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"Mécanisme différentiel tournant à poulies".
Un mécanisme différentiel tournant à poulies constitue une nouvelle sorte de mécanisme, dans lequel on utilise, pour la transformation du couple de rotation, l'effet connu sous le nom de mouvement de polissage, avec une transmission par courroie guidée servant à transmettre l'effort.
Ladite transformation du couple de rotation peut revêtir trois formes différentes, à savoir avec un rapport de démultiplication fixe, avec un rapport de démultiplication réglable continu ou avec un rapport de ce dernier genre se réglant automatiquement. Ces formes peuvent également se présenter en combinaison.
Si le rapport de démultiplication est fixe, la présente invention est constituée par un mécanisme pouvant être utilisé avec avantage aux lieu et place des mécanismes ou engrenages connus à vis sans fin ou à roues dentées, ou des crics ou palans.
Ainsi, par exemple, le mécanisme différentiel à poulies se
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distingue des mécanismes à vis sans fin par un rondement élevé, et aussi par son économie par suite de sa fabrication bien plus simple et de ses conditions de fonctionnement beaucoup plus aisées.
En outre, dans le présent mécanisme, on ne trouve pas l'inconvénient des arbres croisés, qui est souvent fort gênant dans les mécanismes à vis sans fin.
De plus le rapport de démultiplication est facilement changé dans un mécanisme différentiel tournant à poulies, tandis que cette opération est difficile avec les mécanismes à vis sans fin.
Si on compare avec les palans de conception connue, ceux-ci sont limités par la hauteur d'élévation possible, qui dépend de la longueur de câble utilisée à l'instant considéré.
Dans ces palans, la courroie transmettant l'effort n'est utilisée pour ainsi dire que partiellement, parce que, du côté de l'entraînement, il se forme en quelque sorte une longueur de courroie ayant déjà servi. Cette longueur de courroie ne redevient
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active que lorsqu'on ré?',", ITcp±rati0Y1 d(-. .l'é1cLi¯o!, c'x,st-1:- dire si on replace le palan dans sa position de départ initiale.
Par ailleurs, les démultiplications de rapport assez élevé entraînent une dépense de matériel qui est en conséquence relativement considérable avec les mécanismes à roues dentées, palans et crics de modèles connus.
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En outre, les trains d'engrenage ppayduisent un bruit désagréa- ble, particulièrement sensible aux grandes vitesses.
Tous les inconvénients énumérés ci-dessus sont supprimés par la présente invention . La courroie employée conformément à l'invention est sans fin et tendue sur toute sa longueur sur des poulies correspondantes. Ainsi toutes les parties de la courroie motrice sont continuellement en action d'une manière égale, de sorte qu'il n'est pas besoin de longueur de bande motrice additionnelle à cause de la hauteur d' élévation.
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En outre la courroie motrice se déplace doucement et sans bruit.
Par ailleurs, le mécanisme différentiel à poulies constitue un ensemble à fonctionnement continu, car il n'offre pas ,le hauteur d'élévation limitée pa.r la longueur de la courroie, laquelle hauteur rendrait nécessaire l'arrêt du mécanisme pour pouvoir reprendre l'opération de traction.
L'avantage de l'économie est aussi particulièrement à souligner, même par rapport aux systèmes à engrenages.
La transmission d'énergie à l'arbre entraîné peut être réglée grâce à un accouplement dissociable.d'une manière propre à l'invention, et même elle peut être entièrement interrompue, ce qui fait que la vitesse de soulèvement ou la vitesse de rotation de l'arbre entraîné peut être également commandée de cette manière. Ce fait est particulièrement avantageux pour lever des masses importantes.
