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La présente invention est relative à un dispositif mécanique de transmission continue ayant deux éléments placés en connexion motrice l'un avec l'autre.
L'un des objets de l'invention est de réaliser un tel disposi- tif qui soit de construction simple et qui soit capable de recevoir diver- ses applications de connexion et transmission.
L'invention consiste substantiellement en ce que l'un des deux éléments est prévu avec un grand nombre d'aiguilles libres qui présentent une certaine élasticité, tandis que l'autre élément est prévu avec de nom- breux disques parallèles qui viennent en engagement avec les aiguilles, l'un des deux éléments étant monté de manière réglable de telle sorte que l'an- gle formé par le chemin de mouvement des aiguilles et celui de la direction longitudinale des disques en engagement avec les aiguilles soit réglable.
L'invention sera décrite ci-après de plus près en se reportant aux dessins schématiques ci-joints.
Figs. 1 et 2 montrent en vue du dessus le principe de la trans- mission de l'énergie, des aiguilles aux disques.
Fig. 3 est une coupe à travers un disque contre lequel se trouve placée une aiguille.
Fig. 4 est une coupe longitudinale correspondante.
Figs. 5 et 6 montrent en perspective et en vue du dessus un mo- de de réalisation de l'invention similaire à un engrenage à vis.
Figs. 7 et 8 montrent également en perspective ou en vue du des- sus un second mode de réalisation à bandes sans fin.
Figs. 9 et 10 sont une vue en perspective et une vue du dessus d'un troisième mode de réalisation avec un élément annulaire, et - Fig. Il est une vue du dessus d'un quatrième mode de réalisation.
En se reportant à la fig. l, le chiffre 1 désigne deux disques de l'un des éléments du dispositif de transmission, et le chiffre 2 désigne plusieurs extrémités d'aiguille de l'autre élément du dispositif. Quand les aiguilles se déplacent parallèlement aux disques dans la direction de la flè- che,les extrémités des aiguilles sont réparties uniformément et les aiguil- les n'exercent aucune pression sur les disques dans une direction ou l'autre.
Mais lorsque les aiguilles se déplacent dans la direction montrée par la flèche dans la fig. 2, une partie des aiguilles se placent contre l'un des côtés des disques, car ces aiguilles sont construites de manière élastique quelconque, et un grand nombre d'extrémités d'aiguilles pressent contre les disques pour déplacer ceux-ci latéralement.
Les aiguilles sont construites de préférence en fil d'acier ré- sistant à l'usure. Elles peuvent être construites de manière élastique sur toute la longueur et être fixées de manière rigide dans l'élément du dispo- sitif ou bien elles peuvent être fixées de manière à être peu élastiques et de ne céder que d'une manière insignifiante. Les aiguilles peuvent par exemple être enfoncées dans une toile en caoutchouc et être-vulcanisées. Le nombre des aiguilles est de préférence d'au moins 25 par cm , mais peut avan- tageusement être d'environ 100 par cm2. Quand l'écartement entre les dis- ques est assez petit, la plupart des extrémités des aiguilles ou toutes ces extrémités à proximité des disques peuvent se trouver sous pression contre ceux-ci.
Comme par conséquent un très grand nombre des aiguilles agissent sur les disques, ceux-ci sont soumis à une force totale assez grande, et lorsque le dispositif travaille entièrement ou en partie dans l'huile, le frottement et l'usure sont exercés sur une masse minimum.
Ainsi qu'on peut le voir de la fig. 3, le bord libre des disques 1 est en forme de couteau, tandis que les aiguilles 2 sont formées avec des
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pointes. De cette manière, on obtient une plus grande surface de contact lorsque les aiguilles glissent contre les disques. Ceux-ci d'après la fig.
4, peuvent avoir une hauteur qui décroît vers l'une ou vers les deux extrémités, de sorte que les aiguilles 2 peuvent être plus facilement glissées entre les disques.
Le dispositif selon la fig. 5 a l'un des deux éléments, désigné par 3, sous forme d'un rouleau cylindrique sur la surface duquel se trouvent fixés des disques 1 dirigés axialement, sous forme de plaques minces en acier ou autre matière, soit de manière rigide soit éventuellement de manière un peu élastique, par exemple dans des rainures formées à la surface du cylindre. L'arbre 4 peut par exemple être suppprté dans- les bras d'une fourche verticale qui est disposée de manière à pouvoir tourner de telle sorte que l'arbre puisse être réglé en diverses positions. La fourche peut être formée de tubes droits qui renferment des segments d'axe moteur pouvant être connectés entre eux et avec l'arbre 4 par des dispositifs de connexion.
