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" Variateur continu de vitesse "
L'invention concerne un système de transmission à friction dénommé variateur continu de vitesse.
Il se caractérise essentiellement par le fait que la trans- mission du mouvement de l'arbre moteur à l'arbre entraîné s'opère au moyen de galets qui sont montés fous sur des axes déplaçables et sont agencés de manière à s'engager, d'une part, entre des disques annulaires tournant avec l'arbre moteur et, d'autre part, entre des disques annulaires concentriques par rapport aux susdits disques'et tournant avec l'arbre entraîné, chaque série de disques étant soumise à une pression axiale, de préférence réglable, tandis que la position des axes des galets par rapport aux deux séries de disques peut être réglée d'une façon continue pour varier en conséquence le rapport de transmission.
A simple titre démonstratif, deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention se trouvent décrits ci-après avec refe- rence aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un variateur de vitesse selon l'invention,
Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne brisée II-II de Fig. 1.
Fig. 3 montre une variante d'exécution d'un détail du mécanisme,
Fig. 4 montre les positions extrêmes des galets de transmis- sion par rapport aux disques moteurs et entraînés,
Fig. 5 est une vue en coupe axiale d'une variante d'exécution du variateur, @
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Fig. 6 est une vue partielle en coupe suivant la ligne VI-VI de Fig. 5, et
Fig. 7 montre la construction des galets de transmission dans le cas des Fig. 5-6.
Dans l'exemple illustré en Fig. 1-4, l'appareil comporte un flasque 1 pouvant s'adapter sur toute machine motrice, par exemple un moteur électrique ou autre, et formant palier pour l'arbre moteur 2, qui sera en général l'arbre du moteur de commande. Un manchon 3 est réuni à l'arbre 2, par exemple par des clavettes ou cannelures, et porte une série de disques annulaires 4 qui sont réunis, également par des clavettes au analogues, au dit manchon, de sorte que les organes 3 et 4 participent au mouvement de rota- tion de l'arbre 2.
L'arbre entraîné ou récepteur 5 est supporté par un flasque 6 qui peut s'adapter sur tout organe approprié de la machine à. commander. Un manchon 7, rendu solidaire de l'arbre 5, porte intérieurement des disques annulaires 8, y réunis par des clavettes ou analogues, de façon que les organes 5,7 et 8 tournent ensemble.
Des galets 9, montés fous sur des axes 10, sont agencés entre les disques 4 et 8 de façon que chaque galet s'engage, d'une part, entre deux disques 4 et, d'autre part, entre deux disques 8. Trois au plusieurs galets 9, répartis angulairement dans un mène plan et dont les axes se trouvent à la même distance de l'axe général de l'appareil, coopèrent avec une même paire de disques 4 et 8.
Suivant les applications, ces disques peuvent être établis en fonte, bronze, acier ou aaier trempé rectifié, ferrodo, etc...
Dans chaque série de disques, ceux-ci sont soumis à une pression axiale qui pousse l'un vers l'autre les disques de chaque paire, de manière à exercer une pression convenable sur les galets 9 engagés entre eux. Dans l'exemple illustré en Fig. 1-2, des ron- délies Belleville 11 et 12 agissent respectivement sur les deux séries de disques 4,8. Les rondelles situées à l'extrême droite s'appuient chacune sur une butée solidaire du manchon correspon- dant 3,7, tandis que celles situées à l'extrême gauche s'appuient contre des écrous de réglage 13, 14 qui permettent d'adapter la pression élastique des rondelles aux conditions de travail dans chaque cas particulier. Le même effet peut être obtenu à l'aide de ressorts 15,16, tel que montré en Fig. 3.
Les axes 10 des galets 9 sont portés par des chapes 17 pou- vant tourillonner autour des axes 18 fixée dans le flasque 1. Les extrémités 19 des bras 20 solidaires des chapes 17 s'engagent dans des rainures profilées 21 pratiquées dans un plateau de commande 22, qui est guidé entre le flasque 1 et un boîtier 23 qui enferme
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le mécanisme Pour la clarté du dessin, l'élément 19 a été ramené, en Fig. 1, dans le plan de coupe, bien qu'il se trouve en dehors de celui-ci, comme montré en Fig. 2.
Une poignée de manoeuvre 24 peut se déplacer dans une fenêtre du boîtier 23 et permet de modifier la position des organes 19 dans les rainures 21, en faisant pivoter les chapes 17, de façon à varier la position des axes 10 et à changer la profondeur de pénétration des galets 9 entre les disques 4 et 8, ce qui a pour effet de modifier le rapport de transmissiono
En effet, l'arbre moteur 2 transmet un mouvement uniforme aux disques 4 et, par l'intermédiaire des galets 9, aux disques 8 qui entraînent l'arbre récepteur 5, la position des galets déter- minant le rapport des vitesses de rotation des disques récepteurs 8 par rapport aux disques moteurs 4.