L'objet de la présente invention est par conséquent un mécanisme différentiel à poulies, dans lequel une courroie motrice sans fin sert de moyen de transmission et passe, tendue, sur deux poulies motrices disposées de manière à tourner librement sur un même arbre ou axe, une poulie étant la poulie entraîneuse, l'autre la poulie entraînée, et dans lequel la poulie motrice entraînée est amenée à s'arrêter au moyen d'un dispositif de freingge approprié, la courroie motrice passant sur des poulies de guidage disposées tangentiellement par rapport aux poulies motrices, ces poulies de guidage étant munies de poulies de renvoi si elles tournent de manière identique et ces organes de guidage étant portés par une pièce centrale solidaire de l'arbre principal et située entre les poulies motrices,
et servant à recevoir le couple de rotation µ augmenter.
La courroie employée conformément à l'invention, qui passe, ainsi qu'on l'a dit, sur deux poulies motrices, a pour effet de faire tourner celles-ci en sens opposés, les mouvements de ces
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poulies pouva t être relatifs ou absolus, suivant que la poulie amende entraînée est, ou non,/au repos au moyen d'un dispositif de frei- nage.
La courroie motrice effectue à cet effet un mouvement rela- tif combiné (mouvement de polissage coudé) en prenant un mouvement d'enroulement autour de la poulie,immobile ou freinée et en tour- nant en même temps avec la poulie entraîneuse, ce qui provoque finalement ce qu'on appelle la solidarisation du mécanisme ou le rend transmetteur.
Les dessins annexés représentent des exemples de réalisation et dispositions; dans ces dessins:
Fig.l représente la disposition fondamentale;
Fig. 2 est une élévation latérale de la figure 1, coupée par le milieu;
Fig.3 représente un exemple de réalisation avec la courroie motrice plusieurs fois enroulée; Fig.4 est une élévation latérale de la fig. 3, coupée par le milieu;
Fig.5 montre un exemple de réalisation, avec dispositif pla- cé de côté pour recevoir le couple de rotation.
Fig.6 représente un exemple de réalisation avec poulies de renvoi ;
Fig.7 est une élévation latérale de la figure 6, coupée par le milieu;
Fig.8 montre un exemple de réalisation avec une poulie motri- ce de forme conique ;
Fig.9 est une vue latérale de la fig.8; Fig.lB représente un exemple de réalisation avec poulies de guidage disposées radialement avec poulies de renvoi;
Fig.11 estune vue latérale de la fig.10, en coupe par la pièce centrale; Fig.12 représente un exer,ple de réalisation en vue de l'utili- sation comme dynamomètre ; et
Fig.13 montre les divisions sur la courroie motrice.
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La disposition fondamentale de principe, conforme aux figures 1 et 2, comprend deux poulies motrices 1 et 2 pouvant tourner librement sur l'axe 10, qui sont, par exemple, de même diamètre, la poulie 1 étant en liaison fixe avec un dispositif de freinage, par exemple un disque à freinage ou friction 4, tandis que l'autre poulie 2 est également liée ce façon rigide à une poulie d'entraînement 3.
La poulie 1 peut également être conique (voir fig.C).
L'arbre 10 est supporté par deux paliers 8 et 9, et, sur cet arbre, une pièce centrale 7 est assujettie ou clavetée. Sur cette pièce centrale, deux poulies ,le guidage 5 et 5' sont disposées de façon à tourner librement et sont équilibrées par un contrepoids 6.
Une courroie motrice 11 est tendue autour des poulies rnotri- ces 1 et 2, ce même qu'autour des poulies de guidage 5 et 5'.
Si la poulie 2 est entraînée par l'intermédiaire de la poulie 3 et si la poulie motrice 1 estamenée à s'arrêter au moyen du disque à friction 4, la courroie 11 prend un mouvement d'enrou- lement autour de la poulie fixe 1 dans la direction de rotation de la poulie 2. Comme conséquence de cet enroulement, la pièce centrale 7 est entraînée par la courroie 11 passant sur les poulies de guidage 5 et 5', ce qui par suite de l'effet différentiel provoque un fort moment sur l'arbre 10.
Sur les figures 3 et 1,, on représente un exemple de réalisation où la courroie motrice 19 est enroulée plusieurs fois, ce qui a pour conséquence une meilleure attaque. A cet effet, les poulies de guidage 17 et 18 ont des diamètres différents et la courroie motrice 19 leur est en conséquence amenée ou emmenée.
