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" Variateur différentiel".
Il existe de nombreux types de variateur de vitesse parmi lesquels ceux à denture sont généralement préférés à raison de la sécurité d'entraînement qui caractérise la transmission par engrenage. Néanmoins, ces variateurs dentés n'agissent que par paliers, n'offrant ainsi qu'un nombre rela- tivement limité de rapports de transmission fixes.
Pour remédier à cet inconvénient, des variateurs progressifs ont été imaginés sans denture, mais au détriment de la sécurité et de la puissance transmise. En effet, le fonc- tionnement de ces mécanismes progressifs est exclusivement basé sur un effet de friction amenant soit à réduire les couples résistants, soit à augmenter considérablement les pressions
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spécifiques, soit, enfin, à introduire des moyens mécaniques complémentaires complexes comme on le remarque dans les variateurs connus. Pratiquement, aucun n'allie la sécurité d'entraînement aux avantages des appareils à rapports progressifs.
L'invention réalise ce progrès d'une manière relati- vement simple. Elle consiste substantiellement à partir d'un système cinématique à engrenages planétaire et satellites, pratiquement quelconque et à introduire dans le porte-satellites un mouvement complémentaire de rotation.
Par suite de ce mouvement complémentaire, la loi de mouvement du planétaire est modifiée, de même que le rapport de vitesse entre la couronne et le planétaire. Il suffit dès lors @ d'identifier ou de rendre solidaire la couronne et les satelli- tes, respectivement de l'axe d'entrée et de l'axe de sortie, ou inversement, d'un variateur, pour réaliser un tel variateur souple, réversible et de bonne sécurité. On réalise aisément le mouvement complémentaire en introduisant entre le porte-satelli- tes et la couronne d'un système à planétaire, une transmission de rapport variable, par exemple, du type à courroie trapézoïdale et à poulies à joues réglables.
De cette façon, on peut progressivement faire varier % vitesse angulaire résultante de'l'arbre de sortie du variateur, entre des limites négative et positive relativement à la vitesse angulaire de l'organe moteur. Cette vitesse résultante peut donc aussi s'annuler puisqu'on passe d'une valeur négative à une va- leur positive.
A simple titre d'exemple, et sans aucun caractère restrictif, les dessins en annexe représentent
A la figure 1, un schéma, en vue perspective, de la conception de l'invention.
A la figure 2, un tableau schématique d'abaques per- mettant la lecture des diverses vitesses initiale et résultante
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en fonction du réglage du. variateur selon l'invention, du type de la figure 1.
A la figure 3, la coupe en élévation dune application d'un exemple de réalisation à un pétrin à malaxeur du type hypo- . cycloidal.
Selon la figure 1, le dispositif,conforme à l'inven- tion, peut se schématiser par la combinaison d'un réducteur de vitesse à planétaire et d'un variateur de vitesse, Le mécanisme réducteur comprend la poulie mobile 1, de diamètre d.l, la poulie 2 de diamètre d.2 entraînée par courroie et portant la couronne dentée 3, de diamètre primitif d.3; avec cette couronne 3 engrènent des satellites 4 portés par le support 4' et engre- nant aussi avec le planétaire 1 calé sur l'arbre de sortie 6.
Le mécanisme variateur comprend, dans cette schématisation, deux poulies coniques 2 et 8, calées respectivement sur l'axe du porte-satellites 4' et sur l'axe de la poulie motrice 1. La position de la courroie de transmission 10 sur les poulies 7 et 8 peut être réglée en manoeuvrant la fourchette 9.
En vue de mieux décrire le fonctionnement de ce variateur, on peut considérer tout d'abord celui du mécanisme à planétaire, puis celui du mécanisme variateur proprement dit, et examiner ensuite le résultat de la combinaison des deux :
Le mécanisme à planétaire étant un simple réducteur de vitesse, peut, quand la vitesse complémentaire est nulle, c'est-à-dire quand le support 4' est immobile, entraîner le planétaire 1 à une vitesse fixe fonction de cellé du moteur.
