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Convention Internationale : Demande de brevet britannique n 8502 déposée le 5 mai 1944.
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La présente invention concerne un dispositif à vitesse variable ou de changement de vitesse, du type comportant des disques moteur et entraîné montés sur des arbres parallèles mais non coaxiaux, couplés à friction par un disque transver- sal de transmission à friction monté pour se déplacer paral- lèlement aux surfaces des disques à friction, moteur et en- traîné, de la force motrice étant appliquée à l'arbre de com- mande du disque moteur depuis un élément d'entraînement et par l'intermédiaire d'un dispositif hélicoïdal de fagon à e- xercer sur le disque moteur une pression axiale approximati- vement proportionnelle au couple appliqué à l'élément d'en- traînement.
Dans les mécanismes de ce type, et lorsque les surfaces
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cylindre;il se produit un mouvement relatif, avec frottement, entre des parties de cette surface cylindrique et les surfaces des disques moteur et entraîné, mouvement qui provoque une usure par friction. L'invention vise entre autres à établir un mécanisme permettant une transmission de couple efficace avec un contact de surface minimum entre la surface du disque transversal de transmission à friction et les disques moteur et entraîné, de façon à éviter ou à réduire au minimum cette action de frottement. Vu le fléchissement des matières sous la pression, le contact s'étend sur des petites superficies des disques en contact, lesquelles seront toutefois désignées ci-après comne points de contact.
Dans les mécanismes de ce type, un glissement entre le disque de transmission à friction et le disque moteur ou en- trainé à pour effet de détériorer les surfaces actives de ces organes ; l'invention vise donc en outre établir une constru- ction permettant de réduire considérablement ou de supprimer entièrement un tel glissement.
L'invention vise en outre à établir un dispositif per- mettant d'éviter la surcharge du mécanisme.
L'invention vise également à établir un dispositif permettant d'obtenir la pression de fonctionnement nécessaire aux points de contact entre le disque moteur et le disque de transmission et entre ce dernier et le disque entraîné.
De plus, l'invention vise à établir un dispositif pour le graissage des surfaces de contact entre le disque moteur et le disque transmission et entre ce dernier et le disque entraîné.
Les autres objets de l'invention ressortiront de la description ci-après.
L'invention est représentée dans les dessins annexés,
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La fig. 1 est une coupe en plan montrant la construc- tion d'un mécanisme selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe à plus grande échelle, mon- trant la construction du disque de friction moteur.
La fig. 3 est une coupe en plan à plus grande échelle montrant un système d'application de la commande à l'arbre moteur.
La fig. 4 est une vue en plan montrant une partie du mécanisme de commande.
La fig. 5 est une vue en plan montrant une variante de ce mécanisme.
La fig. 6 est une coupe en plan montrant une autre va- riante de ce mécanisme.
La fig. 7 est une coupe montrant le disque moteur a- vec son arbre et les organes associés.
La fig. 8 est une coupe en plan montrant une construc- tion de disques d'équilibrage.
La fig. 9 est une coupe montrant la construction pré- férée d'un disque de transmission à friction.
La fig. 10 est une vue perspective du dispositif de graissage.
La fig. 11 est une coupe en élévation latérale mon- trant une variante des disques moteur et entraîné 10 ou 11.
La fig. 12 est une vue latérale de la fig. 11.
Dans la construction selon les fig. 1 à 4 le disque moteur eat désigné par 10 et le disque entrainé par 11. Le disque 10 est monté sur un arbre 12 et le disque 11 sr un ar- bre 13, ces arbres étant parallèles mais non co-axiaux.
Les digues 10 et 11 so.nt accouplés à friction par un disque 14 de transmission à friction monté sur un arbre 15 parallèle aux faces des disques 10 et 11. L'arbre 15 est éta-
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bli en une matière telle et présente un diamètre tel qu'il offre un légère flexibilité, de sorte que la pression axiale exercée par le disque 10 peut être transmise par le disque de transmission à friction 14 au disque entraîné ou récepteur
Le mécanisme comporte deux disques équilibreurs 16 et 17, le disque 16 agissant sur le disque récepteur 11 en un point situé de l'autre côté du centre de ce dernier disque par rapport au point d'attaque du disque de transmission 14,
tan- dis quele disque 17 agit sur la face du disque10 en un point situé de l'autre côté du centre de ce dernier disque par rap- port au point du disque de transmission à friction 14 sur le disque 10.
Les trois disques 14, 16 et 17 présentent des surfaces périphériques 18 en contact avec les disques 10 et 11 et qui présentent une forme sphéroidale' de sorte que, théorique- ment,en tenant compte de ce qui ; précède; le contact entre les disques 14, 16 et 17 et les/faces des disques 10 et 11 sont punctiformes.
Les disques 16 et 17 peuvent être établis conformément à la fig. 1 ou à la fig; 8.