Les poulies de guidage 18 et 18, ou une d'entre elles, peuvent être remplacées par deux poulies plus petites disposées de maniè- re correspondante, Le contrepoids sert à l'équilibrage des poulies de guidage. La courroie motrice 19'est enroulée à droite ou à gauche sur les poulies motrices 12 et 13.
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La poulie d'entraînement 14 est liée rigidement à la poulie motrice 13. La poulie motrice 12 est également liée rigidement au manchon de freinage 15. Les deux paires de poulies peuvent tour- ner librement sur l'arbre 20. La pièce centrale 21, portée par l'arbre 20, porte des poulies de guidage 17 et 18, équilibrées par le contrepoids 16,22 et 23 sont des paliers.
La courroie motrice 19 pass'e sur les poulies motrices 12 et 13, ainsi que sur les poulies de guidage 17 et 18.
Le mode de fonctionnement de cet exemple de réalisation est analogue à celui de la disposition suivant fig.l.
La fig.5 représente un exemple de réalisation avec un dispo- sitif 28 permettant de transmettre le couple de rotation,ce dis- positif étant séparé des poulies motrices 25 et 26. Ce dispositif est, dans ce cas, encore lié rigidement à l'arbre 29 et il porte deux poulies de guidage 27-27', équlibrées par le contrepoids 34.
La poulie.motrice 25 est liée rigidement au manchon de freinage 24, ainsi que l'est la poulie motrice 26 à la poulie d'entraîne- ment 30. Les paires de poulies susmentionnées sont disposées de manière à tourner librement sur l'arbre 29 ou autour de celui-ci.
31 et 32 sont les paliers.
Le fonctionnement de cette réalisation est analogue à celui des exemples précédents.
Les figures 6 et 7 représentent un exemple (le réalisation dans lequel les poulies de guidage 39-39'sont munies chacune d'une paire de poulies de renvoi 40-40' et 41-41'. Il est clair que les deux poulies de guidage 39-39' peuvent être remplacées par une seule, qui. serait en conséquence disposée au milieu, car dans ce cas, les eux poulies de guidage présentent des mouve- ments de rotation dans le mêmesens. Les poulies de guidage et de renvoi sont portées par un mêmecadre ou structure, qui repo- se sur la pièce centrale 42, cette dernière étant solidaire de l'arbre 46.
Les poulies motrices 36-37, ainsi que le disque de freinage 35 et la poulie d'entraînement 38 présentent les mêmes
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liaisons mécaniques réciproques que les éléments correspondants des exemples de réalisation exposés précédemment. Le contrepoids 43 sert à équilibrer les poulies de guidage et de renvoi par rapport à l'arbre 46,44 et 44' sont des paliers.
La courroie motrice 45 passe sur des poulies motrices, de renvoi et de guidage, de même que dans les exemples précédents. Le mode de fonctionnement est analogue à celui des exemples de réali- sation déjà décrits.
Les figures 8 et 9 représentent un exemple de réalisation, dans lequel la poulie motrice 47 pouvant être bloquée a une forme conique. Cette poulie 47 peut être amenée à s'arrêter grâce à un dispositif de freinage 50 pouvant prendre plusieurs formes. En outre, la poulie conique 47 peut glisser le long du guidage 59 lié rigidement au dispositif de freinage 50. Un ressort 61 calculé en conséquence, pousse la poulie 47 vers la poulie 48. La poulie motrice 48 est liée rigidement à la poulie d'entraînement 49 et toutes deux peuvent tourner librement autour de l'arbre 56.
Les poulies 47 et 50, cette dernière étant un disque de freinage en même temps, peuvent tourner autour de l'arbre 56.51 est un dispositif disposé latéralement permettant de prélever le couple de rotation, comme dans le figure 5; ce dispositif est solidaire de l'arbre 56 et porte des poulies de guidage 52 et 53, ainsi que le contrepoids 54 aux fins d'équilibrage de l'arbre 56. 57 et 5$ sont des paliers. La courroie sans fin 55 passe tendue sur les poulies 47 et 48, ainsi que sur les poulies de guidage 52 et 53. Le plus grand diamètre du cône est égal au diamètre efficace de la poulie motrice 48.