L'autre élément 5 consiste en un cylindre présentant diverses aiguilles 2 et monté de façonà pouvoir tourner grâce à un arbre 6. Quand; l'arbre 4 et les disques 1 sont disposés perpendiculairement à l'arbre 6 et lorsqu'on fait tourner le cylindre 5, les aiguilles 2 se meuvent entre les disques comme il a déjà été décrit en se reportant 4 la fig. l, et le cylindre 3 n'est par conséquent pas mis en mouvement. Mais si le cylindre 3 se trouve dans la position montrée, les aiguilles pressent contre les disques comme montré dans la fîg. 2, de sorte que le cylindre sera mis en mouvement et notamment avec une vitesse dépendant de l'angle formé par les arbres 4 et 6.
Si on fait tourner davantage le cylindre 4 de telle sorte que les arbres 4 et 6 soient parallèles, le cylindre 3 reçoit sa;plus grande vitesse, tandis que la vitesse périphérique des deux cylindres devient la même. SI maintenant le cylindre 3 tourne vers l'arrière et dépasse la position zéro, la vitesse de rotation décroit de manière continue jusqu'à zéro et le cylindre 3 commence à tourner en direction opposée avec une vitesse qui augmente de manière continue. L'un ou l'autre des cylindres 3 et 5 peut être monté entre certaines limites, soit de manière à tourner, soit de manière à être réglé.
Selon le mode de réalisation des figs. 7 et 8, l'un des deux éléments du dispositif de transmission consiste en une bande sans fin 7 ayant des aiguilles dirigées vers l'intérieur, tandis que l'autre élément qui consiste également en une bande sans fin 8 présente des disques 1 montés vers l'extérieur, et la bande 8 avance dans la bande 7. Les deux parties droites de la bande 8 se trouvent ici chacune placée contre sa partie correspondante droite de la bande 7 et comme de plus les surfaces d'appui sont unies, on obtient une transmission de l'énergie de l'un des éléments à l'autre au moyen d'une très grande surface d'appui, de sorte qu'on peut transmettre de grands efforts.
Les bandes sans fin peuvent être faites en une bande en acier et les aiguilles peuvent être placées dans une toile en caoutchouc de largeur un peu plus petite que celle de la bande 7. Les roues de guidage aux extrémités de la bande 7 peuvent alors se trouver contre la bande en aier en dehors de la bande en caoutchouc. De plus, des cylindres de pression peuvent être disposés à l'intérieur de la bande 8 et à l'extérieur de la bande 7, de telle sorte que les bandes sont empêchées de s'écarter l'une de l'autre et des galets d'appui ou analogues peuvent être posés contre les bords des bandes afin d'absorber les efforts exercés latéralement sur cellesci.
Au lieu de disposer les deux cylindres en dehors l'un de l'autre comme montré dans les figs. 5 et 6, on peut selon les figs. 9 et 10 disposer un cylindre 9, à aiguilles à l'intérieur d'un anneau 10 avec des disques axiaux 1 dirigés vers l'intérieur, ces disques se trouvant en engagement avec les aiguilles 2 et notamment aussi bien à la partie inférieure qu'à la partie supérieure. Fig. Il montre un cylindre à aiguilles 1 disposé de manière à pouvoir tourner à l'intérieur des deux parties annulaires 12, 13 à
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disques axiaux 1, et le cylindre à aiguilles 11 actionne les deux parties
12 et 13.
Celles-ci sont complètement séparées l'une de l'autre et sont supportées chacune par un arbre 14 ou 15. Quand les parties annulaires 12,
13 ne sont pas sounises à des efforts et quand les cylindres à aiguillas sont actionnés, elles reçoivent la même vitesse de rotation mais lorsquel- les sont soumises à des charges différentes, les parties annulaires peuvent à cause de l'élasticité des aiguilles tourner avec uns certaine différence de vitesse. Cette transmission peut par conséquent être utilisée avanta- geusement comme dispositif combiné de transmission : dispositif moteur et dispositif différentiel, dans un véhicule moteur.
