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Changement de vitesse à réglage progressif.
On connaît déjà des changements de vitesse à réglage progressif, dans lesquels la variation du nombre de tours a lieu à l'aide d'un organe de transmission sans fin, par exem- ple une courroie en forme de coin, qui est disposé entre deux paires de poulies à cône montées de façon réglable axiale- ment, une de ces paires de poulies à cône étant montée sur l'arbre de commande, l'autre étant montée sur l'arbre comman- dé. Dans les constructions connues de cette espèce, le dépla- cement axial des poulies à cône, en vue de la variation du nombre de tours, a lieu à l'aide d'un mécanisme actionné sui- vant le désir à partir de l'extérieur, par exemple à la main.
L'objet de la présente invention est un changement de vitesse à réglage progressif, dans lequel la transmission de la puissance a également lieu à l'aide d'un organe de transmission sans fin disposé entre deux paires de poulies
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à cône montées de façon mobile axialement, une de ces paires de poulies étant montée sur l'arbre de commande, l'autre étant montée sur l'arbre commandé. Les deux paires de poulies sont montées de façon réglable axialement, et combinées avec un dispositif, qui règle automatiquement la position des paires de poulies à cône montées sur l'arbre de commande et sur l'arbre commandé, en cas de modification du moment de rotation de l'arbre commandé.
On réalise ainsi également le réglage approprié de l'organe de transmission ainsi qu'un nombre de tours adapté au moment de rotation modifié de la paire de poulies à cône montée sur l'arbre de commande.
Dans une forme de réalisation pratique de la pré- sente invention les paires de poulies à cône montées sur l'arbre de commande et l'arbre commandé ne sont pas seulement mobiles axialement mais sont également montées par rotation, étant donné qu'elles sont montées par l'intermédiaire d'élé- ments élastiques ou flexibles appropriés et sont ainsi reli- ées à leurs arbres respectifs. De préférence les poulies à cône se trouvant sur l'arbre de commande peuvent être reliées à celui-ci par l'intermédiaire de ressorts enroulés, spécia- lement de ressorts hélicoïdaux que traverse l'arbre de com- mande, tandis que sur les poulies à cône de l'arbre commandé on a prévu des surfaces courbes latérales.
Les surfaces cour- bes latérales peuvent être supportées par des éléments de révolution reliés à l'arbre commandé, ou bien, inversement, les poulies à cône peuvent être appliquées contre des surfa- ces courbes appropriées, reliées à l'arbre commandé. De pré- férence on prévoit un pas axial variable des surfaces cour- bes, en correspondance avec le diamètre périphérique variable des poulies à cône.
Pour la transmission du moment de rotation on peut employer des organes de transmission de forme variable, par exemple des courroies à coin, des courroies à coin à maillons des organes de transmission en forme de chaîne, par exemple des chaînes à lamelles, des chaînes à maillons en forme
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coin, et analogues.
En vue d'une compréhension meilleure et plus com- plète de la présente invention, celle-ci est décrite dans ce qui va suivre avec référence au dessin annexé, qui représente, à titre d'exemple, le dispositif perfectionné et ses détails à l'aide de coupes.
Le dessin annexé représente une forme de réalisa- tion de l'objet de la présente invention.
La Figure 1 est une coupe transversale du change- ment. de vitesse dans la position de marche à vide, tandis que les Figures 2 et 3 représentent un détail à l'aide de vues différentes.
Le chiffre de référence 1 désigne l'arbre de com- mande, qui est monté des deux côtés dans des roulements à billes 2 et 3 et qui porte les deux poulies à cône 4 et 5.
Les deux poulies à cône sont montées par rotation et de façon réglable axialement sur l'arbre 1, et sont sous l'influence de ressorts de compression tendus d'avance et interchangea- bles, 6 et 7 qui entourent l'arbre 1 axialement et qui ont la tendance de rapprocher l'une de l'autre les deux poulies à cône 4 et 5.Dans la position de marche à vide les deux poulies à cône s'appuient l'une sur l'autre par leurs centres, Cette position correspond au diamètre périphérique maximum, et dans ce cas la force de traction de l'élément de transmis- sion 14 est un minimum. Les ressorts de compression 6 et 7 s'appuient de l'autre côte sur les douilles à bride 8 et 9, qui sont montés de façon mobile axialement sur l'arbre de commande 1 et qui sont reliées tangentiellement à l'aide des ressorts de glissement 10 et 11 à l'arbre 1.