D'autre part,le variateur 7-8-9-10 permet d'entraîner la poulie 2 à une vitesse pouvant varier dans des limites rela- tivement étroites pour une même vitesse du moteur. Par exemple,, à même vitesse initiale, considérons que la vitesse de cette poulie 2 puisse passer de 1 à 1,4 fois sa valeur par le réglage
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de la fourchette 9.
En accouplant ces deux dispositifs comme représenté à la figure 1, on introduit dans le porte-satellites un mouvement complémentaire par lequel la vitesse résultante peut) pour la même vitesse du moteur que ci-avant, s'inverser et s'annuler, donc varier infiniment par rapport à elle-même, et ce, pour une faible variation du rapport d8 de la transmission 7-8. d7 A simple titre d'exemple, on peut, avec un tel variateur, faire varier la vitesse résultante progressivement de 5.000 tours/minute dans un sens à 6.880 tours/minute dans l'autre sens, en passant ainsi par une valeur nulle, par le seul réglage du rapport d8/d7, et pour une vitesse du moteur extrêmement réduite,de 1''ordre de 400 tours/minute.
Par une autre construction de ce même variateur, on peut aussi faire varier la vitesse résultante de 0 à 80 tours/ minute, en partant d'une vitesse de 2.000 tours/minute, au moteur et moyennant une variation correspondante de d8/d7 prise entre 0,1 et 0,12 par exemple. Dans ce dernier cas, on voit qu'une variation de 1 % de ce rapport d8/d7 entraîne une variation correspondante de 4 tours/minute de la vitesse résultante.
Ceci montre bien les effets nettement différents que peut procu le variateur selon l'invention, par rapport aux effets de ses mécanismes constitutifs, et montre aussi la grande souplesse d'un tel appareil.
La figure 2 en annexe montre un diagramme caractéris- tique d'un tel variateur. Les vitesses angulaires résultantes (VR) sont portées en ordonnées, les abscisses représentent les valeurs (r) du support d8/d7,et les droites concourantes corres- pondent chacune à une vitesse angulaire initiale (VM) déterminée.
Selon la figure 2, à chaque vitesse initiale corres- pond, pour un même variateur, une droite dont le coefficient angulaire est fonction de cette vitesse VM. Ces diverses droites sont concourantes au point S, dont l'abscisse est ± x d3/d3+d5,
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c'est-à-dire déterminée par les caractéristiques de construction du variateur. Pour une valeur nulle du rapport d8/d7, c'est-à-dire en annulant la vitesse complémentaire, caractéristique de l'inven- tion, le mécanisme devient un simple réducteur de vitesse, et les valeurs des diverses vitesses résultantes ainsi obtenues servent @ à l'établissement des droites préci'tées.
Selon l'invention, tout point du diagramme peut donc être déplacé sur une droite correspondante, entre les limites de variation du terme d8/d7 dues à la construction.
La figure 3 montre l'application à un malaxeur à mouvement hypo-cycloldal, d'un dispositif selon l'invention. La transmission de rapport variable, donnant ici le mouvement complé- mentaire au porte-satellites, comprend une poulie 7 à gorge dont l'une des deux joues est soumise,d'une part,à l'action d'un ressort antagoniste 7' et,d'autre part, à la tension de la courroie appropriée entraînée par le train de renvoi 8-9-10. La poulie similaire 8 est réglable à l'intervention d'un moyen connu, préférablement un levier à index sur cadran de lecture, et la poulie 10 est à son tour entraînée par ureautre, 11, solidaire de la couronne 3 et de la poulie d'entraînement 2. La poulie 2 est liée au porte-satellites 4' par un axe intermédiaire. Le planétaire 2 entraîne, par son axe 6, un support 12 portant l'arbre 11 du.*bras malaxeur.
De manière habituelle, le mouvement hypo-cycloidal de ce bras 13 est dû à l'engrenage Il+-15 porté sur le couvercle tournant 16. La cuve proprement dite peut tourner à l'intermédiaire d'un moyen connu.
Dans le cas des proportions de la figure 3, lorsque le moteur tourne à 1430 tours/minute, par exemple, on obtient une gamme de variation de vitesse angulaire résultante de 0 à + 120 tours dans les conditions normales, pouvant atteindre aussi - 300 tours/minute et + 250 tours/minute pour des changes moins importan- tes.Dans ce dernier cas, le rapport d8/d7 passe respectivement de
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0,82 à 1,22 approximativement.