Lorsque dans la disposition des figs. 5 et 6 par exemple le cylindre à aiguilles est moteur et tourne avec une vitesse périphérique constante, pouvant être désignée comme vitesse à l'entrée de 100% et lors- que les arbres des deux éléments sont disposés axialement, le cylindre à dis- ques regoit sa plus grande vitesse périphérique qui est approximativement au moins égale à la vitesse périphérique du cylindre à aiguilles, soit de 100%.
Par rotation de la direction longitudinale de l'un des arbres dé 90 dans l'une ou l'autre direction, la vitesse des cylindres à disques est réduite de manière continue jusqu'à zéro. La vitesse des cylindres à lamelles peut donc être réglée entre 0 et 100% et lorsque l'angle entre les arbres est égal à v, la transmission est de cos v- Si au lieu de cela le cylindre à disques est moteur et tourne avec vitesse uniforme,le cylindreà aiguilles reçoit sa plus faible vitesse 100% lorsque les arbres des deux éléments du disposi- tif sont parallèles.
Lorsque l'un des éléments du dispositif tourne de manière que les arbres fassent un angle v, la vitesse des cylindres à aiguilles est augmentée jusque 100 % et la transmission est donc de 1. cos v oos v La capacité de réglage est par conséquent de 100% jusqu'à une limite supérieure dépendant de la construction pratique, par exemple de 500%. La capacité de réglage est donc plus grande, mais il y a un inconvénient qui consiste en ce que la vitesse ne peut pas être réglée jusqu'à zéro. Ceci est cependant possible en maintenant une limite supérieure de la vitesse au-dessus de 100%, lorsque le cylindre à aiguilles est moteur et que les disques forment un angle avec l'arbre du cylindre à lamelles.
Si les deux arbres sont placés à un angle tel que les aiguilles se meuvent parallèlement au disque, la vitesse des cylindres à lamelles est zéro et lorsqu'on a fait tourner de 90 l'arbre de l'un des éléments, on obtient une vitesse maximum du cylindre à disques, cette vitesse étant d'autant plus grande que l'angle entre les disques et l'arbre de l'élément correspondant du disposi- tif est plus grand. De cette manière on peut obtenir une capacité de réglage des cylindres à disques de 0 à 300% ou plus, pour l'utilisation pratique.
Le dispositif décrit ci-dessus est de construction économique, il permet la réalisation de très nombreuses applications pratiques et est d'un fonctionnement très sur. Des essais pratiques ont montré qu'il était possible de construire de tels dispositifs selon l'invention pour des moments de rotation assez grands. La transmission peut être réglée également pendant le fonctionnement par réglage de la position angulaire de l'un des éléments du dispositif par rapport à l'autre. Une force considérable n'est pas nécessaire pour cela et lorsque les éléments du dispositif sont correc- tement disposés l'un par rapport à l'autre, l'élément réglable du dispositif reste dans la position désirée sans consommation d'énergie.
Le dispositif travaille de manière élastique de sorte que des chocs et des balancements sont compensés grâce à la pose élastique des aiguilles contre les disques.
Un avantage spécial consiste en ce que la direction de rotation de l'élément action peut être modifiée sans dispositifs spéciaux et que la vitesse doit être d'abord amenée à zéro. Le démarrage et le maintien se font élastiquement et sans secousses, et par comparaison avec les dispositifs hydrauliques de transmission, on évite l'inconvénient d'un démarrage retardé. Lors du fonctionnement, les aiguilles se rapprochent lentement des disques de telle sorte que la connexion motrice se fait sans chocs qui augmenteraient l'usure
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et pour ces raisons le dispositif travaille silencieusement. Comme un très grand nombre d'aiguilles se trouvent posées contre les disques, la charge spécifique par surface est faible même si on doit transmettre un grand mo- ment.
Mille ou plusieurs milliers d'aiguilles peuvent se trouver en enga- gement avec cent disques ou plusieurs centaines de disques et il devrait par conséquent être évident que même pour un grand effort à transmettre, la pression pour chaque aiguille peut être insignifiante.
Le mode de construction du dispositif de transmission continue selon l'invention peut être modifié de diverses manières. Les aiguilles peuvent par exemple être enfoncées dans une toile de plastique et l'élasti- cité et la dureté de la toile peuvent être adaptées à l'élasticité désirée des aiguilles.
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The present invention relates to a mechanical device for continuous transmission having two elements placed in driving connection with one another.
