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VARIATEUR DE VITESSE*
La présente invention concerne les variateurs de vitesse.
Elle a pour but de procurer un variateur de vitesse qui permette d'assurer n'importe quelle gamme continue et progressive de vitesses à un arbre entrainé en partant de la vitesse constante d'un arbre moteur, et cela de manière que les efforts transmis soient répartis d'une façon égale et automatique sur les organes de transmission.
Dans ce but, le variateur de vitesse objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des galets dont
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les arbres sont reliés entre eux par une extrémité à une articulation commune et dont l'autre extrémité coulisse librement dans des rainures ou guides.
Dans la réalisation pratique de l'invention, ces galets sont de préférence au nombre de trois. De plus, l'articulation commune aux extrémités des arbres des galets est libre dans l'espace. Chaque galet peut pivoter librement autour de son arbre et celui-ci peut se déplacer également librement suivant son axe à l'intérieur du galet.
Chaque galet est en contact avec deux surfaces annulaires formées par la rotation d'une portion de circonférence autour de l'axe des arbres moteur et entraîné, et solidaires de ceux-ci. Ces surfaces annulaires enserrent les galets sous l'action de pression de ressorts. Cette action de pression est rendue variable en fonction du couple résistant de l'arbre entrainé, par le déplacement de billes entre des surfaces convergentes solidaires d'une part de l'arbre entrainé et d'autre part d'un plateau, sur lequel est fixée la surface annulaire dépendant de cet arbre entrainé.
Les galets sont rendus mobiles en position entre les deux surfaces annulaires, par la commande de l'arbre de l'un d'eux. Cette commande est constituée par un secteur pivotant manoeuvré par un pignon dont la rotation est réalisée par un volant de réglage. Un dispositif de blocage et de déblocage automatique de cette commande de l'arbre d'un des galets est constitué par une bille logée dans un trou d'un disque et qui agit sur un plan incliné d'un couvercle, de manière à repousser ce disque lors de la manoeuvre, ce qui écarte l'une de l'autre deux surfaces coniques de blocage solidaires respectivement du disque et du couvercle.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en donne-
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ra ci-après un exemple de réalisation.
La figure 1 est une coupe suivant le plan EF de la figure 2, l'un des galets étant représenté suivant son inclinaison maximum dans un sens, et le second des trois galets n'étant montré que par son arbre.
La figure 2 est une coupe suivant le plan CD de la figure 1, les trois galets étant représentés dans leur position moyenne avec leurs arbres perpendiculaires à l'axe AB de rotation des arbres moteur et entrainé.
La figure 3 représente une vue partielle développée de la périphérie du dispositif de liaison entre l'arbre entrainé et le plateau sur lequel est fixée la surface annulaire dépendant de cet arbre entrainé.
Comme le montrent ces figures, un arbre moteur 1 (figure 1) à vitesse constante est claveté dans un plateau.moteur 2 entrainant, par des broches 4, un disque moteur 3 muni d'une gorge circulaire. Cette gorge circulaire est engendrée par un arc de cercle de rayon approprié tournant autour de l'axe AB.
D'autre part un plateau récepteur 6 est entraîné grâce à des broches 7, par un disque récepteur 5 muni d'une gorge circulaire identique à celle du disque 3.
Le disque 3 entraine le disque 5 par l'intermédiaire de galets 9, 10 et 11. Le rayon de ces galets est égal au rayon de l'arc de cercle qui engendre les gorges des disques 3 et 5, de telle sorte qu'en pivotant autour de leur axe X-Y, les galets 9, 10 et 11 restent toujours en contact avec les disques 3 et 5.
Le plateau récepteur 6 est monté sur un arbre récepteur 40 par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 51 qui permet un déplacement relatif du plateau 6 par rapport à
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l'arbre 40 suivant l'axe A-B.
Une série de rondelles élastiques 41, 42 et 43, s'appuyant contre un épaulement de l'arbre récepteur 40, tendent à déplacer le plateau 6 vers le plateau 2, et maintiennent de la sorte les disques 5 et 3 en contact avec les galets 9, 10 et 11 à une pression constante.
