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VARIATEUR DE VITESSE.
La présente invention est relative à un variateur de vitesse comprenant une paire de plateaux tronconiques ro- tatifs coaxiaux disposés en regard l'un de l'autre selon un axe commun, et servant, par l'intermédiaire d'une courroie, à l'entraînement dtune autre paire de plateaux tronconiques du. même genre dont l'axe est parallèle à celui des premiers plateaux, la rayon d'enroulement de cette courroie pouvant varier sur une paire de plateaux en sens inverse de celui -sur l'autre, paire,par des variations en sens inverse de la dis- tance entre les plateaux de chaque paire.
Dans les variateurs de ce genre connus, la cour- roie susdite est de section trapézoïdale, pour permettre une grande variation de vitesse, on est amené à utiliser des courroies très larges, ce qui constitue un obstacle à l'emploi, de courroies trapézoïdales standardisées dont la largeur est relativement faible par rapport à son épaisseur. Enfin, pour
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la transmission de grandes puissances, on est amené à utili- ser plusieurs variateurs en parallèle parce qu'une seule courroie trapézoïdale, même de section transversale suffi- sante, ne présente que deux surfaces d'adhérence par rapport aux plateaux d'entraînement et ne peut, de ce fait, trans- mettre qu'un couple relativement limité.
La présente invention a pour but de remédier à -ces inconvénients.
A cet effet, dans le variateur de vitesse suivant l'invention, les plateaux de chaque paire sont réunis entre eux par des barreaux parallèles à l'axe de rotation dont les extrémités en forme de tenon sont engagées dans des rainures dirigées suivant les génératrices des surfaces tronconiques des plateaux, de façon qu'un rapprochement ou un écartement des plateaux provoque desmodromiquement, respectivement l'écartement ou le rapprochement des barreaux de l'axe de rotation et, par conséquent, l'augmentation ou la diminution de la distance à l'axe de rotation de la partie de la courroie embrassant ces barreaux.
Ce variateur de vitesse permet d'employer des courroies de toutes formes et de toutes dimensions puis- qu'elles ne doivent plus se déplacer entre des plateaux tron- coniques. L'angle au sommet des surfaces tronconiques. des plateaux peut être assez faible,et, dans le cas d'emploi de courroies trapézoïdales, totalement indépendant de l'angle de ces courroies.
Si, pour des raisons qui n'ont rien de commun avec une variation de la vitesse, on désire utiliser de sem- blables courroies, on ménage dans les barreaux susdits des encoches correspondant aux sections transversales des cour- roies afin de pouvoir y loger celles-ci. En choisissant une longueur suffisante pour les barreaux, on peut ménager dans ceux-ci 'autant d'encoches qu'on, désire adopter de courroies.
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Suivant une forme de réalisation particulière, les rainu- res dans les plateaux troriconiques ont, en section transversale, la forme d'une queue d'aronde..
Suivant une autre forme de réalisation, les rainures sus- dites ont leur plan moyen incliné par rapport à l'axe de rotation des plateaux dans lesquels elles sont ménagées, et cela dans des directions. telles que les tenons. de chaque barreau sont disposés de part et d'autre du plan diamétral passant par l'axe du barreau considéré.
Suivant une autre forme de réalisation, les rainures. sus- dites sont formées par l'intersection de deux rainures, disposées l'une et l'autre parallèlement à des plans moyens inclinés cha- cun d'un certain angle par rapport à l'axe de rotation des pla- teaux dans lesquels elles, sont ménagées.
D'autres particularités et détails de l'invention apparat- tront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent schématiquement, à titre d'esemple seulement, des formes de réalisation d'un variateur de vitesse suivant ltinvention.
La figure 1 représente schématiquement un variateur de= vitesse suivant l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique du compor- tement: de la courroie sur les barreaux d'un variateur de vitesse suivant l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique d'une autre forme, de surfaces des barreaux à l'endroit du contact avec la courroie.
La figure 4 est une vue en perspective d'une paira de pla- teaux tronconiques et des barreaux réunissant ces plateaux.
La figure 5 est une représentation schématique du comporte- ment d'une courroie trapézoïdale sur les barreaux d'un variateur de vitesse suivant l'invention dans lesquels sont ménagées des encochez correspondant à la section transversale de la courroie.
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La figure 6 représente, en perspective, une partie d'un borreau d'un variateur de vitesse analggue à celui représenté à la figure 5.
La figure 7 est une vue de la surface tronconique d'un des plateaux d'un autre variateur de vitesse suivant l'invention que celui dont une partie est représentée à la figure 4,
La figure 8 est une vue, en perspective, destinée à montrer comment un barreau du variateur de vitesse suivant la figure 7 est réalisé en vue de son assemblage avec les plateaux, rotatifs qu'il connecte. de la figure
La figure 9 est une vue schématique en plan du barreau/6 et d'une partie des plateaux qui y sont assemblés.
La figure 10 est une vue de la surface tronconique d'un des plateaux d'un autre variateur de vitesse suivant l'invention que celui représenté dans les figures précédentes.