L'arbre 15 est établi en deux parties réunies par un accouplement 19, une de ces parties étant filetée comme mon- tré en 20. La partie filetée de l'arbre s'engage dans un man- chon taraudé 21.Ce dernier est monté dans une flasque 22 fi- xée au carter23 et présentant une partie cylindrique 24 dont la surface intérieure constitue un guidage pour un or- gane rotatif 25 fixé à l'arbre et muni d'une manivelle 26 permettant de tourner l'arbre pour produire un déplacement axial du disque 14.
L'extrémité opposée de l'arbre 15 peut coulisser dans
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un manchon analogue au manchon 21, mais non fileté. Ce' man- chon lisse n'est pas représenté dans le dessin; il est mon- té dans un chapeau 27 fixé au carter 23.
Le manchon 21 porte un palier à billes 28 sur lequel est monté le disque 17. Ce palier est assujetti au manchon 21 par tout dispositif approprié.
Le disque 16 est monté de la même façon sur un palier fixé sur l'extrémité avancée du manchon monté dans le cha- peau 27, la disposition étant telle que, lorsqu'on tourne la manivelle 26, l'arbre 15 se déplace axialement, tandis que les. disques 16 et 17 ne se déplacent pas axialement, mais peu- vent naturellement tourner librement.
Les disques 16 et 17 peuvent être tous les deux cons- truits de la manière indiquée en 17 dans la fig. 1, c'est-à- dire de façon que la surface d'entraînement 18 fasse partie intégrante du corps du disque.
Selon une variante, ces deux disques peuvent être cons- truits comme montré dans la fig. 8, où le corpa;' 17 est muni d'un roulement à. billes 28 et porte un bandage remplaçable 29 assujetti par des écrous 30 qui se vissent sur une partie fi- letée du corps 17.
Le disque de transmission 14 peut également présenter une surface d'entraînement 18 faisant partie intégrante du corps. Il est toutefois préférable d'employer la construction selon la. fig. 9, où le corps 32 présente une bride périphéri- que 33 dont les faces opposées 34 et 35 sont diposées. obli- quement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du corps 32.
Des anneaix 36 et 37 sont fixés amoviblement sur les épaulements 34 et 35, de façon que leurs surfaces opposées scient accolées à ces épaulements ; entreces anneaux est mon- té un bandage remplaçable 38 portant sur une surface cylindri-
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que 39 du corps, surface dont l'axe est incliné par rapport à celui du corps.
Le corps du disque est monté sur un roulement à billes 40, monté lui-même sur un collier à brides 41 fixé à l'arbre 15, de sorte qu'un mouvement longitudinal de l'arbre 15 est transmis au disque 14. Le bandage 38 peut s'étendre sur le corps dans le sens périphérique pendant la rotation du disque, avec le résultat que les points de contact entre le bandage et les deux disques 10 et 11 s'élargissent sur une étendue appréciable de la surface de contact sphéroidale 42, répartis- sant ainsi l'usure sur une surface importante, au lide la limiter à une ligne périphérique. En outre, grâce à cette dis- position, la périphérie .du bandage 38 n'aura pas tendance à s'aplatir par l'usure. La surface 42 gardera sa forme sphé- roldale même en cas d'usure.
Les surfaces des disques 10 et 11 peuvent être lubri- fiées par le;graisseur selon la fig. 10, comportant une barre desupport 43 qui présente des bras montants 44 auxquels sont fixées des mèches absorbantes 45 dont les extrémités 46 sont légèrement pressées contre les surfaces des disques 10 et 11.
Ce graisseur est disposé dans le fond du carter 23, auquel il,peut être fixé, ce carter recevant une quantité con- venable de paraffine ou autre lubrifient.
Les disques 10 et 11 peuvent être munis tous les deux de surfaces de friction remplaçables formées par les plaques 47 montrées dans la fige 2; et qui sont assujetties chacune par une vis 48 vissée dans une plaque 54 sur la face posté- rieure du disque, la rotation des plaques 47 par rapport aux disques 10 et 11 étant éventuellement empêchée par une che- ville 49.
Au lieu d'être établis conformément à la fig. 2, les disques 10 et 11 peuvent être construits selon les fig. Il et
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12, où la surface du disque 10 est munie d'un évidement cir- culaire 140 excentré par rapport à la priphérie du disque et dans lequel est montée la plaque de surface. Cette plaque est montée sur un tenon 142 concentrique par rapport à l'évi- dement 140 mais excentrique par rapport à la périphérie du disque.
La plaque 141 est assujettie au fond de l'évidement à l'aide d'une vis et d'une rondelle, comme montré au dessin.
Grâce à cette disposition la plaque de contact 141 peut "ramper" autour du centre du tenon 142 pendant le fonc- tionnement du mécanisme, avec le résultat que les points de contact entre le disque de transmission à friction 14 et les plaques 141 ne sont pas situés sur une ligne circulaire mais seront répartis sur une superficie impottante de la plaque 141.