Le variateur selon l'invention possède donc une grande souplesse et une grande sécurité de fonctionnement., alliées à une bonne résistance à. l'usure,et il convient pour les applications les plus diverses, telles que machines d'industries alimentaires, machines-outils, machines électriques, pompes, véhicules, engins de levage, etc... et, plus généralement, pour toutes applications où il est utile d'ajuster, d'annuler, et/ou d'inverser progressive- ment une vitesse angulaire.
Les forme, dimensions, nature, denture, et autres, du système à planétaire, peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être adaptées à toutes circonstances. De même, le moyen par lequel le mouvement complémentaire du porte-satellites est communiqué, peut être choisi à volonté en vue du meilleur rendement. L'invention s'étend à toutes applications de nature quelconque du variateur substantiellement tel que décrit.
REVENDICATIONS.
1.- Variateur différentiel, caractérisé en ce que le support des satellites reçoit un mouvement de rotation complémen- taire autour de l'axe du planétaire.
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"Differential drive".
There are many types of variable speed drive among which toothed ones are generally preferred because of the drive safety which characterizes the gear transmission. However, these toothed variators only operate in stages, thus offering only a relatively limited number of fixed transmission ratios.
To remedy this drawback, progressive variators have been designed without toothing, but to the detriment of safety and of the transmitted power. Indeed, the operation of these progressive mechanisms is exclusively based on a friction effect leading either to reduce the resistive torques or to considerably increase the pressures.
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specific, or, finally, to introduce complex complementary mechanical means as can be seen in known variators. Almost none combines training safety with the advantages of progressive gear units.
The invention achieves this progress in a relatively simple manner. It consists substantially from a kinematic system with planetary and planet gears, practically any one, and in introducing into the planet carrier a complementary rotational movement.
As a result of this complementary movement, the law of motion of the sun gear is modified, as is the speed ratio between the ring gear and the sun gear. It is therefore sufficient @ to identify or make integral the ring gear and the satellites, respectively of the input axis and of the output axis, or vice versa, of a variator, to produce such a flexible variator. , reversible and safe. The complementary movement is easily achieved by introducing between the satellite carrier and the crown of a planetary system, a variable ratio transmission, for example, of the type with trapezoidal belt and pulleys with adjustable cheeks.
In this way, it is possible to gradually vary the resulting angular speed of the output shaft of the variator, between negative and positive limits relative to the angular speed of the motor member. This resulting speed can therefore also be canceled out since we go from a negative value to a positive value.
By way of example, and without any restrictive character, the appended drawings represent
In FIG. 1, a diagram, in perspective view, of the design of the invention.
In figure 2, a schematic table of charts allowing the reading of the various initial and resulting speeds
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depending on the setting of. variator according to the invention, of the type shown in FIG. 1.
In Figure 3, the sectional elevation of an application of an exemplary embodiment to a kneader mixer of the hypo- type. cycloidal.
According to FIG. 1, the device, in accordance with the invention, can be schematized by the combination of a planetary speed reducer and a speed variator. The reduction mechanism comprises the mobile pulley 1, of diameter dl , the pulley 2 of diameter d.2 driven by a belt and carrying the toothed ring 3, of original diameter d.3; with this ring gear 3, planet gears 4 carried by the support 4 'mesh and also engage with the sun gear 1 fixed on the output shaft 6.
The variator mechanism comprises, in this diagram, two conical pulleys 2 and 8, wedged respectively on the axis of the planet carrier 4 'and on the axis of the driving pulley 1. The position of the transmission belt 10 on the pulleys 7 and 8 can be adjusted by operating the fork 9.
In order to better describe the operation of this variator, we can first consider that of the planetary mechanism, then that of the variator mechanism itself, and then examine the result of the combination of the two:
The planetary mechanism being a simple speed reducer, can, when the additional speed is zero, that is to say when the support 4 ′ is stationary, drive the planetary 1 at a fixed speed which is a function of that of the motor.
On the other hand, the variator 7-8-9-10 makes it possible to drive the pulley 2 at a speed which can vary within relatively narrow limits for the same motor speed. For example, at the same initial speed, let us consider that the speed of this pulley 2 can go from 1 to 1.4 times its value by setting
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of the fork 9.
