of the movement of the various components is minimized and can be considered negligible when the power transmitted is sufficient.
In addition, the device is absolutely progressive in operation and has great mechanical simplicity since it does not include any gears, cylinders, pistons or valves.
The invention is not limited to the embodiment described by way of example but extends to any embodiment which comes within the spirit or the scope of the following claims.
CLAIMS.
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