En outre, le disque 10 est creusé sur sa face posté- rieure et est muni d'un plateau 50 légèrement élastique par lequel ce disque est fixé, à l'aide d'un flasque 51, sur l'ar- bre moteur 12. L'extrémité de l'arbre de commande, laquelle peut présenter une forme sphéroidale, peut s'appuyer sur un flasque 53 de la plaque 54 qui s'appuie à son tour sur le corps dubdisque 10.
On congoit qu'il est nécessaire d'exercer une certaine pression axiale sur le dique 10 afin que celui-ci puisse en- traîner le disque 14, cette pression étant principalement trans mise au disque 10 par l'arbre d'entraînement 12 par l'inter- médiaire du plateau 54. Le plateau 50 imprime une légère élas- ticité à l'ensemble du disque moteur, lequel est sollicité axialement au centre suivant une direction et, suivant l'autre direction, en deux points écartés, c'est-à-dire, là où le disque 10 est en contact avec les disque 14 et 17.
La pression nécessaire pour transmettre un couple donné varie en raison
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inverse de la distance entre le centre du disque 10 et le point de contact entre ce dernier et le disque 14, la manière dont le disque 10 est sollicité et supporté étant conçue de façon à répondre sensiblement à ces conditions.
L'arbre moteur 12 traverse un manchon 55 appelé à être entraîné solidairement avec l'arbre. Sur une partie de sa longueur, larbre 12 présente un tronçon de diamètre réduit 56, ce qui permet à cet arbre d'effectuer de légers mouvements de flexion lors du fonctionnement.
Ainsi, l'élasticité voulue de l'élément moteur peut être fournis. par le plateau 50 ou par le trongon aminci 56, ou par les deux.
Grâce à cette élasticité, la pression exercée par le disque moteur 10 sur le disque de transmission 14 peut être une fonction inverse de la distance entre le point de contact de ces disques et le centre du disque moteur, en considérant que le disque d'équilibrage 17 est à une distance constante du centre du disque moteur. Ceci contribue dans une large me- sure à, maintenir le mécanisme en état de transmettre le cou- ple lorsque le disque de transmission se rapproche du centre du disque acteur.
On a montré Inapplication du plateau élastique 50 et du tronçon aminci 56 de l'arbre moteur 12 à l'ensemble asso- cié avec le disque moteur 10. La même disposition peut s'ap- pliquer au disque entraîné 11 et à. l'arbre 13.
L'arbre 12 traverse une ouverture prévue dans une ex- trémité du carter et obturée par un chapeau 57 présentant un prolongement tubulaire 58 qui porte deux paliers à billes es- pacée 59 et 60 dans lesquels est monté de manchon 55.
Le roulement à billes 60 est assujetti par un flasque
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63 fixé à l'extrémité'de la partie tubulaire 58 du chapeau 57.
L'extrémité du panchon 55 présente une partie élargie 64 et une bride 65 fixée par des vis 66 à un arbre creux 67 sur lequel est montée une poulie mdrice 68. La partie intérieu* re de cette dernière est montée entre an anneau 69 et un se- cond anneau 70 soumis à l'action de ressorts de pression 71, qui butent contre un anneau réglable 72 de telle manière que la pression de ces ressorts puisse être réglée.
L'anneau 72 est assujetti par un chapeau d'extrémité 73 se vissant sur l'arbre creux 67.
La disposition est telle que le couple appliqué à la poulie 68 est transmis par friction à l'ensemble formé par l' arbre creux 67 et le manchon 55. La pression des ressorts 71 peut être réglée de fagon que le couple pouvant être transmis à l'ensemble rotatif comprenant l'arbre 12 puisse être empê- ché de dépasser une limite déterminée.
L'extrémité de l'arbre 12 est munie d'une griffe d'en- trâinement 74 qui s'engage dans une fente de l'extrémité du manchon 75 muni d'une bride 76. La face en bout de cette bri- de présente la forme d'une came à deux renfoncements espacés.
Entre la bride 65 de l'extrémité du manchon 55 et une bride 77 de l'extrémité de l'arbre creux 67 se trouve montée une seconde came 78 dont la face en bout présente deux creux espacés. Deux billes 79 sont placées entre les deux paires de creux formés dans les éléments 76 et 78, avec ce résultat que, lorsque l'élément 78 tourne solidairement avec l'ensemble 67, 55, l'arbre 12 se voit imprimer un mouvement rotatif accompagné d'une poussée axiale exercée par les surfaces-cames agissant par l'intermédiaire des billes 79, cette poussée étant propor- tionnelle ou approximativement proportionnelle au couple. De
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cette façon le disque 10 se voit imppimer une poussée axiale contre le disque 14.
La poussée axiale initiale agissant sur l"arbre 12 est produite pas un ressort 80 agissant entre une bride 81 soli- daire d'une cheville réglable 82 et une bride 83 solidaire d'une cheville84 agissant sur l'extrémité du manchon 75 fixé à l'extrémité de l'arbre 12 au moyen de la vis 85.