En outre on a encore prévu sur l'arbre 1 des ecrous 12 et 13, qui bloquent les ressorts de pression 6 et 7 contre un déplacement axial.
Grâce au déplacement approprié des écrous 12 et 13 on peut soumettre à une prétension les ressorts de compression 6 et 7.
Les ressorts de compression 6 et 7 servent également à la transmission du moment de rotation des douilles à bride 8 et
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9 sur les poulies à cône 4 et 5. Dans ce but les extrémités des fils des ressorts sont repliées en direction axiale et sont introduites dans des évidements appropriés des douilles à bride 8 et 9 et des poulies à cône 4 et 5. De cette façon. les forces de frottement, qui s'opposent aux mouvements axiaux des poulies à cône 4 et 5 sur l'arbre de commande 1, sont réduites au minimum.
La transmission d'énergie habituelle pour des changements de vitesse de cette espèce, par exemple à l'aide de coins insérés ou de ressorts de glissement, aurait pour conséquence un trop grand moment d'inertie, à cause des forces de frottement produites par la pression tangentielle sur la rainure du coin, et influencerait trop fortement la progressivité du réglage du nombre de tours.
Comme organe de transmission on emploie pour la forme de réalisation représentée une courroie sans fin à mail- lons en forme de coin 14. Cette courroie transmet le moment de rotation de l'arbre de commande 1 sur l'arbre commandé 15, qui est monté en 16 et 17, par exemple sur des roulements à billes. Sur cet arbre sont montés de façon mobile axialement les poulies à cône commandées 18 et 19. La position représen- tée des poulies à cône 18 et 19 correspond à leur plus grand écartement l'une de l'autre, donc au diamètre périphérique minimum de la courroie à maillons en forme de coin.
Sur les faces extérieures des poulies à cône 18 et 19 sont prévues des surfaces courbes 20 et 21 qui sont appuyées sur les bagues extérieures des roulements à billes 22 et 23, qui, par l'in- termédiaire des boulons 24 et 25, sont fixés aux plateaux d'entraînement 26 et 27. Ces derniers sont montés solidement sur l'arbre 15. Les ressorts 28 et 29 servent tout d'abord, en tant que ressorts de flexion enroulés, à la compensation des forces de frottement produites par la pression axiale entre les surfaces courbes 20 et 21 et les rouleaux 22 et 23 pendant le mouvement arrière de ceux-ci l'un vers l'autre, et ensuite ils ont également pour effet un faible rapprochement axial des deux poulies à cône, de telle sorte que même pen-
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dant la marche à vide et le démarrage une tension de cour- roie suffisante est assurée.
La Figure 2 représente schématiquement le jeu entre les surfaces courbes 20/21 et les rouleaux 22/23. Les surfa- ces courbes ont une courbure dans l'espace et sont d'une part concentriques à l'axe de l'arbre et présentent, d'autre part un pas variable en direction axiale. Dans le dessin, la sur- face courbe est représentée en vue radiale, développée sur un plan.
Le dispositif décrit fonctionne de la manière sui- vante : tandis que pour les changements de vitesse à régla- ge progressif connus le déplacement axial des poulies à cône en vue d'une variation du nombre de tours, a lieu à partir de l'extérieur à l'aide d'un mécanisme pouvant être actionné suivant les désirs, suivant la présente invention la variati- on du nombre de tours doit être réglée automatiquement d'après le moment de rotation momentané agissant sur l'arbre commandé.
Ce réglage a lieu grâce à l'utilisation logique des forces axiales résultant de l'effet de coin de l'élément de trans- mission entre les paires de poulies à cône. Sur l'arbre de commande la distance entre les deux poulies à cône, et par suite le diamètre périphérique de l'élément de transmission, est réglée par la pression axiale des ressorts 6 et 7 sur les poulies à cône.