By coupling these two devices as shown in Figure 1, a complementary movement is introduced into the planet carrier by which the resulting speed can) for the same engine speed as above, be reversed and canceled out, therefore vary infinitely compared to itself, and this, for a small variation of the ratio d8 of the 7-8 transmission. d7 By way of simple example, it is possible, with such a variator, to vary the resulting speed progressively from 5,000 revolutions / minute in one direction to 6,880 revolutions / minute in the other direction, thus passing through a zero value, by the only adjustment of the ratio d8 / d7, and for an extremely low engine speed, of the order of 400 revolutions / minute.
By another construction of this same variator, it is also possible to vary the resulting speed from 0 to 80 revolutions / minute, starting from a speed of 2,000 revolutions / minute, at the motor and by means of a corresponding variation of d8 / d7 taken between 0.1 and 0.12 for example. In the latter case, it can be seen that a variation of 1% of this ratio d8 / d7 causes a corresponding variation of 4 revolutions / minute in the resulting speed.
This clearly shows the clearly different effects that the variator according to the invention can produce, compared to the effects of its constituent mechanisms, and also shows the great flexibility of such a device.
Figure 2 in the appendix shows a characteristic diagram of such a drive. The resulting angular velocities (VR) are plotted on the ordinate, the abscissas represent the values (r) of the support d8 / d7, and the concurrent lines each correspond to a determined initial angular velocity (VM).
According to FIG. 2, at each initial speed there corresponds, for the same variator, a straight line whose angular coefficient is a function of this speed VM. These various lines are concurrent at point S, whose abscissa is ± x d3 / d3 + d5,
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that is, determined by the construction characteristics of the drive. For a zero value of the ratio d8 / d7, that is to say by canceling the complementary speed, characteristic of the invention, the mechanism becomes a simple speed reducer, and the values of the various resulting speeds thus obtained are used. @ the establishment of the above rights.
According to the invention, any point of the diagram can therefore be moved on a corresponding straight line, between the limits of variation of the term d8 / d7 due to the construction.
FIG. 3 shows the application to a mixer with hypo-cycloldal movement, of a device according to the invention. The variable ratio transmission, here giving the complementary movement to the planet carrier, comprises a grooved pulley 7, one of the two cheeks of which is subjected, on the one hand, to the action of an antagonist spring 7 '. and, on the other hand, to the tension of the appropriate belt driven by the idler train 8-9-10. The similar pulley 8 is adjustable by the intervention of a known means, preferably an index lever on a reading dial, and the pulley 10 is in turn driven by urother, 11, integral with the crown 3 and the pulley d 'drive 2. The pulley 2 is linked to the planet carrier 4' by an intermediate axis. The sun gear 2 drives, by its axis 6, a support 12 carrying the shaft 11 of the mixer arm.
Usually, the hypo-cycloidal movement of this arm 13 is due to the II + -15 gear carried on the rotating cover 16. The tank itself can rotate by means of known means.
In the case of the proportions of figure 3, when the engine is running at 1430 revolutions / minute, for example, a range of resulting angular speed variation is obtained from 0 to +120 revolutions under normal conditions, which can also reach - 300 revolutions. / minute and + 250 revolutions / minute for less important changes. In the latter case, the d8 / d7 ratio changes respectively from
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0.82 to 1.22 approximately.
The variator according to the invention therefore has great flexibility and great operating safety., Allied to good resistance to. wear, and it is suitable for the most diverse applications, such as food industry machines, machine tools, electrical machines, pumps, vehicles, lifting devices, etc ... and, more generally, for all applications where it is useful to adjust, cancel, and / or gradually reverse an angular velocity.
The shape, dimensions, nature, toothing, and the like, of the planetary system, can, without departing from the scope of the invention, be adapted to all circumstances. Likewise, the means by which the complementary movement of the planet carrier is communicated can be chosen at will for the best efficiency. The invention extends to all applications of any nature whatsoever for the variator substantially as described.
CLAIMS.
1.- Differential variator, characterized in that the support of the satellites receives a complementary rotational movement around the axis of the sun gear.