La cheville 82 présente une partie filetée 86 qui s'en- gage dans un orifice taraudé du chapeau 73, defacon à permet- tre le réglage de la pression du ressort 80.
Une autre méthode pour communiquer à l'arbre 12 un ef- fort d'entraînement accompagné d'une poussée axiale proporti- onelle ou approximativement proportionnelle au couple consiste à remplacer les organes 75 et 78 de la figure 4 par les or- ganes 87 et 88 de la figure 5. L'organe 87 est muni de deux bossages 89 en V, qui pénètrent dans les creux 90 en V de l'organe 88, ces bossages et ces creux formant des surfaces- cames qui produisent la poussée axiale.
La figure 6 montre une autre variante, où le manchon 75 est remplacé par un tenon 91 présentant une partie filetée 92 qui s'engage dans un manchon taraudé 93 portant extérieu- rement un filet 94 de sens opposé à ce taraudage. Ce filet s'engage dans le taraudage d'un manchon extérieur 95 fixé en- tre la bride 65 du manchon 55 et la bride 77 de l'arbre moteur creux 67.
Ce dispositif conatitué par le manchon extérieur 95,un manchon intermédiaire 93 et la partie filetée 92 du tenon 91 est appelé à imprimer à l'arbre 12 une poussée axiale propor- tionnelle ou approximativement proportionnelle au couple,pour chacun des sens de rotation de la poulie 68.
Il convient de noter que les dispositifs selon les figs.
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4 et 5 appliquent également à l'arbre 12 une poussée axiale dans une même direction quel que soit le sens de rotation de la poulie 68.
L'extrémité de l'organe fileté intermédiaire 93 est engagée dans un collier 101 sur lequel agit un ressort de compression 102 dont l'extrémité opposée agit sur un collier 103 disposé entre l'extrémité de l'arbre moteur 67 et le cha- peau 73. Le collier 101 est ainsi sollicité élastiguement vers le disque 10.
Lors du fonctionnement, lorsque la poulie 68 est en- traînée suivant un sens de rotation, il se produit un mouve- ment relatifentre les organes 95 et 93, de sorte que ce der- nier se déplace axialement jusqu'à ce que le collier 101 bute contre l'épaulement 102a de l'arbre creux 67, après quoi les organes 95 et 93 tournent solidairement et impriment au tenon 91 une poussée axiale dans le sens voulu. A ce moment le res- sort 102 est inerte.
Le tenon 91 est fixé à l'éxtrémité de l'arbre 12 par une vis 96 dont la tête 97 est engagée dans un chapeau. 98 sur lequel agit un second ressort de compression 99 fournissant une poussée axiale supplémentaire sur l'arbre 12. Le ressort 99 porte contre une cheville filetée 100 qui se visse dans le chapeau 73 de façon à permettre le réglage de la pression du ressort. Cette pression continue à agir dans toutes les conditions de fonctionnement.
Lorsque la poulie 68 est entraînée dans le sens apposé, elle tend à déplacer le manchon intermédiaire 93 vers la gau- che, fig. 6, de sorte que ce manchon exerce un effort axial sur le tenon 91.
Chacun des dispositifs décrits ci-dessus permet d'ap- pliquer une poussée axiale vers la gauche, fig.l et 3, à l'ar- bre 12, tandis qu'une réaction correspondante s'établit dans le manchon 55, sous la forme d'une poussée axiale vers la droite. Cette poussée axiale est transmise à la bague intéri- - il - f
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eure du palier 59.
Un ressort de compression 61 agit entre les bagues extérieures des deux paliers à billes 59, 60 de telle sorte que la poussée axiale appliquée au palier 59 par le mancon 55 est transmise à l'autre palier. En outre, un tube d'écar- tement 62 disposé entre les bagues intérieures des deux pa- liers à billes est monté sur le manchon 55.
Selon la fig. 1, l'arbre entraîné 13 est monté dans des roulements à billes 103a et 104 supportés dans le manchon 105 muni d'une bride 106 sur laquelle agit un ressort de coin- pression 107 portant contre un épaulement 108 d'un chapeau 109 fixé dans une ouverture du carter 23. Un tube d'écarte- ment 110 est placé sur l'arbre 13 entre les paliers 103a et 104. Le ressort 107 forme en réalité une pièce d'écartement de longueur variable, pour faciliter le réglage axial du dis- que 11 avec son arbre et ses paliers. La même disposition peut éventuellement être prévue pour le disque 10 et son ar- bre 12 avec ses paliers.
Le chapeau 109 présente une partie tubulaire 111 dans laquelle est monté le manchon 105, tandis qu'un anneau file- té s'engage dans la partie tubulaire 111 et assujettit les paliers .