Si la résistance crpît sur l'arbre entraîné 56, la tension croit aussi dans la courroie 55 et augmente sa pression sur le cône 47 ;:.mené à l'immobilité; par suite de cette pression, le cône se déplace de telle manière que la courroie 55 passe sur de plus petits diapètres du côné 47, ou s'enroule sur ceux-ci. Par suite le ressort 61 est comprimé en conséquence.
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Si l'on diminue à nouveau le n'ornent de rotation résistant s'exerçant sur l'arbre entraîné 56, la tension de la courroie motrice 55 décroît également et tout le processus se répète en sens inverse.
On obtient ainsi une transformation du couple de rotation se réglant automatiquement d'une manière continue, avec un rapport de démultiplication des vitesses correspondant, tandis que la courroie s'adapte automatiquement au diamètre correspondant à l'équilibre du moment en s'enroulant, sur les poulies motrices avec un trajet approprié, ou en se déplaçant d'elle-même pour arriver au diamètre correspondant à l'équilibre du moment, la disposition différentielle étant ainsi particulièrement utile.
Si le ressort 61 est remplacé par un système commandé, de sorte que le cône 47 puisse être déplacé à volonté, on obtient un mécanisme réglable de façon continue.
Au lieu du cône 47, on peut naturellement employer tout système coulissant de forme voulue, dans le but d'obtenir un effet semblable.
La figure 9 représente une vue latérale de la fig.8, en coupe par le brin de la courroie 55 passant sur le cône 47; la pièce centrale ou intermédiaire 51 est figurée avec les poulies de guidage.
Les figures 10 et 11 montrent un exemple de réalisation avec des axes de rotation des poulies de guidage 69 et 70 qui sont disposés radiale:ment; ces poulies sont munies de poulies (le renvoi 71,72,73 et 74. Dans cet exemple de réalisation, la poulie entraîneuse 63 et la poulie motrice 65 sont rigidement liées.
De même la poulie entraînée 62 et le plateau dé freinage 64 sont solidaires. Les deux paires de poulies sont disposées sur l'arbre 77 de ma. ière à tourner librement. La pièce centrale 66 est montée et assujettie sur l'arbre 77 et porte des poulies de guidage 69 et 70, ainsi qu'un support 76 avec des poulies de renvoi 71,
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72,73 et 74, tous ces éléments de gu'-dage étant équilibrés par le contrepoids 67 par rapport à l'arbre 77. La courroie 68 passe sur des poulies 62,74,69,72,63,71,70 et 73.
Si la poulie 62 est immobilisée grâce au dispositif de freinage 64, la courroie motrice 68 s'enroule autour de la poulie 62 ; dans le cas de marche à vide ou à faible charge, l'enroulement s'effectue à peu près dans la position dessinée, c'est-àdire le long d'un diamètre assez grand de la poulie. Si le moment de rotation résistant croît, la courroie se déplace d'elle-même par exemple vers un diamètre plus petit de la poulie 62.
Par suite de l'action différentielle, le moment de rotation sur l'arbre entraîné croît en relation avec le couple résistant.
La fig.12 (coupe par le milieu du plateau de freinage 64 de la figure 10) montre une application du mécanisme comme dynamomètre. Dans cette disposition, le plateau de freinage 64 est amené au repos l'aide d'une courroie de freinage, laquelle est tenue ou tendue par exemple à une extrémité par un ressort 00, dans la direction de rotation de l'arbre entraîné (floche A) et laquelle est tendue à l'autre extrémité par un poids 79 ou toute autre force constante. La flèche B montre le sens, suivant lequel la poulie motrice 62 ou le plateau de freinage est tiré en soutenant le moment de rotation de l'arbre entraîné.
Au-dessus du ressort 8@ se trouve par exemple un index 82, qui peut se déplacer le long d'une échelle avec graduation de mesure 81.