One of the objects of the invention is to provide such a device which is of simple construction and which is capable of receiving various connection and transmission applications.
The invention essentially consists in that one of the two elements is provided with a large number of free needles which exhibit a certain elasticity, while the other element is provided with many parallel discs which come into engagement with each other. the needles, one of the two elements being mounted in an adjustable manner such that the angle formed by the path of movement of the needles and that of the longitudinal direction of the discs in engagement with the needles is adjustable.
The invention will hereinafter be described more closely with reference to the accompanying schematic drawings.
Figs. 1 and 2 show a top view of the principle of energy transmission from the needles to the discs.
Fig. 3 is a section through a disc against which a needle is placed.
Fig. 4 is a corresponding longitudinal section.
Figs. 5 and 6 show in perspective and in top view an embodiment of the invention similar to a worm gear.
Figs. 7 and 8 also show in perspective or in view from above a second embodiment with endless belts.
Figs. 9 and 10 are a perspective view and a top view of a third embodiment with an annular element, and - FIG. There is a top view of a fourth embodiment.
Referring to fig. 1, the numeral 1 designates two discs of one of the elements of the transmission device, and the numeral 2 designates several needle ends of the other element of the device. When the needles move parallel to the discs in the direction of the arrow, the needle tips are distributed evenly and the needles do not exert any pressure on the discs in either direction.
But when the needles move in the direction shown by the arrow in fig. 2, part of the needles are placed against one of the sides of the discs, since these needles are constructed in some elastic fashion, and a large number of needle ends press against the discs to move them laterally.
The needles are preferably constructed from wear resistant steel wire. They can be resiliently constructed over the entire length and rigidly fixed in the element of the device, or they can be fixed in such a way that they are not very elastic and yield only insignificantly. The needles can for example be driven into a rubber fabric and be vulcanized. The number of needles is preferably at least 25 per cm 2, but can advantageously be about 100 per cm 2. When the spacing between the discs is small enough, most or all of the ends of the needles near the discs may be under pressure against them.
As consequently a very large number of the needles act on the discs, these are subjected to a rather large total force, and when the device works entirely or partly in oil, friction and wear are exerted on a minimum mass.
As can be seen from FIG. 3, the free edge of the discs 1 is knife-shaped, while the needles 2 are formed with
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spikes. In this way, a larger contact surface is obtained when the needles slide against the discs. These according to fig.
4, may have a height which decreases towards one or both ends, so that the needles 2 can be more easily slipped between the discs.
The device according to FIG. 5 has one of the two elements, designated by 3, in the form of a cylindrical roller on the surface of which are fixed axially directed discs 1, in the form of thin plates of steel or other material, either rigidly or optionally in a somewhat elastic manner, for example in grooves formed on the surface of the cylinder. The shaft 4 can, for example, be suppprt in the arms of a vertical fork which is arranged so as to be able to turn so that the shaft can be adjusted in various positions. The fork may be formed of straight tubes which contain motor shaft segments which can be connected to each other and to the shaft 4 by connection devices.
The other element 5 consists of a cylinder having various needles 2 and mounted so as to be able to rotate thanks to a shaft 6. When; the shaft 4 and the discs 1 are arranged perpendicular to the shaft 6 and when the cylinder 5 is rotated, the needles 2 move between the discs as has already been described with reference to FIG. 4. 1, and cylinder 3 is therefore not set in motion. But if the cylinder 3 is in the position shown, the needles press against the discs as shown in fig. 2, so that the cylinder will be set in motion and in particular with a speed depending on the angle formed by the shafts 4 and 6.
If the cylinder 4 is further rotated so that the shafts 4 and 6 are parallel, the cylinder 3 receives its greatest speed, while the peripheral speed of the two cylinders becomes the same. If now the cylinder 3 turns backwards and exceeds the zero position, the rotational speed continuously decreases to zero and the cylinder 3 begins to rotate in the opposite direction with a speed which continuously increases. Either of the cylinders 3 and 5 can be mounted between certain limits, either so as to rotate or so as to be adjusted.
According to the embodiment of figs. 7 and 8, one of the two elements of the transmission device consists of an endless belt 7 having needles directed inwards, while the other element which also consists of an endless belt 8 has discs 1 mounted towards the outside, and the strip 8 advances in the strip 7. The two straight parts of the strip 8 are here each placed against its corresponding right part of the strip 7 and as more the bearing surfaces are united, one obtains a transmission of energy from one of the elements to the other by means of a very large bearing surface, so that great forces can be transmitted.