Le plateau 6 et l'arbre récepteur 40 sont munis respectivement de butées 36 et 37 solidaires respectivement du plateau 6 et de l'arbre 40 par des broches 35 et 66.
Les butées 36 et 37 possèdent un nombre égal de plans inclinés disposés radialement, qui se font face et sont convergents, comme le montre la figure 3. Entre ces plans inclinés sont logées des billes 38 maintenues dans une cage 39.
Le plateau moteur 2 tourne dans un roulement à billes 47 maintenu dans un flasque 46 par une cuvette filetée 48 qui permet un réglage de la position du plateau 2 suivant l'axe A-B.
L'arbre récepteur 40 tourne dans un roulement à billes 45 fixé dans un flasque 44.
Les flasques 46 et 44 s'emboitent aux deux extrémités d'un corps 18 et sont serrés sur celui-ci par des goujons 49 et des écrous 50.
Les galets 9, 10 et 11 tournent respectivement sur des arbres 12, 13 et 14, dont une extrémité coulisse librement dans une des trois rainures 52, 53, 54 fraisées dans une couronne 15 fixée sur le corps 18 par des vis 19. A leur autre extrémité, les trois arbres 12, 13 et 14 sont reliés entre eux par une double articulation autour des axes 16 et 17, avec le point 55 comme centre libre d'articulation.
Une pièce 20 (figure 2) se termine d'un coté en forme de fourchette dont les deux bras viennent prendre l'arbre 12
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de part et d'autre du galet 9. A l'autre extrémité, la pièce 20 est munie d'une portée cylindrique 61 qui peut tourner avec jeu dans un alésage 62 ménagé dans la couronne 15. Une saillie plate 63 de la pièce 20 s'emmanche dans une fente correspondante ménagée à une extrémité de l'axe du secteur denté 21, l'autre extrémité de cet axe pouvant pivoter dans un logement du couvercle 28 fixé sur le corps 18. Le secteur denté 21 engrène avec un pignon 22 dont le tourillon 64 pivote dans un logement de la couronne 15 et dont l'extrémité cylindrique 65 est fixée par une goupille 23 dans le moyeu du disque 24.
Le couvercle 28 est muni d'une portée conique extérieure 33 sur laquelle est normalement maintenue la portée côni- que 32 du disque 24, grâce à un ressort 26 ; celui-cis'ap- puie d'une part contre une face intérieure du couvercle 28 et d'autre part contre une rondelle 27 et une bague d'arrêt 25 fixée sur le moyeu du disque 24. Dans le moyeu du disque 24 est logé librement un axe cylindrique 29 pourvu d'une face plate 57 et sur l'extrémité duquel une goupille 56 fixe un volant 30
Dans un trou cylindrique oblique 58 percé dans le moyeu du disque 24 est logée une bille 31 qui s'appuie d'une part contre la face plate 57 de l'axe 29 et d'autre part contre un plan incliné circulaire 59 du couvercle 28.
Le disque 24 est muni, sur sa périphérie 60, d'une graduation dont les repères, en venant se placer devant un index fixe 34, indiquent la position des galets 9, 10 et 11 ou la vitesse à l'arbre récepteur 40.
Le variateur de vitesse ainsi construit fonctionne de la manière suivante.
Pour la facilité de l'exposé préalable du principe de
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la variation de la vitesse, on supposera que l'appareil ne comporte qu'un seul galet, soit le galet 9.
Le plateau 2 et le disque 3 qu'il soutient, sont entrai- nés par l'axe moteur 1 à une vitesse constante désignée par vl. Le galet 9 étant en contact avec le disque 3 et avec le disque 5, ce dernier est entrainé à une vitesse v2 = vl dl d2 (voir figure 1), dl étant par rapport à l'axe A-B, le rayon d'entraînement du galet 9 par le disque 3, et d2 le rayon d'entrainement du disque 5 par le galet 9. Si l'on fait pivo- ter le galet 9 autour de son axe X-Y (figure 2), le rapport et par conséquent la vitesse varient d'une manière cond tinue. Si l'on admet que dans une position extrême g-h (figu- re 1) du galet 9. dl = 1, et d2 = 3, v2 sera égal à vl x .