En posant (Fig. 4) :
N = vitesse de l'arbre moteur 2 (constante),
Ni = vitesse de l'arbre récepteur 5 (variable),
R = rayon moyen des disques moteurs 4,
R1 = rayon moyen des disques récepteurs 8, r = rayon d'entraînement, du côté moteur, sur les galets 9, r1 = rayon d'entraînement, du côté récepteur, sur les galets 9,
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on aura N l == R N .. R. l' 1'1 l .
NRR étant constant, r1 détermine donc le rapport de varia-
R1 tion. On voit donc que Ni variera de façon continue entre les rapports extrêmes des rayons utilisés sur les galets 9.
La Fig. 4 montre les deux positions extrêmes des galets 9.
Si l'on a par exemple, R1 = 2R et r1 = 2r = r' = 2ri, les deux valeurs de Ni pour les positions illustrées seront :
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1 2R r et N' = N. R.r=W N1 2R 2r 4
La vitesse Ni varie donc de façon continue de N à N/4
Si l'on pose ri = 3r = r' = 3r'1, on obtient pour Ni les valeurs extrêmes 1,5 N et N6' soit un rapport extrême 1/9.
Dans l'exemple illustré, l'appareil comporte deux rangées de trois galets, manoeuvrées en synchronisme et avantageusement mon- tées par paires sur les axes 10. Le nombre de rangées de galets pourrait encore être augmenté, si la puissance à transmettre deve- @
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nait plus grande. Dans le même but on pourrait augmenter le nombre de galets par rangée, mais l'emploi de rangées de trois galets est cependant favorable, notamment au point de vue de la répartition uniforme des efforts.
On comprendra que la forme des rainures 21 détermine la prai- dité de déplacement des axes 10 des galets 9, et donc la sensibilité de la commande. Si l'on désire réaliser de brusques variations de vitesse, les rainures 21 peuvent même être disposées radialement.
Il est avantageux de donner aux galets 9 une forme conique, de manière à faire varier la tension élastique des rondelles 11, 12 ou analogues selon la pénétration des dits galets entre les disques 4,8, qui exécutent alors un certain coulissement sur leur support. De cette façon, la pression de serrage sur les galets devient d'autant plus forte que leur rayon de travail devient plus petit, ce qui est rationnel. La pente des galets est déter- minée sur la base de considérations de frottement et d'ajustement des pressions sur les disques, selon les conditions de travail.
Il va de soi que toutes les parties tournantes seront montées sur roulements à billes, rouleaux ou aiguilles, bien que, afin de ne pas nuire à sa clarté, le dessin montre simplement des portées lisses.
Si l'on désire réaliser des rapports de variation plus grands, deux ou plusieurs mécanismes variateurs selon l'invention peuvent être combinés en un même ensemble. Un tel appareil à deux étages est montré en Fig. 5-6, chaque étage correspondant, en substance, à la construction suivant Fig. 1-2, mais ne comportant chacun qu'une rangée de trois galets de transmission. Le manchon 7 est toutefois remplacé par un manchon 25 jouant le rôle d'intermédiaire et tournant fou sur le moyeu 26 du flasque 6. Dans le deuxième étage, les disques 27, tournant ensemble avec les disques 8, sont moteurs, tandis que les disques 28 sont récepteurs et entraînent l'arbre 5, la transmission se faisant par 1'intermédiaire de galets 29 indépendants des galets 9.
Le déplacement des galets 9 et 29 doit s'opérer de telle manière que les uns s'engagent entre les disques 8 tandis que les autres se dégagent des disques 27.
De cette façon, le système double réalise un rapport extrême de transmission qui est le carré (par exemple 1/16) de celui réalisé 6 dans chaque étage (par exemple 1). Si une puissance plus grande , 4 doit être transmise, chaque étage peut comporter plusieurs rangées de galets, comme dans le cas des Fig. 1-2.
La commande synchronique des deux séries de galets 9 et 29 peut être réalisée par des commandes distinctes, mais peut être obtenue d'une manière très simple en reliant chaque galet 9 à un @
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galet 29 décalé de 120 , à l'aide d'une chape 30 solidaire d'une chape 17. Agencés symétriquement de part et d'autre de l'axe 18, les galets 9 et 29 effectueront donc des déplacements angulaires égaux mais de sens opposés, sous l'action de la commande opérée par la poignée 24 et le bras 20.
Grâce à son faible encombrement, sa légèreté et sa facilité de manoeuvre, le variateur selon l'invention convient aux applica- tions les plus diverses, notamment aux machines-outils, où il peut être utilisé non seulement pour la commande de broches, mais aussi de tous mouvements auxiliaires.