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DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE FORCE VIVE FORMANT VARIATEUR DE VITESSESo
La présente invention est relative à un dispositif de transmis- sion de force vive susceptible de réaliser des variations de vitesses sui- vant une game très étendue entre deux arbres reliés entr'eux par différents moyens suivant les circonstances ou les applications envisagées.
D'une manière générale, dans un variateur de vitesses, le cou- ple sur l'arbre lent varie au fur et à mesure que sa vitesse diminue, tandis que la puissance utile du moteur est perdue en partie au fur et à mesure de la diminution de cette vitesse.
La présente invention tend à récupérer et à augmenter la force vive ainsi disponible grâce à ce que la force vive développée à mesure que la vitesse de l'arbre lent diminue est emmagasinée sur un organe solidaire de l'arbre de commande : volant, induit, etc., dans le but d'être récupérée par un organe approprié : volant ou autre, calé sur l'arbre lent, les deux arbres étant reliés entr'eux par un système de transmission sur lequel agit de maniè- re intermittente une came de profil déterminé commandée par l'un des dits arbres.
La liaison des deux arbres peut être réalisée de différentes ma- nières : boite d'engrenages, accouplement électro-magnétique, ou tout autre organe approprié.
Le dessin annexé à ce mémoire montre, uniquement à titre d'exem- ple, en Fig. 1 à 3 un dispositif de transmission utilisant une boite d'engre- nages, variateur de vitesses, différentiel, etc., et en Fig. 4 un dispositif de transmission par accouplement électro-magnétique. Dans ces dessins :
Fig. 1 est une vue schématique en élévation du premier disposi- tif de transmission et en Fig. 2'une vue latérale du mécanisme de commande de freinage.
Fig. 3 est une vue à plus grande échelle de la came à action intermittente.
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Fig. 4 est une vue schématique en élévation du second disposi- tif de transmission.
Dans le cas des Figures 1 et 2, sur l'arbre 1 du moteur de com- mande 2 est calé un volant 3 par l'intermédiaire d'un demi-manchon 4a, lequel peut être accouplé à un demi-manchon 4b calé sur l'arbre d'entrée 5 d'une boite d'engrenages 6. Sur l'arbre de sortie 7 de cette boite 6 sont d'autre part calés un second volant 8 et un manchon 9 ; celui-ci est destiné à atta- quer de manière appropriée la machine qui doit être actionnée par le moteur 2.
La boite d'engrenages 6 formant carter est montée et tourne librement ou non sur un support approprié fixe. Sur son pourtour extérieur, le carter 6 porte un frein à bande 10, qui permet de maintenir fixe par intermittence le carter avec ses engrenages.
Ce frein 10 fonctionne sous la poussée d'une came 11 agissant par un doigt de poussée 12 sur la fermeture du frein en immobilisant le carter 6. La came 11 calée sur un arbre 13 reçoit un mouvement circulaire d'un harnais d'engrenages 14 ou autre monté sur l'arbre lent 7 - ou éven- tuellement sur l'arbre de commande 1 - et un mouvement de translation soit par l'intermédiaire d'un volant 15, soit de toute autre manière à la main ou automatiquement.
Le profil de la came 11 est calculé de manière à agir de deux façons différentes :
1 l'intensité du bossage sur le doigt de poussée 12 varie à chaque vitesse du fait de la variation du rayon de bossage par rapport à la longueur de la came. Le rayon est à son maximum R en x, où on obtient la plus petite vitesse,le couple le plus élevé et une forte intensité, tandis qu'en y le rayon est à son minimum r, avec la grande vitesse, un faible cou- ple et une faible intensité.
2 la durée de poussée du doigt de poussée 12 sur le frein est variable. La longueur circulaire donnant la durée est représenté par un tri- angle équilatéral, dont la grande base donne, conjuguée à son maximum avec le bossage minimum de la came, la plus grande vitesse et un faible couple.
En x à la petite base du triangle, on a une durée de couple minimum du bos- sage qui, conjuguée avec le rayon maximum de ce dernier, donne une faible vitesse et un, couple élevé aux démarrages pénibles.
Ainsi, dans le cas d'un moteur tournant à 1440 t/m, on obtient une gamme de 1 à 1 à 1 à 1440, ce qui est la plus petite vitesse à un tour minute, soit donc 1/60 de tour à la seconde.
Mais, il faudra alors augmenter le couple sur l'arbre lent, soit en employant des modules plus élevés et de l'acier à haute résistance, ceci permettrait de diminuer la différence des couples extrêmes en récupérant la force vive perdue par la vitesse minimum de l'arbre lent.