Dans la position extrême k-1 du galet 9, v2 = v x 3/1.Le rapport entre les vitesses extrêmes du disque 5 sera donc égal à 9. Entre les valeurs extrêmes v1/3 et v1 x 3, la vites-
3 se v du disque 5 peut avoir ainsi une série continue de va- leurs intermédiaires.
Le variateur de vitesse tel qu'il est décrit permet d'effectuer l'entraînement sans glissement des organes en contact.
Pour la facilité de l'explication, on continuera à sup- poser que seul le galet 9 est en jeu.
Au moment oÙ l'axe moteur 1 est mis en rotation, il faut, pour que le mouvement se transmette à l'arbre récep- teur 40, que le galet 9 soit en contact avec les disques 3 et 5. Ce contact est assuré par les rondelles élastiques 41, 42 et 43 qui tendent à déplacer le plateau 6 vers le plateau 2, ce dernier étant réglé dans une position fixe correcte par rapport à l'axe A-B, par la cuvette filetée 48. La pression constante exercée par les rondelles 41, 42 et 43 est suffi-
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sante pour assurer l'entraînement de l'arbre récepteur 40 à vide. Dès que l'arbre récepteur 40 est chargé, la pression entre le galet 9 et les disques 3 et 5 doit être plus forte ; cette pression doit être proportionnelle à la charge si l'on veut éviter du glissement quelle que soit cette charge.
Ce réglage automatique de la pression en fonction de la charge est réalisé par le déplacement des billes 38 entre les plans inclinés des butées 36 et 37 solidaires respectivement du plateau 6 et de l'arbre récepteur 40. Toute réaction sur l'arbre 40 provoque un déplacement des billes 38 autour de l'axe A-B. Grâce à la présence de plans inclinés dans les butées 36 et 37, le déplacement des billes 38 autour de l'axe A-B provoque un déplacement du plateau 6 vers le plateau 2 et exerce une pression correspondante sur le galet 9. Cette pression sera d'autant plus forte que sera plus élevée la charge sur l'arbre 40.
Quant à la transmission de la puissance du disque moteur 3 au disque récepteur 5, elle est fonction de la surface de contact du galet 9 avec ces disques et de la pression exercée sur ces surfaces de contact. On a vu que la pression exercée était proportionnelle à la charge sur l'arbre récepteur 40. D'autre part, si l'on considère la ligne de contact P-R (figure 1) du galet 9 avec le' disque 3, la vitesse périphérique aux points P et R est identique pour le galet, mais différente pour le disque ; cette différence de vitesse provoque des glissements et par conséquent des pertes aux points considérés, glissements qui seront d'autant plus faibles que la différence de vitesse sera moindre, c'est à dire que les points P et R seront plus rapprochés.
Pour accroître la puissance transmissible, on aura donc intérêt à utiliser plu- sieurs galets.
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Suivant la présente invention, il est fait usage de trois galets 9, 10 et 11 de même diamètre, disposés de préférence à 120 , assurant toujours un contact et un équilibre parfaits entre les cinq éléments :disque moteur 3, disque récepteur 5 et galets 9, 10, 11.
Avec un ou deux galets, le système ne serait pas en équilibre et il y aurait des efforts de flexion dans les arbres moteur 1 et récepteur 40.
Avac quatre galets ou plus, si les éléments ne sont pas exécutés avec très grande précision, il pourrait se faire que un ou plusieurs galets ne soient pas en contact avec les disques 3 et 5 et n'interviennent donc pas dans la transmission de l'effort.
En ce qui concerne la commande des galets, pour faire varier la vitesse du disque récepteur 5, il faut modifier l'inclinaison des galets 9, 10 et 11 dans le même sens et dans la même mesure. Cette commande simultanée est, dans la présente invention, réalisée très rapidement en agissant directement par la fourchette 20 (figure 2) sur l'arbre d'un seul galet, soit sur l'arbre 12 du galet 9.