The endless belts can be made of a steel belt and the needles can be placed in a rubber canvas of a width a little smaller than that of the belt 7. The guide wheels at the ends of the belt 7 can then be located. against the steel strip outside the rubber strip. In addition, pressure cylinders can be arranged inside the strip 8 and outside the strip 7, so that the strips are prevented from moving away from each other and the rollers. support or the like can be placed against the edges of the bands in order to absorb the forces exerted laterally on them.
Instead of placing the two cylinders apart from each other as shown in figs. 5 and 6, it is possible according to figs. 9 and 10 have a cylinder 9, with needles inside a ring 10 with axial discs 1 directed inwards, these discs being in engagement with the needles 2 and in particular both at the lower part and at at the top. Fig. It shows a needle cylinder 1 arranged so as to be able to rotate inside the two annular parts 12, 13 to
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axial discs 1, and the needle cylinder 11 actuates the two parts
12 and 13.
These are completely separated from each other and are each supported by a shaft 14 or 15. When the annular parts 12,
13 are not subjected to forces and when the needle cylinders are actuated, they receive the same speed of rotation, but when they are subjected to different loads, the annular parts can, because of the elasticity of the needles, rotate with a certain speed difference. This transmission can therefore be used advantageously as a combined transmission device: driving device and differential device, in a driving vehicle.
When in the arrangement of figs. 5 and 6 for example the needle cylinder is driven and rotates with a constant peripheral speed, which can be designated as the input speed of 100% and when the shafts of the two elements are arranged axially, the disc cylinder receives its greatest peripheral speed which is approximately at least equal to the peripheral speed of the needle cylinder, ie 100%.
By rotating the longitudinal direction of one of the shafts 90 in either direction, the speed of the disc cylinders is continuously reduced to zero. The speed of the lamellar cylinders can therefore be adjusted between 0 and 100% and when the angle between the shafts is equal to v, the transmission is cos v- If instead the disk cylinder is motor and rotates with speed uniform, the needle cylinder receives its lowest speed 100% when the shafts of the two parts of the device are parallel.
When one of the elements of the device turns so that the shafts form an angle v, the speed of the needle cylinders is increased up to 100% and the transmission is therefore 1. cos v oos v The adjustment capacity is therefore 100% up to an upper limit depending on the practical construction, for example 500%. The adjustment capacity is therefore greater, but there is a drawback which is that the speed cannot be adjusted down to zero. This is, however, possible by maintaining an upper speed limit above 100%, when the needle cylinder is driving and the discs form an angle with the shaft of the flap cylinder.
If the two shafts are placed at an angle such that the needles move parallel to the disc, the speed of the flap cylinders is zero and when the shaft of one of the elements has been rotated by 90, one obtains a speed maximum of the disc cylinder, this speed being all the greater as the angle between the discs and the shaft of the corresponding element of the device is greater. In this way, the adjustment capacity of the disc cylinders of 0 to 300% or more can be obtained for practical use.
The device described above is of economical construction, it allows a large number of practical applications to be carried out and is very reliable in operation. Practical tests have shown that it is possible to construct such devices according to the invention for fairly large moments of rotation. The transmission can also be adjusted during operation by adjusting the angular position of one of the elements of the device relative to the other. Considerable force is not required for this and when the elements of the device are properly arranged relative to each other, the adjustable element of the device remains in the desired position without consuming energy.
The device works in an elastic manner so that shocks and swings are compensated by the elastic laying of the needles against the discs.
A special advantage is that the direction of rotation of the action element can be changed without special devices, and the speed must first be brought to zero. Starting and maintaining are resiliently and without jerking, and compared to hydraulic transmission devices, the disadvantage of delayed starting is avoided. During operation, the needles slowly approach the discs so that the motor connection is made without shocks which would increase wear
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and for these reasons the device works silently. As a very large number of needles are placed against the discs, the specific load per surface is low even if a large moment has to be transmitted.
A thousand or several thousand needles may be in engagement with one hundred discs or several hundred discs and it should therefore be obvious that even for a large effort to be transmitted the pressure for each needle may be insignificant.
The method of construction of the continuous transmission device according to the invention can be modified in various ways. The needles can for example be driven into a plastic web and the elasticity and hardness of the web can be matched to the desired elasticity of the needles.