Le volant 3 calé sur le nez du moteur 2 pourrait être remplacé dans son rôle par l'induit du moteur.
L'invention prévoit également d'employer pour relier les arbres 1 et 7 au lieu d'une boite d'engrenages, telle que 6, un accouplement élec- tro-magnétique représenté en Fig. 3 par les deux manchons 16a et 16b. Dans ce cas, on utilise encore une came, mais elle est transformée, tout en res- tant toujours commandée par l'arbre de commande ou l'arbre lent du système.
Mais, elle n'agit plus sur un mécanisme de freinage, mais sur un disjoncteur ou sur un interrupteur de courant. Dans ce but, la came présenterait ses bos- sages sur un même rayon, tandis que la durée de la poussée sur le bossage unique ainsi formé serait variable comme précédemment. Il faut remarquer que cette came n'interviendra que pour limiter la durée de son intervention et pour créer et régler l'intermittence de son action, en agissant sur une cou- pure de courant, sur l'aimant de l'accouplement électro-magnétique.
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Ainsi, dans le cas d'un moteur,de commande tournant à 1440 t/m et en limitant la gamme de vitesses de 1440 t/m à 60 t/m, les vitesses extrêmes sont de l'ordre 1 à 24. Si ce moteur a une puissance de 12 H.P., le couple sur l'arbre lent à la vitesse de 1440 t/m sera de 6 Kgm. Si la vitesse est réduite à 60 t/m, le couple sur l'arbre lent sera de 145 Kgm. au lieu de 6 Kgm. Il faut noter que la force vive perdue pendantl'arrêt de l'intervention du bossage de la came ne l'est pas complètement si on ne fait pas intervenir les volants; en effet, l'induit du moteur, la boite d'engre- nages et l'accouplement électro-magnétique rempliront le rôle des volants.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de transmission de force vive formant variateur de vitesses, caractérisé en ce que la force vive développée à mesure que la vitesse de l'arbre lent diminue est emmagasinée sur un organe solidaire de l'arbre commandé : volant, induit, etc., dans le but d'être récupérée par un organe approprié : volant ou autre, calé sur l'arbre lent, cette force vive étant d'autant plus importante que la gamme des vitesses réali- sables est plus étendue, les deux arbres étant d'autre part reliés entr'eux par un système de transmission mécanique, électrique, pneumatique, etc., sur lequel agit de manière intermittente une came de' profil déterminé com- mandée par l'un des dits arbres.
2. Dispositif de transmission de force vive suivant revendica- tion 1, caractérisé en ce que entre un volant calé sur le nez du moteur de com- mande et un second volant calé sur l'arbre à commandes est intercalé un méca- nisme de transmission : boite d'engrenages, etc., susceptible de recevoir u- ne pression de freinage réglable en durée et en intensité.
3. Dispositif de transmission de force vive suivant revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la pression de freinage sur le méca- nisme de transmission est donné par une came commandée par l'arbre de comman- de ou l'arbre lent de ce mécanisme, la dite came étant profilée de manière à posséder un bossage de rayon et longueur variables.
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VIVE FORCE TRANSMISSION DEVICE FORMING A SPEED VARIATOR
The present invention relates to a live force transmission device capable of achieving speed variations following a very wide range between two shafts connected to each other by different means depending on the circumstances or the applications envisaged.
In general, in a variable speed drive, the torque on the slow shaft varies as its speed decreases, while the useful power of the motor is partly lost as it is increased. decrease in this speed.
The present invention tends to recover and increase the living force thus available thanks to the fact that the living force developed as the speed of the slow shaft decreases is stored on a member integral with the control shaft: flywheel, armature, etc., in order to be recovered by an appropriate device: flywheel or other, wedged on the slow shaft, the two shafts being connected to each other by a transmission system on which acts intermittently a control cam. determined profile controlled by one of the said trees.
The two shafts can be connected in different ways: gearbox, electromagnetic coupling, or any other appropriate device.
The drawing appended to this specification shows, by way of example only, in FIG. 1 to 3 a transmission device using a gearbox, speed variator, differential, etc., and in FIG. 4 a transmission device by electromagnetic coupling. In these drawings:
Fig. 1 is a schematic elevational view of the first transmission device and in FIG. 2'a side view of the brake control mechanism.
Fig. 3 is an enlarged view of the intermittent action cam.
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Fig. 4 is a schematic elevational view of the second transmission device.