L'arbre 12 étant relié par une articulation commune aux arbres 13 et 14, entraine ces derniers dans tous ses déplacements.
En pivotant autour de son axe, la fourchette 20 fait basculer l'arbre 12, qui fait à son tour pivoter le galet 9 autour de son axe X-Y. Une extrémité de l'axe 12 se déplace dans la rainure 52 en même temps que son autre extrémité se déplace en sens inverse, entrainant par l'articulation commune 55 en un déplacement égal, les deux autres arbres 13 et 14.
Ceux-ci portant respectivement les galets 10 et 11, les
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font pivoter autour de leur axe X-Y dans la même mesure que le galet 9. Les extrémités libres des arbres 13 et 14 glissent alors respectivement dans les rainures 53 et 54 dans le même sens et dans la même mesure que l'extrémité correspondante de l'arbre 12 dans la rainure 52.
L'axe X-Y des galets 9, 10 et 11 ne peut pas se déplacer, les galets étant retenus d'une part entre les gorges circulaires des disques 3 et 5 et d'autre part, par les ar- bres 12, 13 et 14 guidés respectivement par les rainures 52, 53 et 54 et s'appuyant l'un sur l'autre à l'articulation 55.
Il en résulte qu'en même temps que les galets 9, 10 et 11 pivotent autour de leur axe X-Y, les arbres 12, 13 et 14 glissent dans l'alésage des galets 9, 10 et 11 et dans les rainures 52, 53 et 54 suivant leur axe longitudinal, le centre d'articulation commune 55 des axes 12, 13 et 14 se déplaçant suivant l'axe A-B.
La fourchette 20, qui sert à faire pivoter les galets, est commandée par le secteur denté 21 qu'entraine le pignon 22. Pour faire tourner le pignon 22, on agit sur le volant 30, d'où. le mouvement se transmet de la manière suivante : En faisant tourner le volant 30, on entraine, par la goupille 56, l'axe 29. Aussitôt repoussée dans son logement 58 par la face plate 57 de l'axe 29, la bille 31 appuie contre le plan incliné 59 du couvercle 28, comprime le ressort 26, dégage l'une de l'autre les portées côniques 32 et 33 respectivement du disque 14 et du couvercle 28, et entraine dans le même mouvement de rotation que le volant 30, le disque 24 et le pignon 22 que fixe dans le moyeu du disque 24, la goupille 23.
Des que l'on cesse d'agir sur le volant 30, la bille 31 revient dans sa position initiale, le ressort 26 'engage
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l'une dans l'autre les portées côniques 33 et 32, et tout le système de commande est bloqué.
Le déblocage et le blocage s'effectuent toujours quel- que soit le sens de rotation et quelle que soit la position du volant au moment où l'on commence, ou bien l'on cesse d'agir sur lui.
Enfin, la synchronisation de la vitesse des trois ga- lets est réalisée automatiquement dans ce variateur de vi- tesse. En effet, si le centre d'articulation 55 des trois arbres 12, 13 et 14 se trouve exactement sur l'axe A-B, ces trois arbres et par suite les trois galets qu'ils guident, 9, 10 et 11, auront exactement la même inclinaison par rap- port à l'axe A-B ; ils seront tous trois entrainés par le disque moteur 3, à la même vitesse ; les trois galets parti- ciperont exactement dans la même mesure à la transmission de l'effort ; il n'y aura aucun glissement des galets par rap- port aux disques moteur 3 et récepteur 5 ; le rendement de la transmission sera maximum.
Si le disque moteur 3 tourne dans le sens de la flèche G (figures 1 et 2), le galet 9 tournera dans le sens de la flèche H. Comme le galet 9 est d'autre part en contact avec le disque récepteur 5 qu'il entraine, la résistance de ce dernier aura pour effet de tendre à déplacer le galet 9, et par conséquent l'arbre 12 qui le guide, et aussi le point d'articulation 55 de cet arbre dans le sens de la flèche K (figure 2).