La figure 11 est une vue, en perspective, destinée à montrer comblent un barreau du variateur de vitesse suivant la figure 10 est réalisée en vue de son assemblage avec les plateaux rotatifs qu'il connecte.
La figure 12 est une vue schématique en plan du barreau de la figure 11 et d'une partie des plateaux qui y sont assemblés.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de réfé- rence désignent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté un variateur de vitesse comprenant une paire de plateaux tronconiques 2 reliés entre eux par des barreaux 3 parallèles à l'axe de rotation de l'arbre 4 sur lequel ces plateaux sont clavetés,et une autre paire de pla- teaux tronconiques 5 semblables aux premiers, reliés entre eux par des barreaux 6 semblables aux barreaux 3.
Une ou plusieurs courroies 7 passent sur les barreaux 3 et 6. La distance entre les plateaux 2 peut être réglée par le déplacement axial de ces plateaux le long de leur axe 4. une modification de cette dis- tance a comme effet de faire varier la distance qui sépare les
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barbeaux 3 de l'axe de rotation de l'arbre 4 par le fait que les extrémités des barreaux 3, en forme de tenon, sont engagées dans des rainures 6 dirigées suivant les génératrices des sur- faces tronconiques des plateaux.
Une variation de la distance entre les plateaux 2 est accompagnée d'une variation en sens inverse de la distance en- tre les plateaux 5. Cette variation de la distance entre ceux- ci provoque donc desmodromiquement une variation en sens in- verse de la distance entre les barreaux 6 et l'axe de rotation.
De ce fait, à un accroissement du rayon d'enroulement de la ou des courroies ?qui passent ,.sur. les barreaux 3 reliant les plateaux 2, correspond une diminution proportion- nelle du rayon d'enroulement de la ou des courroies embrassant les barreaux 6, connectant les plateaux 5. et vice-versa,
Il en résulte que si la vitesse de rotation de l'arbre 4 sur lequel sont clavetés les plateaux 2 demeure constante, la vitesse de l'arbre sur lequel coulissent les plateaux 5 est variable.'Elle a tendance à s'accroître lorsque les barreaux 3 s'écartent de l'axe 4 et les barreaux 6 se rapprochent du leur et inversement de diminuer lorsque les barreaux 3 se rapprochent) de leur axe et les barreaux 6 s'écartent du leur.
A la figure 1, les barreaux 6 sont représentés dans la position qu'ils occupent lorsqu'ils sont le plus rapprochés de l'axe de rotation des plateaux 5 auxquels ils sont connectés.
Dans cette position, ils sont jointifs. Selon une caractéris- tique de l'invention, dans cette position leur surface péri- phérique fait partie du même cylindre de révolution.
Lorsque les barreaux s'écartent de leur axe pour prendre, par exemple, une position semblable à celle occupée par les barreaux 3 de la figure 1, ils ne forment plus une surface périphérique continue du fait qu'ils ne sont plus jointifs.
La. courroie repose alors sur une série d'arcs de cercle, ainsi que cela est illustré schématiquement par la figure 2.
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En. supposant que la courroie soit parfaitement défor- mable dans l'intervalle entre ces arcs de cercle; elle a ten- dance à se disposer selon une ligne droite reliant les points extrêmes de ces arcs, On s'aperçoit, en examinant la figure 2, qu'à condition que la surface périphérique des barreaux 3 fasse partie d'un même cylindre de révolution au moment où ces barreaux sont le plus rapprochés de leur axe de rotation et sont jointifs, quelle que soit la distance de ces barreaux de l'axe de rotation lorsqu'ils s'écartent de celui-ci,
la ligne de la courroie supposée parfaitement déformable dans l'inter- valle entre deux barreaux voisins est une tangente aux points extrêmes 9 de chaque arc de cercle qui limite vers la périphé- rie la section transverse-le ae deux barreaux adjacents.
Il en résulte que, même dans l'hypothèse d'une courroie parfaitement déformable, à condition que la caractéristique énoncée ci-dessus soit respectée, la courroie ne peut jamais venir en contact avec des arêtes vives des barreaux, telles que celles désignées par 9 aux figures 1 et 2. plus la courroie utilisée est rigide, plus elle a ten- dance à s'écarter vers l'extérieur de la ligne droite qui re- lie les points 9 de deux barreaux voisins. Par conséquent, le danger pour la courroie de venir en contact avec des arêtes. vives 9 des barreaux qui pourraient l'endommager, diminue.
Selon un mode d'exécution différent, conforme à l'inven- tion, la section transversale de chaque barreau..est limitée vers la périphérie par une courbe qui, même lorsque les bar- reaux sont jointifs, est tangente intérieurement à la circon- férence dont le centra est situé sur l'axe de rotation des plateaux tronconiques et qui passe en un point se trouvant entre les extrémités de cette courbe.
Cette forme de réalisation est représentée à la figure 3 où on voit les barreaux dans la position jointive en trait mixte et dans une position non jointive en trait plein. Comme
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on peut le constater, la courbe 16 qui limite vers la péri- phérie la section transversale de chaque barreau, est, pour la position jointive de ceux-ci, tangente intérieurement à la circonférence 17 dont le centre est situé sur l'axe de rota- tion des plateaux tronconiques, en un point le situé entre les plans radiaux 19 et 20 délimitant le barreau considéré. pans ce cas, même dans l'hypothèse d'une courroie parfaite- ment déformable, lorsque les barreaux ne sont pas jointifs, comme représenté en trait plein, la ou les courroies.
ne peu- vent jamais venir en contact avec les arêtes vives délimitant chaque barreau.