Sur l'arbre commandé la distance entre les deux poulies à cône et par suite également le diamètre périphéri- que de l'élément de transmission est commandée par les surfa- ces courbes gauches 20 et 21, et en sens opposé à celui de la partie de commande. Ici les forces axiales résultant de l'action de coin de la courroie sont équilibrées par les for- ces de réaction axiales du moment de rotation momentané agis- sant sur les surfaces courbes.
Ce résultat est réalisé grâce à un pas variable des courbes, comme l'indique le dessin.
La sensibilité de réaction du changement de vitesse
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en réponse à des modifications du moment de rotation comman- dé (c'est-à-dire de la charge) dépend de la grandeur des for- ces de frottement, qui s'opposent aux mouvements axiaux des poulies à cône sur les deux arbres. Un type de transmission habituel pour des changements de vitesse de cette espèce, par exemple à l'aide d'un coin inséré ou d'un ressort de glissement, aurait pour conséquence un moment d'inertie trop élevé du changement de vitesse par suite des forces de frot- tement résultant de la pression tangentielle sur la rainure du coin, et serait donc un grand obstacle à la progressivité du réglage du nombre de tours.
Pour supprimer ces forces de frottement nuisibles on réalise, suivant la présente inven- tion, la transmission du mouvement de l'arbre de commande sur les deux poulies à cône à l'aide de ressorts de flexion enroulés. Grâce à ce procédé on supprime d'une part complète- ment tout frottement provenant de la pression tangentielle, d'autre part en cas de variations du moment de rotation un mouvement de rotation s'ajoute au déplacement axial des pou- lies à cône, par suite de la rotation des ressorts. Par suite du déplacement hélicoïdal ainsi résultant des poulies à cône sur l'arbre, la résistance de frottement est réduite dans une grande mesure. En outre les ressorts hélicoïdaux ont pour effet un démarrage très doux et sans à-coups du change- ment de vitesse.
Dans le but de réduire au minimum les forces de frottement sur les courbes de l'arbre commandé, le contact des poulies à cône avec les courbes a lieu de préférence par l'intermédiaire de rouleaux montés sur roulements à billes.
Dans le but d'assurer le retour des rouleaux dans le sens descendant des courbes, surtout dans la région de leur incli- naison la plus faible, on a monté entre les poulies à cône et l'arbre commandé des ressorts de flexion enroulés, qui au contact avec les courbes sont tendus tangentiellement et qui compensent grâce à cette tension les forces de frottement résultant des résultantes axiales de la pression de la cour- be.
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Ici également le frottement entre l'arbre et les poulies à cône est réduit considérablement grâce au mouvement hélicoï- dal résultant.
Au démarrage du changement de vitesse les poulies à cône de l'arbre de commande sont tout d'abord écartées l'une de l'autre de la distance minimum. Si alors le mouvement de roattion à transmettre augmente, la tension de la courroie augmente dans une mesure telle lorsqu'une certaine valeur li- mite est dépassée, que l'élément de transmission vient péné- trer entre les deux moitiés de poulie, en se rapprochant de l'arbre de commande. Donc les deux poulies à cône de l'arbre de commande s'écartent l'une de l'autre à l'encontre de l'ac- tion des ressorts 6 et 7. Simultanément à cette réaction du moment de rotation de charge sur l'arbre de commande les for- ces de réaction axiales du moment de rotation sur les courbes d'appui entrent en action.
Après avoir dépassé une valeur limite, ici également, par suite du pas variaole des courbes entre les forces axiales de la courroie constituée par 'des coins et des pressions de courbes axiales résultant des mo- ments de rotation momentanés, il se produit un équilibre in- stable, c'est-à-dire qu'une augmentation de la pression de courbe réduit l'écart des poulies à cône, et augmente donc en correspondance le diamètre périphérique de l'élément de transmission.
Le changement de vitesse progressif décrit présente l'avantage de la simplicité et du réglage automatique du nom- bre de tours, et il convient entre autres à la commande de dispositifs dans lesquels, comme par exemple pour l'enroule- ment de bandes de tissu flexibles, de bandes de papier, de bandes de textiles, de tôles, de fils métalliques et de feuil- lards de fer, des moments de rotation variables peuvent se produire, tandis que la vitesse de la bande de tissu ainsi que sa tension doivent être maintenues aussi constantes que possible.