Le même raisonnement s'applique au galet 10 qui tourne dans le sens L, tend à entrainer son arbre 13 et le point 55 dans le sens M, et au galet 11 qui tourne dans le sens N et tend à entrainer son arbre 14 et le point 55 dans le sens P.
Si l'on suppose que, pour une raison quelconque, le @
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centre d'articulation 55 des trois arbres 12, 13 et 14 ne se trouve pas sur l'axe A-B, les arbres 12, 13 et 14 et les ga- lets 9, 10 et 11 auront des inclinaisons différentes par rapport à l'axe A-B et au disque moteur 3. Les galets seront donc entrainés avec des vitesses différentes, les réactions suivant K; M et P seront différentes l'une de l'autre. Comme ces réactions s'appliquent en un même point 55, elles ten- dent à s'équilibrer en ramenant sur l'axe A-B ce point d'ar- ticulation 55, réalisant ainsi automatiquement une charge uniforme sur les trois galets, et les conditions idéales de fonctionnement.
Cette disposition présente de nombreux avantages. Elle permet notamment une répartition égale et automatique des efforts sur les trois galets. Il en résulte une transmission à rendement maximum et sans glissement des galets par rap- port aux disques, et par conséquent une usure minimum des organes.
Grâce à ce dispositif on possède la possibilité de mo- difier l'inclinaison des galets, et par conséquent la vites- se de l'arbre récepteur en agissant directement sur l'axe d'un seul galet. La commande est donc fortement simplifiée, et l'on conçoit aisément les complications qu'il faudrait pour commander directement et simultanément les trois galets.
Enfin, par la disposition originale de la commande de l'arbre d'un des galets, on réalise le blocage et le déblo- cage automatiques de cette commande, en n'importe quelle po- sition et dans n'importe quel sens.
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SPEED VARIATOR*
The present invention relates to variable speed drives.
Its purpose is to provide a speed variator which makes it possible to ensure any continuous and progressive range of speeds to a driven shaft starting from the constant speed of a motor shaft, and this so that the forces transmitted are distributed equally and automatically on the transmission components.
For this purpose, the speed variator object of the invention is characterized in that it comprises rollers whose
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the shafts are interconnected by one end to a common articulation and the other end of which slides freely in grooves or guides.
In the practical embodiment of the invention, these rollers are preferably three in number. In addition, the joint common to the ends of the shafts of the rollers is free in space. Each roller can pivot freely around its shaft and the latter can also move freely along its axis inside the roller.
Each roller is in contact with two annular surfaces formed by the rotation of a portion of circumference around the axis of the driving and driven shafts, and integral with the latter. These annular surfaces enclose the rollers under the action of spring pressure. This pressure action is made variable as a function of the resistive torque of the driven shaft, by the movement of balls between converging surfaces integral on the one hand with the driven shaft and on the other hand with a plate, on which is fixed the annular surface depending on this driven shaft.
The rollers are made movable in position between the two annular surfaces, by controlling the shaft of one of them. This control consists of a pivoting sector operated by a pinion, the rotation of which is carried out by an adjusting wheel. A device for automatically locking and unlocking this control of the shaft of one of the rollers consists of a ball housed in a hole in a disc and which acts on an inclined plane of a cover, so as to push back this disc during operation, which separates two conical locking surfaces integral with the disc and the cover respectively.
In order to make the invention clearly understood, we give
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ra below an exemplary embodiment.
FIG. 1 is a section taken along the plane EF of FIG. 2, one of the rollers being represented along its maximum inclination in one direction, and the second of the three rollers being shown only by its shaft.
FIG. 2 is a section on the plane CD of FIG. 1, the three rollers being shown in their average position with their shafts perpendicular to the axis AB of rotation of the motor and driven shafts.
FIG. 3 represents a partial developed view of the periphery of the connecting device between the driven shaft and the plate on which is fixed the annular surface depending on this driven shaft.
