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.VARIATEUR DE VITESSE DU TYPE A COURROIES TRAPEZOIDALES.
La présente invention est relative à des variateurs de vitesse du type à courroies trapézoïdales pour modifier continuellement la vitesse d'une poulie commandée de la transmission à courroie trapézoidale en service.-
Un variateur de vitesse de cette espèce consiste en une poulie variable à courroies trapézoïdales qui est montée sur un arbre horizontal réglable entre les poulies de transmission de commande et commandée, cette poulie à courroies trapézoïdales étant pourvue de gorges et la largeur de ces gorges variant automatiquement suivant les modifications de la distance entre l'arbre horizontal et les arbres des poulies de commande'et-commandée,
Pendant le réglage de l'arbre horizontal, les parties des cour- roies tournant sur la poulie variable appuieront axialement contre la poulie.
C'est pourquoi, les courroies sont pressées axialement, ce qui produit un changement dans leur direction de marche. Pour remédier aux inconvénients de cet agencement, on monte l'ensemble du système à poulie variable suivant l'invention, sur l'arbre horizontal de telle manière qu'il peut se mouvoir librement en direction axiale et est ainsi automatiquement maintenu par les courroies dans une position telle que les courroies ne sont pas soumises à des déplacements latéraux,
Une autre particularité de l'invention consiste en ce que la pou- lie variable à courroies trapézoïdales-est munie d'au moins deux brides for- mant côté de gorge, ces brides étant fixées à demeure à un moyeu commun et d'une bride mobile intermédiaire formant coté de gorges, qui est libre de se mouvoir, axialement sur le moyeu et peut tourner librement sur celui-ci.
Suivant l'invention, les brides formant côté de gorges de la poulie à courroies trapézoïdales pour les courroies trapézoïdales de comman- de et commandée peuvent avoir des diamètres différents. De cette manière le rapport de transmission de la poulie variable peut seulement croître ou seulement décroître à partir d'une certaine valeur, par exemple 1, ou elle peut, à partir d'une certaine valeur, croître plus qu'elle ne peut décroître
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ou vice versa.
L'angle de contact radial du côté de la gorge devrait'décroître, comme on le sait, suivant la diminution du diamètre opérant dé la gorgé de la poulie variable. Ceci devient possible, suivant l'invention, si l'on don- ne aux côtés de la gorge une forme incurvée en direction radiale.
D'autres particularités caractéristiques de l'invention ressor- tiront de la description qui sùit ainsi que des dessins annexés qui montrent schématiquement diverses formes de construction de l'invention.
Aux dessins : la Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une poulie variable à courroies trapézoidales pour un seul jeu de courroies, la Fig. 2 est une coupe longitudinale d'une poulie similaire pour deux jeux de courroies, la Fig. 3, est également une coupe longitudinale d'une poulie variable à courroies- trapézoïdales avec des brides formant côté de gorges @@ment des diamètres différents, la Fig. 4 montre schématiquement une transmission à poulie à courroies trapézoïdales avec une seule poulie variable à courroies trapézoi- dales, la Fig, 5 montre une transmission à poulies à courroies trapé- zoïdales avec deux poulies variables à courroies trapézoïdales en série.
La poulie variable à courroies trapézoïdales est montée sur un arbre horizontal 1 qui est disposé entre des poulies de commande et comman- dée 7 et 8 respectivement, de telle manière que la distance entre l'arbre horizontal et chaque poulie est variable, tandis que la somme des distances reste constante.
La poulie à courroies trapézoïdales du variateur de vitesse consiste, suivant la forme de réalisation montrée à la figure 1, en un moyeu 2 monté sur l'arbre 1,pourvu à chaque extrémité d'une bride 3 formant côté de gorge et fixée à l'arbre. Le moyeu 2 est agencé pour tourner librement autour de l'arbre 1 et pour être mu librement sur celui-ci en direction axia- le. Entre les brides rigides 3, formant côté de gorge, est disposée une bri- de 4, formant côté de gorge sur ses deux faces, de préférence agencée pour tourner librement autour du moyeu 2 et en outre pour se mouvoir librement sur le moyeu en direction axiale. Dans les deux gorges des deux côtés de la bride mobile 4, formant côté de gorge sur ses deux faces sont disposées le,: courroies trapézoïdales 5 et 6 tournant sur les poulies 7 et 8.
On verra que lorsque l'arbre horizontal 1 se meut de l'une des poulies 7, 8 vers l'autre, l'une des courroies subit une pression qui la fait pénétrer dans la gorge.