L'arbre 13 présente une partie cônique 112a portant un pignon entraîné 113 sollicité par un ressort 114 prévu sur la partie cônique de l'arbre. La pression du ressort 114 peut être réglée par la rotation d'unécrou 115 se vissant sur une partie de diamètre réduit de l'extrémité de l'arbre 112a.
De cette façon, la valeur du couple pouvant être transmis peut être limitée à une quantité déterminée.
La partie tubulaire 111 du,chapeau 109 porte un flasque 116 auquel est fixé un carter 117'présentant une partie tubu- laire 118 portant des paliers 119 dans lesquels est monté un
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arbre 120 portant une poulie 121 pouvant constituer une prise L'arbre 120 porte un pignon 122 engrenant avec le pi-
La fige 7 montre une variante où l'arbre moteur 13 est muni d'un prolongement aminci et fileté 123, dont le filet s'engage dans un manchon taraudé 124. Cedernier porte un fi- let extérieur qui s'engage dans le taraudage du manchon 125.
Ce denier manchon présente une bride 126 fixée par des vis 127 entre unebride 128 du manchon 129 monté sur l'arbre 13 et une bride 130 formée sur un arbre cônique 131.
Les filets du bout d'arbre 123 et du manchon 125 sont de sens opposés, ce dispositif remplissant le même but que ce- lui selon la fig. 6, c'est-à-dire que, pour chaque sens de ro- tation du disque entraîné 11, une réaction axiale s'exerce sur l'arbre 13 en direction du disque 14.
Le manchon 129 est monté dans les paliers 130 et 133 montés dans le manchon 105, lequel est sollicité élastiquement par le ressort 107, tandis qu'un autre ressort 138 agit entre les deux bagues extérieures des roulements à billes.
Lors du fonctionnement,'lorsque le disque 11 est entraî- né dans un sens, une. poussée axiale dirigée vers la droite, fig. 7 s'exerce par le fait que la partie filetée 123 de l'ar- bre 13 coopère avec le manchon intermédiaire 124. Lorsque le disque 11 est entraîné dans le sens opposé, une poussée axia- le dirigée vers la droite, fig. 7, s'exerce sur l'arbre 13 par l'action conjointe du filetage extérieur dunmanchon in- termédiaire 124 et du filetage de l'organe 125 fixé au man- chon 129.
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International Convention: British Patent Application No. 8502 filed May 5, 1944.
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The present invention relates to a variable speed or speed changing device, of the type comprising motor and driven discs mounted on parallel but not coaxial shafts, frictionally coupled by a transverse friction transmission disc mounted to move parallel. - Along with the surfaces of the friction discs, motor and driven, driving force being applied to the drive shaft of the motor disc from a driving element and by means of a helical device in the manner in exerting on the drive disc an axial pressure approximately proportional to the torque applied to the drive element.
In mechanisms of this type, and when the surfaces
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cylinder; there is a relative movement, with friction, between parts of this cylindrical surface and the surfaces of the motor and driven discs, movement which causes wear by friction. The invention aims, among other things, to establish a mechanism allowing efficient torque transmission with minimum surface contact between the surface of the friction transmission transverse disc and the motor and driven discs, so as to avoid or minimize this action. of friction. In view of the sagging of the materials under pressure, the contact extends over small areas of the contacting discs, which will however be referred to hereinafter as points of contact.
In mechanisms of this type, a sliding between the friction transmission disc and the motor or driven disc has the effect of damaging the active surfaces of these members; the invention therefore further aims to establish a construction making it possible to considerably reduce or entirely eliminate such slippage.
The invention also aims to establish a device making it possible to avoid overloading the mechanism.
The invention also aims to establish a device making it possible to obtain the necessary operating pressure at the points of contact between the motor disc and the transmission disc and between the latter and the driven disc.
In addition, the invention aims to establish a device for lubricating the contact surfaces between the motor disc and the transmission disc and between the latter and the driven disc.
The other subjects of the invention will emerge from the following description.
The invention is shown in the accompanying drawings,
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Fig. 1 is a plan section showing the construction of a mechanism according to the invention.
Fig. 2 is a section on a larger scale, showing the construction of the motor friction disc.
Fig. 3 is a plan section on a larger scale showing a system for applying the control to the motor shaft.
Fig. 4 is a plan view showing part of the operating mechanism.
Fig. 5 is a plan view showing a variant of this mechanism.
Fig. 6 is a sectional plan showing another variant of this mechanism.
Fig. 7 is a section showing the drive disc with its shaft and the associated components.
Fig. 8 is a sectional plan showing a construction of balancing discs.
Fig. 9 is a sectional view showing the preferred construction of a friction transmission disc.
Fig. 10 is a perspective view of the lubrication device.
Fig. 11 is a sectional side elevation showing a variation of the motor and driven discs 10 or 11.
Fig. 12 is a side view of FIG. 11.
