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VARIATEUR,DE VITESSE.
Le variateur selon l'invention transforme une vitesse de rotation constante (primaire), en une vitesse de rotation variable (secondaire), en fonc- tion de la force opposée à la force motrice par l'arbre entraîné.
Le mouvement du primaire est transmis au secondaire par poussées alternatives. Il remplace les différents dérailleurs et boîtes de vitesse em- ployés jusqu'à présent. Les avantages d'une vitesse motrice constante sont trop connus pour les énumérer ici. La présente invention est un régulateur de la pression exercée par la force motrice sur la résistance à vaincre, le rap- port de vitesse étant fonction de cette résistance. Enfin dans l'une des réa- lisations de' ce variateur, le primaire n'agissant pas sur le secondaire dans une position donnée (point zéro), ce variateur sert à l'embrayage de l'arbre entrainé.
Il comporte deux mouvements de rotation d'axes différents,sauf au point.zéro.. L'éloignement-ou le rapprochement de ces deux axes détermine des -vitesses variables de l'un d'eux pour une vitesse constante de l'autre. Son principe repose sur le fait qu'un levier ou une bielle, dont les extrémités décrivent des cercles ou des arcs de cercles de rayons et de centres diffé- rents, ne transmet le mouvement au secondaire que pendant une fraction de rotation du primaire (phase de poussée), d'où la nécessité d'en employer plu- sieurs. Il est intéressant d'avoir un point d'appui entre primaire et secon- daire pour maintenir des axes de rotation différents.
' Pour certaines réalisations basées sur ce principe, on a ainsi : - un mouvement primaire de forme variable suivant la manière dont les leviers ou bielles y sont assujettis.
- un mouvement secondaire, cercle à face intérieure lisse ou bos- selée, d'après le système employé pour le contact des bielles avec ce cercle, de forme variable suivant la direction du mouvement à transmettre.
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- une ou plusieurs bielles reliant les deux mouvements adhérant au secondaire par cliquets,leviers ou billes.
- un point d'appui ou système stabilisateur fixe.
- un dispositif de commande modifiant la distance des axes du primaire et du secondaire.
L'inventiqn sera maintenant décrite en se référant à des modes de réalisation, représentés aux dessins annexés, et donnés seulement à titre 'd' exemples indicatifs et non limitatifs de la portée de l'invention.
Fig. 1 est une élévation de l'appareil avec arrachements partiels.
Fig. 2 est une coupe de l'ensemble complet suivant la ligne 2-2 ., de la fig. 1.
Fig. 3 représente le levier de changement de sens de rotation du secondaire.
Fig. 4, 5 et 6 montrent le dispositif de commande.
Fig. 7 et 8 représentent un patin en coupe et en élévation.
Fig. 9 et 10 représentent d'autres modes de réalisations d'appa- reils selon l'invention, en coupe par un plan perpendiculaire aux axes du primaire et du secondaire.
Fig. 11 et 12 représentent, en coupe, des variantes de réalisation d'un appareil selon l'invention, ne comportant pas d'élément dit stabilisateur.
Sur la fig. 1 est figuré en trait double le mouvement du patin 75 porté par chaque bielle 52, pendant la rotation du primaire. La tête 46 de cette bielle décrit avec le disque 55 un cercle de centre 0, dont le rayon est égal à la distance des axes 90 et 14. L'autre extrémité 56 de la bielle décrit un mouvement de va et vient sur un cercle secondaire, en entraînant dans son mou- vement le patin 75, servant à transmettre ce mouvement de la bielle, au cercle
22, dans un seul sens seulement. En suivant le mouvement du patin 75 sur le secondaire, on constate que pendant une fraction de la rotation de la tête 46 (angle,/, ), cette bielle se déplace rapidement sur le secondaire 22, déplace- ment en sens contraire du déplacement du primaire. C'est la phase de poussée de cette bielle pour ce sens de rotation.
Les huit bielles représentées au dessin décrivent les mêmes mouvements, et poussent l'une après l'autre sur le secondaire. La variation du rayon du cercle de centre 0 entraine une variation de poussée du patin 75.
La fig. 2 représente l'appareil avec ses arbres 90 et 33 (90 arbre moteur, 33 arbre dont la position est fixée par la pièce 41 reliée par un le- vier au châssis 32). Sur ces deux axes tourne, grâce aux poussées des bielles, l'ensemble des pièces 22 et 31, constituant le secondaire, dont le mouvement est transmis à un arbre par un engrenage d'angle 51 fixé à la pièce 22. Dans la cavité 26 du cercle secondaire coulissent les patins.