La bride 4, formant côté de gorge sur ses deux faces, est ainsi-déplacée sur le moyeu 2, de sorte que la largeur d'une des gorges croit tandis que la lar- geur de la gorge de l'autre courroie trapézoïdale décroit, et cette courroie trapézoidale subit ainsi une pression qui la fait sortir de la gorge de sor- te que le diamètre opérant d'une courroie trapézoïdale croit tandis que le diamètre opérant de l'autre courroie trapézoïdale décroît. Pendant que ceci se produit, la poulie variable tend à mouvoir les courroies en direction axia- le, cette action étant neutralisée, toutefois, du fait que l'ensemble de la poulie variable est mobile librement en direction axiale de sorte que les courroies ne peuvent être contraintes d'abandonner leur position normale.
Si on le désire, la bride 4, formant côté de gorge peut être agencée de telle manière qu'elle tourne conjointement avec le moyeu 2 et les brides 3. On peut obtenir ce résultat en montant la bride 4 de façon dé- plaçable sur plusieurs goujons axiaux (non montrés), par exemple trois gou- jons, fixés dans les brides 3 ou d'une autre manière.
Suivant la forme de réalisation montrée à la Fig. 2, les poulies variables à courroies trapézoïdales consistent en deux jeux de poulies montrés à la Fig. l, le moyeu 2 étant pourvu d'une troisième bride rigide 3,
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formant coté de -orge, disposée à mi-chemin entre les brides extérieures. 3.
Dans chaque espace situé entre les deux brides rigides est montée une bride 4, formant côté de gorge sur les deux faces, comme décrit ci-dessus. Il est également possible de monter un.plus grand nombre de brides rigides et mobi- les, formant côté de gorge, de sorte que la poulie variable peut 'être utili- sée pour un nombre quelconque de jeux de courroies.
Il est également possi- ble de monter diverses poulies variables indépendantes sur l'arbre horizon- tal afin de transmettre le mouvement de rotation d'une poulie de commande commune à une poulie commandée commune,
Dans les formes de réalisation montrées aux Figs. 1 et 2 les brides,formant côté de gorge, ont des diamètres égaux et sont agencées de telle manière que lorsque l'une des courroies occupe sa positiôn exté- rieure dans la gorge, l'autre courroie occupe sa position intérieure et vi- ce versa. Au rapport de transmission 1 les deux courroies sont situées à la, même distance.radiale de l'arbre 1 et le rapport de transmission croit ou décroît dans la mesure où, par le mouvement de l'arbre, les courroies aban- donnent ou prennent cette position.
Toutefois, la poulie variable peut être construite de telle manière que son rapport de transmission peut croîte ou décroître seulement à partir d'une certaine valeur, par exemple 1, ou que le .'apport de transmission peut croître plus qu'il ne peut décroître à partir d'une certaine valeur, et vice et versa. On obtient ce résultat avec la forme de réalisation montrée à la Fig. 3 où les brides, formant coté de'gor- ge, ont des diamètres différents en même temps que les cotés de gorges ont une forme spéciale. On verra qu'on peut obtenir de cette manière toute @ variation désirée du rapport de transmission, soit seulement au-dessus ou au-dessous d'un certain rapport de transmission, soit toute variation du rap- port de transmission tant au-dessus qu'au-dessous de celui-ci.
La Fig. 4 montre l'ensemble de la transmission à courroies tra- pézoidales en direction axiale. L'arbre horizontal 1 qui peut être mu d'une distance a est monté sur une glissière ou sur un bras oscillant -(non montré) qui peut être déplacé ou qui peut pivoter à l'aide d'un dispositif à vis ou par d'autres moyens, de telle manière que la somme des distances de l'ar- bre 1 aux arbresdes poulies 7, 8 reste constante. La variation maximum de la vitesse de la poulie est égale ici au carré du rapport entre le plus grand et le plus petit diamètre opérant de la poulie variable.
Dans la forme de réalisation de la transmission à courroies tra- pézoidales montrée à la Fig. 5, deux poulies variables sont disposées en sé- rie. Les poulies variables qui sont agencées pour tourner sur leur arbre ho- rizontal 1, sont accouplées à leurs poulies 7 et 8 respectivement par les courroies trapézoïdales 6 et 5 respectivement et elles sont accouplées l'une à l'autre par les courroies trapézoidales 61. Pour rendre la variation de vitesse possible on a en outre monté les poulies variables sur deux bras os- cillants représentés à la figure par la ligne 9.