In the case of Figures 1 and 2, on the shaft 1 of the drive motor 2 is wedged a flywheel 3 by means of a half-sleeve 4a, which can be coupled to a half-sleeve 4b wedged on the input shaft 5 of a gearbox 6. On the output shaft 7 of this gearbox 6 are also wedged a second flywheel 8 and a sleeve 9; this is intended to properly attack the machine which is to be powered by engine 2.
The gearbox 6 forming the housing is mounted and rotates freely or not on a suitable fixed support. On its outer periphery, the casing 6 carries a band brake 10, which allows the casing to be kept fixed intermittently with its gears.
This brake 10 operates under the thrust of a cam 11 acting by a thrust finger 12 on the closure of the brake by immobilizing the housing 6. The cam 11 wedged on a shaft 13 receives a circular movement of a gear harness 14 or other mounted on the slow shaft 7 - or possibly on the control shaft 1 - and a translational movement either by means of a handwheel 15, or in any other way by hand or automatically.
The profile of cam 11 is calculated so as to act in two different ways:
1 the intensity of the boss on the push finger 12 varies at each speed due to the variation of the boss radius relative to the length of the cam. The radius is at its maximum R in x, where we get the smallest speed, the highest torque and high intensity, while in y the radius is at its minimum r, with high speed, a low cut- ple and low intensity.
2 the pushing time of the push finger 12 on the brake is variable. The circular length giving the duration is represented by an equilateral tri-angle, the large base of which gives, combined at its maximum with the minimum boss of the cam, the greatest speed and low torque.
At x at the small base of the triangle, there is a minimum torque duration of the bump which, combined with the maximum radius of the latter, gives low speed and high torque at difficult starts.
Thus, in the case of an engine running at 1440 rpm, we obtain a range of 1 to 1 to 1 to 1440, which is the lowest speed at one revolution per minute, i.e. 1/60 of a revolution at second.
But, it will then be necessary to increase the torque on the slow shaft, either by using higher moduli and high resistance steel, this would make it possible to reduce the difference in extreme torques by recovering the live force lost by the minimum speed of the slow tree.
The flywheel 3 wedged on the nose of the engine 2 could be replaced in its role by the engine armature.
The invention also provides for using to connect the shafts 1 and 7 instead of a gearbox, such as 6, an electromagnetic coupling shown in FIG. 3 by the two sleeves 16a and 16b. In this case, a cam is still used, but it is transformed, while still remaining controlled by the control shaft or the slow shaft of the system.
However, it no longer acts on a braking mechanism, but on a circuit breaker or on a current switch. For this purpose, the cam would present its bumps on the same radius, while the duration of the thrust on the single boss thus formed would be variable as before. It should be noted that this cam will intervene only to limit the duration of its intervention and to create and regulate the intermittence of its action, by acting on a current cut, on the magnet of the electro-magnetic coupling. .
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Thus, in the case of an engine, with the control turning at 1440 rpm and limiting the speed range from 1440 rpm to 60 rpm, the extreme speeds are of the order of 1 to 24. If this motor has a power of 12 HP, the torque on the slow shaft at the speed of 1440 rpm will be 6 Kgm. If the speed is reduced to 60 rpm, the torque on the slow shaft will be 145 Kgm. instead of 6 Kgm. It should be noted that the live force lost during the stopping of the intervention of the boss of the cam is not completely lost if the handwheels are not involved; in fact, the motor armature, the gearbox and the electromagnetic coupling will fulfill the role of the flywheels.
CLAIMS.
1. Live force transmission device forming a speed variator, characterized in that the living force developed as the speed of the slow shaft decreases is stored on a member integral with the controlled shaft: flywheel, armature, etc. , in order to be recovered by an appropriate device: flywheel or other, wedged on the slow shaft, this living force being all the more important as the range of achievable speeds is more extensive, the two shafts being d 'on the other hand interconnected by a mechanical transmission system, electrical, pneumatic, etc., on which acts intermittently a cam of' determined profile controlled by one of said shafts.
2. A live force transmission device according to claim 1, characterized in that between a flywheel wedged on the nose of the control motor and a second flywheel wedged on the control shaft is interposed a transmission mechanism. : gearbox, etc., capable of receiving braking pressure adjustable in duration and intensity.
3. Live force transmission device according to claims 1 and 2, characterized in that the braking pressure on the transmission mechanism is given by a cam controlled by the control shaft or the slow shaft. of this mechanism, said cam being profiled so as to have a boss of variable radius and length.