L'arbre moteur 90 entraine dans sa rotation une queue d'aronde constituée par les pièces 100 et 19. La pièce mâle 19 de cette queue d'aronde porte l'axe 14 solidaire d'un disque 55. Ce disque, bien qu'entraîné par la queue d'aronde dans son mouvement, ne tourne pas sur lui-même, il se déplace simplement dans son plan autour de l'axe de l'arbre 90, grâce à une timonerie le reliant au châssis, constituée principalement par les axes 14 et 33, et les pièces 39 et 50, 37 et 38 forment deux cardans avec les prolongements 36 et48 des axes 33 et 14.
Les bielles, au nombre de huit sur le dessin (Fig. 1)(18, 52, 21,
53, 20, 61, 60 et 27,)sont articulées sur des axes disposés suivant une cir- conférence du disque 55,ces axes sont à égale distance les uns des autres et placés alternativement d'un côté et de l'autre de ce disque, pour permettre aux bielles de se superposer, ce qui facilite la construction., on a donc qua- tre bielles de part et d'autre du disque 55.
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Les patins 70 à 77 servent à transmettre le mouvement alternatif des bielles au secondaire, en transformant leur mouvement de va et vient dans la cavité 26, en poussées à sens unique.
Le patin (Fig. 7 et 8) se compose de deux pièces 24 et 25 sépa- -rées par les billes 85 et 86. La pièce 24, en contact direct avec la bielle par l'axe 82, coulisse dans la cavité 26 du secondaire (Fig. 2). La pièce
25, à frottement doux par ces faces latérales avec le secondaire, a tendan- ce à se maintenir à la vitesse de celui-ci ; si la pièce 24 acquiert un dé- placement de gauche à droite (Fig. 7) légèrement supérieur à.celui du secon- daire, la surface 84 du patin se soulève par l'intermédiaire des billes et vient en contact avec la cavité 26 du secondaire. Ce contact sera rompu lors- que le mouvement du secondaire sera supérieur au mouvement de la pièce 25. Le sens de-rotation imprimé par le patin est fonction de la disposition des bil- les 85 et 86.
La cavité 84 est destinée à recevoir des garnitures de freins, em- ployées dans l'exemple représenté sur le dessin. La surface de la cavité 26 du secondaire est également recouverte de la même matière. Elle pourra être remplacée avantageusement, pour différentes raisons, par des dentelures ou une surface bosselée (bain d'huile, etc..). Les pièces 24 et 25 sont assemblées de'façon à éviter le contact du patin avec la surface 26 du secondaire, lors- que ce patin n'est pas en phase de poussée. Enfin la partie 87 de la pièce .25'empêche le patin de suivre le mouvement de la pièce 31, lors de l'opération -du changement de sens de rotation du secondaire.
Le fonctionnement d'une commande centrifuge de l'appareil va main- tenant ,être expliqué à l'aide des fig. 4, 5 et 6. Il reste entendu que cette .-'commande peut avoir différentes formes et être ou non réglable pendant la mar- che de l'appareil.
La rotation en sens inverse, par l'intermédiaire de deux roues den- rées, dont l'une 69 est représentée fig. 4, de deux tiges filetées 44 et 58, détermine le mouvement de la pièce 19 à l'intérieur de la pièce 100. Le file- tage de ces tiges est, l'un à droite, l'autre à gauche. Elles reposent sur la pièce 100 par des galets ou roulements à billes 79. La pièce 19, avec le file- tage approprié, forme l'écrou de la tige correspondante. Une partie des tiges n'est pas filetée pour permettre à deux roues dentées 45 et 57 de rester en contact avec la vis sans fin que constitue l'axe 14 par son filetage 15.
Ces roues 45 et 57 sont folles sur les tiges correspondantes 44 et 58, qu'un le- vier 28 embraye avec celles-ci par l'intermédiaire des pièces 80 et 81 solidai- res des tiges par des saillies, coulissant dans des rainures 59 des tiges 44 et 58. Suivant que la tige 44 ou 58 est entraînée par la vis sans fin 15 de l'axe 14 (d'après la position du levier 28), la pièce 19 glissant dans la pièce 100 éloigne ou rapproche l'axe 14 du centre de rotation 90 du secondai- re..
Ce mouvement de l'axe 14 est commandé par force centrifuge agis- -sant sur le levier 28, d'après la vitesse de rotation de la force motrice, par une came 78 de la pièce 11 (Fig. 6). Cette came bascule le levier 28 en venant en contact avec les butoirs de celui-ci :butoirs de repos et de rap- prochement d'un côté du pivot de ce levier, butoirs d'éloignement et de repos de l'autre. La position de la pièce 11, encastrée dans une'fente 12 de l'axe 14, est fonction de deux forces opposées : la pression du ressort 13 et la force centrifuge s'exerçant sur la masse 66, agissant sur la pièce 11 par la tige 17. Les saillies de repos 63 et 67 des tiges de commande servent à ar- rêter la pièce 19 en fin de course.