In the construction according to fig. 1 to 4 the driving disc is designated by 10 and the driven disc by 11. The disc 10 is mounted on a shaft 12 and the disc 11 is a shaft 13, these shafts being parallel but not co-axial.
The dikes 10 and 11 so.nt frictionally coupled by a friction transmission disc 14 mounted on a shaft 15 parallel to the faces of the discs 10 and 11. The shaft 15 is staged.
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bli made of such a material and has a diameter such that it offers slight flexibility, so that the axial pressure exerted by the disc 10 can be transmitted by the friction transmission disc 14 to the driven or receiver disc
The mechanism comprises two balancing discs 16 and 17, the disc 16 acting on the receiving disc 11 at a point located on the other side of the center of the latter disc with respect to the point of attack of the transmission disc 14,
while disc 17 acts on the face of disc 10 at a point on the other side of the center of the latter disc from the point of friction transmission disc 14 on disc 10.
The three discs 14, 16 and 17 have peripheral surfaces 18 in contact with the discs 10 and 11 and which have a spheroidal shape so that, theoretically, taking into account what; precedes; the contact between the discs 14, 16 and 17 and the / faces of the discs 10 and 11 are punctiform.
The discs 16 and 17 can be established according to fig. 1 or in FIG; 8.
The shaft 15 is established in two parts joined by a coupling 19, one of these parts being threaded as shown at 20. The threaded part of the shaft engages in a threaded sleeve 21. The latter is mounted. in a flange 22 fixed to the housing 23 and having a cylindrical part 24 the inner surface of which constitutes a guide for a rotary member 25 fixed to the shaft and provided with a crank 26 allowing the shaft to be turned to produce a axial displacement of the disc 14.
The opposite end of the shaft 15 can slide in
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a sleeve similar to the sleeve 21, but not threaded. This smooth sleeve is not shown in the drawing; it is mounted in a cap 27 fixed to the housing 23.
The sleeve 21 carries a ball bearing 28 on which the disc 17. This bearing is secured to the sleeve 21 by any suitable device.
The disc 16 is mounted in the same way on a bearing fixed on the forward end of the sleeve mounted in the cap 27, the arrangement being such that, when turning the crank 26, the shaft 15 moves axially, while the. discs 16 and 17 do not move axially, but can naturally rotate freely.
Both discs 16 and 17 can be constructed as shown at 17 in fig. 1, that is to say so that the driving surface 18 forms an integral part of the body of the disc.
According to a variant, these two discs can be constructed as shown in FIG. 8, where the corpa; ' 17 is provided with a bearing. balls 28 and carries a replaceable tire 29 secured by nuts 30 which screw onto a threaded part of the body 17.
The transmission disc 14 may also have a drive surface 18 forming an integral part of the body. However, it is preferable to use the construction according to. fig. 9, where the body 32 has a peripheral flange 33 of which the opposite faces 34 and 35 are disposed. obliquely with respect to a plane perpendicular to the axis of the body 32.
Rings 36 and 37 are removably attached to the shoulders 34 and 35, so that their opposite surfaces are contiguous to these shoulders; between these rings is mounted a replaceable bandage 38 bearing on a cylindrical surface.
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than 39 of the body, a surface whose axis is inclined relative to that of the body.
The body of the disc is mounted on a ball bearing 40, itself mounted on a flanged collar 41 fixed to the shaft 15, so that longitudinal movement of the shaft 15 is transmitted to the disc 14. The tire 38 may extend over the body in the peripheral direction during rotation of the disc, with the result that the contact points between the tire and the two discs 10 and 11 widen over an appreciable extent of the spheroidal contact surface 42 , thus distributing the wear over a large area, thus limiting it to a peripheral line. Furthermore, by virtue of this arrangement, the periphery of the tire 38 will not tend to flatten out with wear. The surface 42 will keep its spherical shape even with wear.
The surfaces of the discs 10 and 11 can be lubricated by the lubricator according to fig. 10, comprising a support bar 43 which has upright arms 44 to which absorbent wicks 45 are attached, the ends 46 of which are lightly pressed against the surfaces of the discs 10 and 11.
This lubricator is arranged in the bottom of the housing 23, to which it can be fixed, this housing receiving a suitable quantity of paraffin or other lubricant.
The discs 10 and 11 can both be provided with replaceable friction surfaces formed by the plates 47 shown in fig 2; and which are each secured by a screw 48 screwed into a plate 54 on the rear face of the disc, the rotation of the plates 47 relative to the discs 10 and 11 being possibly prevented by a pin 49.
Instead of being established in accordance with fig. 2, the discs 10 and 11 can be constructed according to FIGS. He is
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12, where the surface of the disc 10 is provided with a circular recess 140 eccentric to the periphery of the disc and in which the surface plate is mounted. This plate is mounted on a tenon 142 concentric with respect to the recess 140 but eccentric with respect to the periphery of the disc.
Plate 141 is secured to the bottom of the recess with a screw and washer, as shown in the drawing.