La courba 16 pourrait aussi être confondue sur une partie de sa longueur avec la circonférence 17. Dans ce cas, elle serait donc tangente intérieurement à cette circonférence sur une partie de sa longueur entre les plans radiaux 19 et 20.
La figure 4 montre que les rainures 8 ont, en section transversale, la forme d'une queue d'aronde. La figure 4 montre en outre que les angles au. sommet des plateaux tron- coniques sont relativement faibles. Etant donné que la lon- gueur des barreaux peut être choisie à vo.lonté, on peut em- ployer des courroies très larges ou un nombre quelconque de courroies de largeur courante travaillant en parallèle.
Ces courroies peuvent, éventuellement, être logé.es dans des encoches ménagées dans les barreaux et correspondant à la section transversale des courroies considérées. A la figure 4, on a représenté des encoches 10 destinées à recevoir des courroies trapézoïdales. Les angles au sommet des pla- sont teaux tronconiques 2/inférieurs au supplément de l'angle entre les faces inclinées des courroies trapézoïdales.
Etant donné qu'en pratique les courroies trapézoïdales ne viennent en contact avec les encoches 10 que par les faces latérales de celles-ci, suivant une caractéristique de l'iL' vention, ces courroies abordent les encoches le long des
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arêtes 28 (figure 5) formées par l'intersection de ces faces et aes plans radiaux 19 et 20 délimitant les barreaux suivant un angle [alpha] égal à 90 .
A cet effet, les faces latérales correspondantes des encoches font partie du même cône de révolution lorsque les barreaux sont jointifs. Par conséquent, les arêtes en ques- tion ne tendent pas à détériorer la courroie. pour que, même dans le cas d'un léger déplacement des barreaux ayant comme effet de détruire le parfait alignement des encoches, la protection susdite reste assurée, il est prévu, suivant l'invention, d'évaser les encoches vers les plans radiaux 19 et 20 (figure 6) délimitant les faces laté- rales des barreaux.
Dans ce cas, l'intersection des faces la- térales des encoches de chaque barreau par un plan quelconque 29 perpendiculaire à l'axe de rotation 30 des plateaux tron- coniques, est une courbe 31 qui, même lorsque les barreaux sont jointifs, est tangente intérieurement à la circonférence 32 dont le centre est situé sur l'axe de rotation 30, en un point 33 situé entre les plans radiaux 19 et 20 délimitant le barreau considéré. cette courbe pourrait être confondue sur une partie de sa longueur avec la circonférence 32. Dans ce cas, elle serait donc tangente intérieurement à cette circon- férence sur une partie de sa longueur entre les plans radiaux 19 et 20.
A la figure 7, on a représenté la surface tronconiques d'un des plateaux d'un autre variateur de vitesse suivant l'invention, dans lequel on a ménagé des rainures 11 paral- lèlement à un plan moyen incliné par rapport à l'axe de ro- tation des plateaux. Cette inclinaison apparaît à la figure 9 où on voit que le plan 12 est incliné par rapport à l'axe de rotation 13. Les barreaux reliant deux plateaux en regard l'un de l'autre dans une même paire sont pourvue de tenons engagés dans les rainures 11.
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Les tenons 14 et 15 aux.deux extrémités d'un même barreau sont disposés de part et d'autre d'un plan diamétral passant par l'axe du barreau considéré.,
1- la figure la, on représenta la surface tronconique d'un des plateaux d'un autre variateur de vitesse suivant l'invention dans lequel on a ménagé des rainures 21 (figures 10 à 12) formées par l'intersection de deux rainures 22 et 23 disposées l'une et l'autre parallèlement à des plans moyens 26 et 27 (figurer inclinés chacun d'un certain angle par rapport à l'axe de rotation 13 des plateaux dans lesquels elles sont ménageas,. Des tenons 24 et 25 sont engagés dans ces rai- nures 22 et 23.
L'inclinaison, de celles-ci par rapport à l'axe de rota- tion 13 apparaît à la figure 12 où l'on voit que les plans 26 et 27 sont inclinés chacun par rapport à l'axe de rotation 13 et forment entre eux un certain angle. Dans l'exemple illustré par la.figure 12, la ligne d'intersection de ces plans. passe par l'axe de symétrie du barreau, sans que cala constitue une caractéristique indispensable au fonctionnement. du mécanisme, cette ligne d'intersection pouvant également être disposée en dehors de l'axe de symétrie du barreau.
De même, les angles, que chacune des deux rainures croisées forme avec l'axe de rotation 13 peuvent être égaux ou diffé- rents l'un de l'autre.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien , des modifications peuvent être apportées dans la formel la disposition et la constitution de certains des éléments in- tervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifica- tions ne soient pas en contradiction avec lobjet de chacune des revendications suivantes.
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