As shown in these figures, a motor shaft 1 (Figure 1) at constant speed is keyed in a plate.motor 2 driving, by pins 4, a motor disc 3 provided with a circular groove. This circular groove is generated by an arc of a circle of appropriate radius rotating around the axis AB.
On the other hand, a receiver plate 6 is driven by means of pins 7, by a receiver disc 5 provided with a circular groove identical to that of the disc 3.
The disc 3 drives the disc 5 by means of rollers 9, 10 and 11. The radius of these rollers is equal to the radius of the arc of a circle which generates the grooves of the discs 3 and 5, so that rotating around their XY axis, the rollers 9, 10 and 11 always remain in contact with the discs 3 and 5.
The receiver plate 6 is mounted on a receiver shaft 40 by means of a needle bearing 51 which allows a relative displacement of the plate 6 with respect to
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the shaft 40 along the axis A-B.
A series of spring washers 41, 42 and 43, resting against a shoulder of the receiver shaft 40, tend to move the plate 6 towards the plate 2, and thus keep the discs 5 and 3 in contact with the rollers 9, 10 and 11 at constant pressure.
The plate 6 and the receiving shaft 40 are respectively provided with stops 36 and 37 secured respectively to the plate 6 and to the shaft 40 by pins 35 and 66.
The stops 36 and 37 have an equal number of inclined planes disposed radially, which face each other and are converging, as shown in FIG. 3. Between these inclined planes are housed balls 38 held in a cage 39.
The motor plate 2 rotates in a ball bearing 47 held in a flange 46 by a threaded cup 48 which allows adjustment of the position of the plate 2 along the axis A-B.
The receiver shaft 40 rotates in a ball bearing 45 fixed in a flange 44.
The flanges 46 and 44 fit together at the two ends of a body 18 and are clamped to the latter by studs 49 and nuts 50.
The rollers 9, 10 and 11 respectively turn on shafts 12, 13 and 14, one end of which slides freely in one of the three grooves 52, 53, 54 milled in a ring 15 fixed to the body 18 by screws 19. At their at the other end, the three shafts 12, 13 and 14 are interconnected by a double articulation around the axes 16 and 17, with the point 55 as the free center of articulation.
A part 20 (figure 2) ends on one side in the shape of a fork, the two arms of which take the shaft 12
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on either side of the roller 9. At the other end, the part 20 is provided with a cylindrical bearing surface 61 which can rotate with play in a bore 62 formed in the ring 15. A flat projection 63 of the part 20 fits into a corresponding slot provided at one end of the axis of the toothed sector 21, the other end of this axis being able to pivot in a housing of the cover 28 fixed to the body 18. The toothed sector 21 meshes with a pinion 22 the journal 64 of which pivots in a housing of the crown 15 and the cylindrical end 65 of which is fixed by a pin 23 in the hub of the disc 24.
The cover 28 is provided with an external conical bearing surface 33 on which the conical bearing surface 32 of the disc 24 is normally held, by means of a spring 26; the latter rests on the one hand against an inner face of the cover 28 and on the other hand against a washer 27 and a stop ring 25 fixed on the hub of the disc 24. In the hub of the disc 24 is housed freely a cylindrical axis 29 provided with a flat face 57 and on the end of which a pin 56 fixes a flywheel 30
In an oblique cylindrical hole 58 drilled in the hub of the disc 24 is housed a ball 31 which bears on the one hand against the flat face 57 of the pin 29 and on the other hand against a circular inclined plane 59 of the cover 28 .
The disc 24 is provided, on its periphery 60, with a graduation whose marks, coming to be placed in front of a fixed index 34, indicate the position of the rollers 9, 10 and 11 or the speed at the receiving shaft 40.
The variable speed drive thus constructed operates as follows.
For the ease of the preliminary exposition of the principle of
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the speed variation, it will be assumed that the device has only one roller, i.e. roller 9.