By this arrangement the contact plate 141 can "crawl" around the center of the tenon 142 during operation of the mechanism, with the result that the points of contact between the friction transmission disc 14 and the plates 141 are not. located on a circular line but will be distributed over an important area of the plate 141.
In addition, the disc 10 is hollowed out on its rear face and is provided with a slightly elastic plate 50 by which this disc is fixed, by means of a flange 51, on the motor shaft 12. The end of the control shaft, which may have a spheroidal shape, can rest on a flange 53 of the plate 54 which in turn rests on the body of the disk 10.
It is understood that it is necessary to exert a certain axial pressure on the disc 10 so that the latter can drive the disc 14, this pressure being mainly transmitted to the disc 10 by the drive shaft 12 by the drive shaft 12. 'intermediate plate 54. The plate 50 imparts a slight elasticity to the whole of the motor disc, which is biased axially at the center in one direction and, in the other direction, at two spaced points. that is, where the disc 10 contacts the discs 14 and 17.
The pressure required to transmit a given torque varies due to
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inverse of the distance between the center of the disc 10 and the point of contact between the latter and the disc 14, the manner in which the disc 10 is biased and supported being designed to meet substantially these conditions.
The motor shaft 12 passes through a sleeve 55 called to be driven integrally with the shaft. Over part of its length, the shaft 12 has a reduced diameter section 56, which allows this shaft to perform slight bending movements during operation.
Thus, the desired elasticity of the driving element can be provided. by the plate 50 or by the thinned section 56, or by both.
Thanks to this elasticity, the pressure exerted by the motor disc 10 on the transmission disc 14 can be an inverse function of the distance between the point of contact of these discs and the center of the motor disc, considering that the balancing disc 17 is at a constant distance from the center of the motor disk. This contributes to a large extent to keeping the mechanism in a condition to transmit torque as the transmission disc approaches the center of the acting disc.
The application of the resilient plate 50 and of the thinned section 56 of the motor shaft 12 has been shown to the assembly associated with the motor disk 10. The same arrangement can be applied to the driven disk 11 and to. tree 13.
The shaft 12 passes through an opening provided in one end of the casing and closed by a cap 57 having a tubular extension 58 which carries two spaced ball bearings 59 and 60 in which a sleeve 55 is mounted.
The ball bearing 60 is secured by a flange
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63 fixed to the end of the tubular part 58 of the cap 57.
The end of the panchon 55 has an enlarged part 64 and a flange 65 fixed by screws 66 to a hollow shaft 67 on which is mounted a mdrice pulley 68. The inner part of the latter is mounted between an ring 69 and a second ring 70 subjected to the action of pressure springs 71, which abut against an adjustable ring 72 so that the pressure of these springs can be adjusted.
The ring 72 is secured by an end cap 73 which is screwed onto the hollow shaft 67.
The arrangement is such that the torque applied to the pulley 68 is transmitted by friction to the assembly formed by the hollow shaft 67 and the sleeve 55. The pressure of the springs 71 can be adjusted so that the torque can be transmitted to it. The rotating assembly comprising the shaft 12 can be prevented from exceeding a determined limit.
The end of the shaft 12 is provided with a dragging claw 74 which engages in a slot in the end of the sleeve 75 provided with a flange 76. The end face of this bri- part has the shape of a cam with two spaced recesses.
Between the flange 65 of the end of the sleeve 55 and a flange 77 of the end of the hollow shaft 67 is mounted a second cam 78, the end face of which has two spaced recesses. Two balls 79 are placed between the two pairs of recesses formed in the elements 76 and 78, with the result that, when the element 78 rotates integrally with the assembly 67, 55, the shaft 12 is given an accompanied rotary movement. an axial thrust exerted by the cam surfaces acting via the balls 79, this thrust being proportional or approximately proportional to the torque. Of
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this way the disc 10 is seen impinging an axial thrust against the disc 14.
The initial axial thrust acting on the shaft 12 is produced by a spring 80 acting between a flange 81 integral with an adjustable peg 82 and a flange 83 integral with a peg 84 acting on the end of the sleeve 75 attached to the pin. end of shaft 12 by means of screw 85.
The plug 82 has a threaded portion 86 which engages in a threaded hole in the cap 73, in order to allow adjustment of the pressure of the spring 80.
Another method of imparting to the shaft 12 a driving force accompanied by an axial thrust proportional or approximately proportional to the torque consists in replacing the members 75 and 78 of FIG. 4 by the members 87 and 88 of FIG. 5. The member 87 is provided with two V-shaped bosses 89 which penetrate into the V-shaped recesses 90 of the member 88, these bosses and these recesses forming cam surfaces which produce the axial thrust.
FIG. 6 shows another variant, where the sleeve 75 is replaced by a tenon 91 having a threaded part 92 which engages in a threaded sleeve 93 on the outside carrying a thread 94 in the direction opposite to this thread. This thread engages in the tapping of an external sleeve 95 fixed between the flange 65 of the sleeve 55 and the flange 77 of the hollow motor shaft 67.