Les bras peuvent osciller autour d'un arbre-10, et peuvent par exemple osciller d'un angle de telle manière que la distance entre.les arbres 1 pendant l'oscillation reste cons- tante tandis que la somme des distances entre les arbres 1 et les arbres des poulies respectives 7, 8 reste constante dans toutes les positions des pou- lies variables. Les poulies variables sont agencées de telle manière que la courroie trapézoïdale ou les courroies trapézoïdales sont situées'sur le plus grand diamètre opérant sur l'une des poulies variables, lorsqu'elle est située sur le plus petit diamètre opérant sur l'autre poulie. Par cet agen- cement, la variation maximum de la vitesse des courroies est égale à la qua- trième puissance du rapport entre le diamètre opérant le plus grand et le plus petit de la poulie variable.
Les formes de réalisation décrites et montrées ne sont que de sim- ples exemples, susceptibles de nombreuses modifications dans le cadre de la présente invention. Ainsi, la poulie variable peut être disposée dans d'autres positions appropriées par rapport aux poulies de commande et comman- dées, que montré, et le déplacement de son arbre peut être effectué de diffé- rentes manières tant manuellement que mécaniquement. Dans le dernier cas, le déplacement de l'arbre peut être contrôlé automatiquement par des régula- teurs appropriés.
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. V-BELT TYPE SPEED VARIATOR.
The present invention relates to V-belt type variable speed drives for continuously changing the speed of a controlled pulley of the V-belt transmission in service.
A variable speed drive of this kind consists of a variable V-belt pulley which is mounted on an adjustable horizontal shaft between the control and driven transmission pulleys, this V-belt pulley being provided with grooves and the width of these grooves varying automatically. according to the modifications of the distance between the horizontal shaft and the shafts of the control and controlled pulleys,
While adjusting the horizontal shaft, the parts of the belts rotating on the variable pulley will press axially against the pulley.
Therefore, the belts are pressed axially, which produces a change in their direction of travel. To overcome the drawbacks of this arrangement, the whole of the variable pulley system according to the invention is mounted on the horizontal shaft in such a way that it can move freely in the axial direction and is thus automatically held by the belts in the horizontal direction. a position such that the belts are not subjected to lateral displacement,
Another feature of the invention consists in that the variable trapezoidal belt pulley is provided with at least two flanges forming the groove side, these flanges being permanently fixed to a common hub and a flange. intermediate mobile forming the groove side, which is free to move axially on the hub and can rotate freely on the latter.
According to the invention, the flanges forming the groove side of the V-belt pulley for the control and controlled V-belts can have different diameters. In this way the transmission ratio of the variable pulley can only increase or only decrease from a certain value, for example 1, or it can, from a certain value, increase more than it can decrease.
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or vice versa.
The radial contact angle on the groove side should, as is known, decrease with the decrease in the operative diameter of the groove of the variable pulley. This becomes possible, according to the invention, if the sides of the groove are given a curved shape in the radial direction.
Other characteristic features of the invention will emerge from the description which follows and from the accompanying drawings which schematically show various forms of construction of the invention.
In the drawings: FIG. 1 is a longitudinal section of a variable pulley with trapezoidal belts for a single set of belts, FIG. 2 is a longitudinal section of a similar pulley for two sets of belts, FIG. 3, is also a longitudinal section of a variable V-belt pulley with flanges forming grooves side by side of different diameters, FIG. 4 schematically shows a V-belt pulley transmission with a single variable V-belt pulley, Fig. 5 shows a V-belt pulley transmission with two variable V-belt pulleys in series.
The variable V-belt pulley is mounted on a horizontal shaft 1 which is disposed between control and driven pulleys 7 and 8 respectively, so that the distance between the horizontal shaft and each pulley is variable, while the distance between the horizontal shaft and each pulley is variable. sum of distances remains constant.
The V-belt pulley of the speed variator consists, according to the embodiment shown in FIG. 1, of a hub 2 mounted on the shaft 1, provided at each end with a flange 3 forming the groove side and fixed to the 'tree. The hub 2 is arranged to rotate freely around the shaft 1 and to be moved freely on the latter in the axial direction. Between the rigid flanges 3, forming the groove side, is disposed a bri- of 4, forming the groove side on both sides, preferably arranged to rotate freely around the hub 2 and furthermore to move freely on the hub in direction axial. In the two grooves on both sides of the movable flange 4, forming the groove side on its two faces are arranged the: trapezoidal belts 5 and 6 rotating on the pulleys 7 and 8.