The plate 2 and the disc 3 which it supports are driven by the motor axis 1 at a constant speed designated by vl. The roller 9 being in contact with the disc 3 and with the disc 5, the latter is driven at a speed v2 = vl dl d2 (see figure 1), dl being relative to the axis AB, the drive radius of the roller 9 by disc 3, and d2 the drive radius of disc 5 by roller 9. If the roller 9 is pivoted around its XY axis (figure 2), the ratio and consequently the speed vary in a cond tinuous manner. If we admit that in an extreme position g-h (figure 1) of the roller 9. dl = 1, and d2 = 3, v2 will be equal to vl x.
In the extreme position k-1 of the roller 9, v2 = v x 3/1 The ratio between the extreme speeds of the disc 5 will therefore be equal to 9. Between the extreme values v1 / 3 and v1 x 3, the speed
3 se v of disk 5 can thus have a continuous series of intermediate values.
The speed variator as described makes it possible to drive the components in contact without slipping.
For ease of explanation, we will continue to assume that only roller 9 is involved.
When the motor axis 1 is rotated, it is necessary, for the movement to be transmitted to the receiver shaft 40, that the roller 9 is in contact with the discs 3 and 5. This contact is ensured by the elastic washers 41, 42 and 43 which tend to move the plate 6 towards the plate 2, the latter being set in a correct fixed position with respect to the axis AB, by the threaded cup 48. The constant pressure exerted by the washers 41, 42 and 43 is sufficient
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health to ensure the drive of the receiver shaft 40 when empty. As soon as the receiving shaft 40 is loaded, the pressure between the roller 9 and the discs 3 and 5 must be greater; this pressure must be proportional to the load if slippage is to be avoided regardless of this load.
This automatic adjustment of the pressure as a function of the load is carried out by the movement of the balls 38 between the inclined planes of the stops 36 and 37 secured respectively to the plate 6 and to the receiver shaft 40. Any reaction on the shaft 40 causes a displacement of the balls 38 around the axis AB. Thanks to the presence of inclined planes in the stops 36 and 37, the displacement of the balls 38 around the axis AB causes a displacement of the plate 6 towards the plate 2 and exerts a corresponding pressure on the roller 9. This pressure will be of the greater the greater the load on the shaft 40.
As for the transmission of power from the drive disc 3 to the receiver disc 5, it depends on the contact surface of the roller 9 with these discs and the pressure exerted on these contact surfaces. We have seen that the pressure exerted was proportional to the load on the receiving shaft 40. On the other hand, if we consider the line of contact PR (FIG. 1) of the roller 9 with the 'disc 3, the peripheral speed at points P and R is identical for the roller, but different for the disc; this speed difference causes slippage and consequently losses at the points considered, slips which will be all the weaker the smaller the speed difference, that is to say that the points P and R will be closer together.
To increase the transmissible power, it will therefore be advantageous to use several rollers.
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According to the present invention, use is made of three rollers 9, 10 and 11 of the same diameter, preferably arranged at 120, always ensuring perfect contact and balance between the five elements: motor disc 3, receiver disc 5 and rollers 9 , 10, 11.
With one or two rollers, the system would not be in equilibrium and there would be bending forces in the motor 1 and receiver shafts 40.
With four or more rollers, if the elements are not executed with great precision, it could happen that one or more rollers are not in contact with the discs 3 and 5 and therefore do not intervene in the transmission of the effort.
As regards the control of the rollers, in order to vary the speed of the receiving disc 5, it is necessary to modify the inclination of the rollers 9, 10 and 11 in the same direction and to the same extent. This simultaneous control is, in the present invention, carried out very quickly by acting directly by the fork 20 (FIG. 2) on the shaft of a single roller, or on the shaft 12 of the roller 9.
The shaft 12 being connected by a joint joint to the shafts 13 and 14, drives the latter in all its movements.
By pivoting around its axis, the fork 20 tilts the shaft 12, which in turn causes the roller 9 to pivot around its X-Y axis. One end of the axis 12 moves in the groove 52 at the same time as its other end moves in the opposite direction, causing by the common joint 55 in an equal displacement, the other two shafts 13 and 14.