La figure 3 représente la fente 42 où évolue le 'levier 41 de la fig. 2. Ce levier sert à obtenir le changement de sens de rotation du secondai- re, le primaire se trouvant au point zéro (axe 14 dans le prolongement de 1' axe 100). Ce levier exerce une pression sur les pièces inférieures des patins en modifiant la position du disque 55. Par cette pression, les patins adhérent au plan incliné du secondaire 31,Puis le levier 41, passant dans.la partie concave de la fente 42, tire sur le secondaire permettant, par l'éloignement
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de la pièce 31 en plan incliné, aux billes des patins de s'inverser. La pièce 31 est ramenée à sa position normale lorsque 41 atteint l'extrémité opposée de la fente fig. 3. L'inversion de sens de rotation est obtenue.
Il reste entendu que des détails d'exécution et de réalisation pourront être ajoutés et variés de n'importe quelle façon, sans sortir du do- maine de l'invention.
La construction d'un appareil sur ce principe est différente sui- vant l'usage auquel on le destine, il peut être monté par exemple sur un arbre de transmission, en pont-arrière, constituer le moyeu d'une roùe, ou former une poulie.
Ainsi fig. 9, les bielles et les patins sont remplacés par des billes 91 à 94. Ces billes se maintiennent aux positions voulues grâce à des guidages, dont l'un est représenté en 47. Les rapports de vitesse obtenus vont de zéro à un.
La figure 10 représente une roue libre de bicyclette avec rapport de vitesse allant de 1 à 2. Les bielles et patins sont remplacés par des cli- quets; 96 à 99. Le primaire de même sens de rotation que le secondaire est constitué par le disque 49 relié, par une timonerie semblable à celle de la fig. 2, au pignon denté qu'entraîne la chaîne de la bicyclette. De l'autre côté du moyeu de roue, l'axe 90 en contact avec le cadre de la bicyclette cor titue l'élément stabilisateur (la pièce 100 est donc immobile). Les rayons de la roue relient la pièce 22 à la jante. La masse centrifuge de commande tour- ne avec l'axe 14.
Les variantes de réalisation représentées sur les fig. 11 et 12 se distinguent des précédentes par la suppression de l'élément dit stabilisa- teur.
Les appareils constituant ces variantes comportent chacun : - deux mouvements de rotation ayant des axes de rotation différents.
- des cliquets, bielles ou billes entraînant le secondaire par poussées successives.
- une commande modifiant la distance des axes de rotation.
La pièce 100 représentée sur la figure 10 est supprimée ainsi que la timonerie la reliant au disque 49. Les mouvements de rotation ont pour axes les axes 14 et 90. L'un des axes de rotation est fixe et constitue le moyeu d'une roue ou d'un arbre de couche. L'autre axe se déplace suivant la comman- de. Le rapport de vitesse est de un lorsque les deux mouvements ont un axe com- mun. Les mouvements primaires et secondaires peuvent être inversés, le change- ment de sens de rotation en est une résultante.
Les figures 11 et 12 représentent deux modèles de patins. La piè- ce A effectue l'un des mouvements de rotation. La pièce B est reliée à la par- tie effectuant le deuxième mouvement par la bielle. Le patin C sert à transmet- tre le mouvement au secondaire durant la phase de poussée de la bielle.
Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 11, les patins de l'appareil sont disposés sur le même plan. La figure représente le patin au repos, par exemple lorsque la translation du patin est plus rapide que le mouvement primaire. La position du patin en phase de poussée, entraînant ef- fectivement le secondaire, est représentée en pointillé.
Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 12, le patin C est circulaire. Les patins de l'appareil sont placés côte à côte dans le cylindre A.
Lorsque le mouvement de C tend à avoir une vitesse inférieure à celle de la rotation du primaire A, les billes ou rouleaux D le font adhérer à la pièce A, en roulant sur les plans inclinés de C, vis-à-vis de chaque bil- le. Le taquet E maintient les billes au repos. Le patin peut en comporter plu-
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sieurs et rendre chaque bille ou rouleau indépendant s'il y a lieu.
REVENDICATIONS
1. Variateur de vitesse caractérisé par le fait qu'il comporte un élément primaire et un élément secondaire associés l'un avec un axe primaire, l'autre avec un axe secondaire, et animé d'un mouvement relatif grâce à l'ac- tion d'organes tels que des bielles, des cliquets, des billes ou des galets, actionnés par l'élément primaire et transmettant des poussées à l'élément se- condaire.