It will be seen that when the horizontal shaft 1 moves from one of the pulleys 7, 8 towards the other, one of the belts is subjected to a pressure which makes it penetrate into the groove.
The flange 4, forming the groove side on its two faces, is thus moved on the hub 2, so that the width of one of the grooves increases while the width of the groove of the other trapezoidal belt decreases, and this V-belt thus undergoes a pressure which causes it to come out of the groove so that the operating diameter of one V-belt increases while the operating diameter of the other V-belt decreases. While this is happening, the variable pulley tends to move the belts in the axial direction, this action being neutralized, however, because the whole of the variable pulley is freely movable in the axial direction so that the belts cannot. be forced to abandon their normal position.
If desired, the flange 4, forming the groove side, can be arranged such that it rotates together with the hub 2 and the flanges 3. This can be achieved by mounting the flange 4 releasably over several axial studs (not shown), for example three studs, fixed in the flanges 3 or in some other way.
According to the embodiment shown in FIG. 2, the variable V-belt pulleys consist of two sets of pulleys shown in Fig. 1, the hub 2 being provided with a third rigid flange 3,
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forming the barley side, placed halfway between the outer flanges. 3.
In each space located between the two rigid flanges is mounted a flange 4, forming the groove side on both faces, as described above. It is also possible to fit a greater number of rigid and movable flanges, forming the groove side, so that the variable pulley can be used for any number of sets of belts.
It is also possible to mount various independent variable pulleys on the horizontal shaft in order to transmit the rotational movement of a common control pulley to a common controlled pulley,
In the embodiments shown in Figs. 1 and 2 the flanges, forming the groove side, have equal diameters and are arranged in such a way that when one of the belts occupies its outer position in the groove, the other belt occupies its inner position and is versa. At transmission ratio 1 the two belts are located at the same radial distance from the shaft 1 and the transmission ratio increases or decreases to the extent that, by the movement of the shaft, the belts give up or take up. this position.
However, the variable pulley can be constructed in such a way that its transmission ratio can increase or decrease only from a certain value, for example 1, or that the transmission input can increase more than it can decrease. from a certain value, and vice versa. This result is obtained with the embodiment shown in FIG. 3 where the flanges, forming the groove side, have different diameters at the same time as the groove sides have a special shape. It will be seen that any desired variation in the transmission ratio can be obtained in this manner, either only above or below a certain transmission ratio, or any variation in the transmission ratio both above and below a certain transmission ratio. 'below it.
Fig. 4 shows the entire transmission with trapezoidal belts in the axial direction. The horizontal shaft 1 which can be moved by a distance a is mounted on a slide or on a swinging arm - (not shown) which can be moved or which can pivot using a screw device or by d 'other means, such that the sum of the distances from the shaft 1 to the pulley shafts 7, 8 remains constant. The maximum variation in the speed of the pulley is here equal to the square of the ratio between the largest and the smallest operating diameter of the variable pulley.
In the embodiment of the trapezoidal belt transmission shown in FIG. 5, two variable pulleys are arranged in series. The variable pulleys which are arranged to rotate on their horizontal shaft 1, are coupled to their pulleys 7 and 8 respectively by the trapezoidal belts 6 and 5 respectively and they are coupled to each other by the trapezoidal belts 61. To make the speed variation possible, the variable pulleys have also been mounted on two oscillating arms shown in the figure by line 9.
The arms can oscillate around a shaft-10, and can for example oscillate at an angle so that the distance between the shafts 1 during the oscillation remains constant while the sum of the distances between the shafts 1 and the shafts of the respective pulleys 7, 8 remain constant in all positions of the variable pulleys. The variable pulleys are arranged in such a way that the V-belt or the V-belts are located on the largest diameter operating on one of the variable pulleys, when it is located on the smallest diameter operating on the other pulley. By this arrangement, the maximum variation in belt speed is equal to the fourth power of the ratio between the largest and smallest operating diameter of the variable pulley.
The embodiments described and shown are only examples, susceptible of numerous modifications within the scope of the present invention. Thus, the variable pulley can be arranged in other suitable positions with respect to the control and driven pulleys, as shown, and the displacement of its shaft can be effected in different ways both manually and mechanically. In the latter case, the movement of the shaft can be controlled automatically by suitable regulators.