These carrying respectively the rollers 10 and 11, the
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rotate around their XY axis in the same measure as the roller 9. The free ends of the shafts 13 and 14 then slide respectively in the grooves 53 and 54 in the same direction and in the same measure as the corresponding end of the shaft 12 in groove 52.
The XY axis of the rollers 9, 10 and 11 cannot move, the rollers being retained on the one hand between the circular grooves of the discs 3 and 5 and on the other hand by the shafts 12, 13 and 14. guided respectively by the grooves 52, 53 and 54 and resting on each other at the articulation 55.
As a result, at the same time as the rollers 9, 10 and 11 rotate about their XY axis, the shafts 12, 13 and 14 slide in the bore of the rollers 9, 10 and 11 and in the grooves 52, 53 and 54 along their longitudinal axis, the common articulation center 55 of the axes 12, 13 and 14 moving along the axis AB.
The fork 20, which is used to rotate the rollers, is controlled by the toothed sector 21 which drives the pinion 22. To turn the pinion 22, one acts on the flywheel 30, hence. the movement is transmitted in the following manner: By rotating the handwheel 30, the axle 29 is driven by the pin 56. As soon as it is pushed back into its housing 58 by the flat face 57 of the axle 29, the ball 31 presses against the inclined plane 59 of the cover 28, compresses the spring 26, disengages the conical bearing surfaces 32 and 33 respectively of the disc 14 and of the cover 28 from one another, and drives in the same rotary movement as the flywheel 30, the disc 24 and the pinion 22 which are fixed in the hub of the disc 24, the pin 23.
As soon as we stop acting on the flywheel 30, the ball 31 returns to its initial position, the spring 26 'engages
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one in the other the conical staves 33 and 32, and the entire control system is blocked.
Unlocking and locking always takes place regardless of the direction of rotation and regardless of the position of the steering wheel when you start, or you stop acting on it.
Finally, the speed synchronization of the three rollers is performed automatically in this speed variator. Indeed, if the center of articulation 55 of the three shafts 12, 13 and 14 is located exactly on the axis AB, these three shafts and consequently the three rollers which they guide, 9, 10 and 11, will have exactly the same same inclination with respect to axis AB; they will all be driven by the motor disc 3, at the same speed; the three rollers will participate to exactly the same extent in the transmission of the force; there will be no sliding of the rollers with respect to the motor 3 and receiver 5 discs; transmission efficiency will be maximum.
If the motor disc 3 rotates in the direction of arrow G (figures 1 and 2), the roller 9 will rotate in the direction of the arrow H. As the roller 9 is on the other hand in contact with the receiver disc 5 that it drives, the resistance of the latter will tend to move the roller 9, and consequently the shaft 12 which guides it, and also the articulation point 55 of this shaft in the direction of arrow K (figure 2).
The same reasoning applies to the roller 10 which turns in the L direction, tends to drive its shaft 13 and the point 55 in the M direction, and to the roller 11 which turns in the N direction and tends to drive its shaft 14 and the point 55 in direction P.
Assuming that for some reason the @
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hinge center 55 of the three shafts 12, 13 and 14 is not on the axis AB, the shafts 12, 13 and 14 and the rollers 9, 10 and 11 will have different inclinations with respect to the axis AB and to the motor disc 3. The rollers will therefore be driven at different speeds, the reactions following K; M and P will be different from each other. As these reactions are applied at the same point 55, they tend to equilibrate by bringing this point of articulation 55 back to the axis AB, thus automatically achieving a uniform load on the three rollers, and the conditions ideal operating conditions.
This arrangement has many advantages. It allows in particular an equal and automatic distribution of the forces on the three rollers. This results in a transmission at maximum efficiency and without slippage of the rollers with respect to the discs, and consequently a minimum wear of the components.
Thanks to this device, we have the possibility of modifying the inclination of the rollers, and consequently the speed of the receiving shaft by acting directly on the axis of a single roller. The control is therefore greatly simplified, and it is easy to see the complications that would be required to control the three rollers directly and simultaneously.
Finally, by the original arrangement of the control of the shaft of one of the rollers, the automatic locking and unlocking of this control is achieved, in any position and in any direction.