Au lieude ce dispositif de mesurer on peut employer tout autre dispositif de mesure autrement confomé, tel que balance à ressort ou autre système indicateur avec des graduations appropriées.
Dans tous les exemples de réalisation décrits, il faut coinprendre que la courroie motrice employée est Élastique} de manière à ce que la courroie fournisse d'elle-même la tension préalable nécessaire.
Lorsque la courroie ne peut fournir cette tension préalable,
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ou que cette tension est insuffisante les poulies de guidage peuvent alors être constituées comme des poulies de tension, en prévoyant pour celles-ci ou pour l'une d'entre elles une tension préalable élastique appropriée. Les ppulies de renvoi peuvent également jouer ce rôle. en outre
La courroie peut/être divisée en tronçons colorés, par exem- ple ainsi que le montre la figure 13, ce qui rend visible le mou- vement d'enroulement de la courroie motrice sur la poulie immo- bilisée. Ceci peut être fait à des fins d'enseignement ou de me- sures. 84 représente par exemple une division régulière de la courroie, dans laquelle des cases particulières peuvent être de différentes couleurs pour mieux se distinguer.
De plus, les poulies motrices de guidage ou de renvoi peu- vent avoir les formes respectives appropriées à recevoir des courroies plates, rondes ou en coin.
Pour augmenter le couple de rotation ou le rapport de ré- duction, on peut mettre en série plusieurs mécanismes différen- tiels tournants à poulies, l'arbre entraîné d'une unité comman- dant l'arbre d'entraînement du mécanisme suivant.
Par contre, pour augmenter la capacité de puissance, on peut mettre en parallèle plusieurs de ces mécanismes, en augmentant le nombre des jeux de poulies motrices et de guidage. Les pou- lies ou éléments de guidage sont alors portées par une même pièce centrale ou intermédiaire. Dans un cas de ce genre, les poulies de guidage prennent des diamètres différents, suivant 1-'écartement dcs poulies motrices correspondantes, pour autant que cas poulies de guidage ne sont pas remplacées chacune par deux plus petites. Les poulies motrices peuvent également avoir des diamètres différents étages, ce qui permet d'obtenir une meilleure utilisation du volume pour la pièce dite centrale.
Chaque jeu de poulies différentielles possède alors, bien en- tendu, sa courroie motrice propre.
En général, les poulies de guidage peuvent être disposées en un endroit convenable à la périphérie de la pièce dite cen-
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trale, à la condition tourfois que la courroie soit correctement dirigée à l'arrivée comme au départ.
La courroie et le mécanisme peuvent être fabriqués en toutes matières appropriées.
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1. Mécanisme différentiel tournant à poulies, carac.térisé en ce qu'une courroie mo'trice sans fin passe en étant tendue et en servant de liaison transmettant l'effort sur deux poulies motrices(une entraineuse et une entraînée) disposées de manière à tourner librement sur un même arbre ou axe, et en ce que la poulie entraînée est immobilisée au moyen d'un dispositif de freinage approprié, la courrque passant sur des poulies de guidage disposées tangentiellement par rapport aux poulies motrices, ces poulies de guidage étant suivies de poulies de renvoi si elles tournent de manière égale, ces organes de guidage étant portés par une pièce intermédiaire ou centrale solidaire de l'arbre principal et servant à recevoir le couple de rotation à augmenter.
L'invention est encore caractérisée par les points suivants, pris isolément ou en combinaison:
2. Les poulies motrices ent le même diamètre.
3. Les poulies motrices ont des diamètres différents.
4. La poulie entraînée ou immobilisable a une forme conique et peut se déplacer axialement.
5. La susdite poulie est munie d'une tension préalable élastique suivant le sens axial.
6. Une au moins des poulies de guidage est prévue comme poulie de tension avec tension préalable élastique.
7. Les poulies de guidage, quand on utilise des poulies de renvoi, sont remplacées par une seule poulie de guidage-par jeu différentiel.
8. Des poulies de guidage de même vitesse sont munies de poulies de renvoi.
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