This device constituted by the outer sleeve 95, an intermediate sleeve 93 and the threaded portion 92 of the tenon 91 is called upon to impart to the shaft 12 an axial thrust proportional or approximately proportional to the torque, for each of the directions of rotation of the shaft. pulley 68.
It should be noted that the devices according to figs.
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4 and 5 also apply to the shaft 12 an axial thrust in the same direction regardless of the direction of rotation of the pulley 68.
The end of the intermediate threaded member 93 is engaged in a collar 101 on which acts a compression spring 102, the opposite end of which acts on a collar 103 placed between the end of the motor shaft 67 and the cap. 73. The collar 101 is thus elastically biased towards the disc 10.
In operation, when the pulley 68 is driven in a direction of rotation, there is a relative movement between the members 95 and 93, so that the latter moves axially until the collar 101 abuts against the shoulder 102a of the hollow shaft 67, after which the members 95 and 93 turn integrally and impart to the tenon 91 an axial thrust in the desired direction. At this time, the spring 102 is inert.
The tenon 91 is fixed to the end of the shaft 12 by a screw 96, the head 97 of which is engaged in a cap. 98 on which acts a second compression spring 99 providing additional axial thrust on the shaft 12. The spring 99 bears against a threaded pin 100 which screws into the cap 73 so as to allow adjustment of the spring pressure. This pressure continues to act under all operating conditions.
When the pulley 68 is driven in the affixed direction, it tends to move the intermediate sleeve 93 to the left, fig. 6, so that this sleeve exerts an axial force on the tenon 91.
Each of the devices described above makes it possible to apply an axial thrust to the left, fig. 1 and 3, to the shaft 12, while a corresponding reaction is established in the sleeve 55, under the form of an axial thrust to the right. This axial thrust is transmitted to the inner ring - il - f
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of landing 59.
A compression spring 61 acts between the outer rings of the two ball bearings 59, 60 so that the axial thrust applied to the bearing 59 by the mancon 55 is transmitted to the other bearing. Furthermore, a spacer tube 62 disposed between the inner rings of the two ball bearings is mounted on the sleeve 55.
According to fig. 1, the driven shaft 13 is mounted in ball bearings 103a and 104 supported in the sleeve 105 provided with a flange 106 on which acts a wedge-pressure spring 107 bearing against a shoulder 108 of a cap 109 fixed in an opening in the housing 23. A spacer tube 110 is placed on the shaft 13 between the bearings 103a and 104. The spring 107 actually forms a spacer of variable length, to facilitate the axial adjustment of the dis - than 11 with its shaft and bearings. The same arrangement may optionally be provided for the disc 10 and its shaft 12 with its bearings.
The cap 109 has a tubular portion 111 in which the sleeve 105 is mounted, while a threaded ring engages the tubular portion 111 and secures the bearings.
The shaft 13 has a conical part 112a carrying a driven pinion 113 biased by a spring 114 provided on the conical part of the shaft. The pressure of the spring 114 can be adjusted by the rotation of a nut 115 which threads onto a reduced diameter portion of the end of the shaft 112a.
In this way, the value of the torque that can be transmitted can be limited to a determined amount.
The tubular part 111 of the cap 109 carries a flange 116 to which is fixed a casing 117 'having a tubular part 118 carrying bearings 119 in which is mounted a
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shaft 120 carrying a pulley 121 capable of constituting a socket The shaft 120 carries a pinion 122 meshing with the pin
Fig. 7 shows a variant where the motor shaft 13 is provided with a thinned and threaded extension 123, the thread of which engages in a threaded sleeve 124. This last carries an outer thread which engages in the thread of the sleeve 125.
This denier sleeve has a flange 126 fixed by screws 127 between a flange 128 of the sleeve 129 mounted on the shaft 13 and a flange 130 formed on a conical shaft 131.
The threads of the shaft end 123 and of the sleeve 125 are in opposite directions, this device fulfilling the same purpose as that according to FIG. 6, that is to say that, for each direction of rotation of the driven disc 11, an axial reaction is exerted on the shaft 13 in the direction of the disc 14.
The sleeve 129 is mounted in the bearings 130 and 133 mounted in the sleeve 105, which is resiliently biased by the spring 107, while another spring 138 acts between the two outer rings of the ball bearings.
In operation, when the disc 11 is driven in one direction, a. axial thrust directed to the right, fig. 7 is exerted by the fact that the threaded part 123 of the shaft 13 cooperates with the intermediate sleeve 124. When the disc 11 is driven in the opposite direction, an axial thrust directed towards the right, FIG. 7, is exerted on the shaft 13 by the joint action of the external thread of an intermediate sleeve 124 and of the thread of the member 125 fixed to the sleeve 129.