<Desc/Clms Page number 1>
Variateur de vitesse à encliquetages.
L'invention concerne une transmission à vitesse pro- gressivement variable réglable tant en marche qu'à l'arrêt à savoir un variateur de vitesse à encliquetages dans lequel le mouvement de rotation uniforme d'un arbre moteur est transformé . en un mouvement de rotation continu multiplié ou démultiplié de l'arbre de sortie à l'aide d'un dispositif à excentricité réglable pouvant être réglé du côté moteur et d'éléments oscil- lants agissant positivement (encliquetag.
Les dispositifs à excentricité réglable de ce genre actuellement connus fonctionnement en général de la manière suivante : un élément pouvant être déplacé perpendiculairement à
<Desc/Clms Page number 2>
l'arbre moteur et tournant avec lui, par exemple une pièce avec maneton pouvant être décentrée par coulissement dans un gui- dage, agit sur des leviers oscillants articulés aux encliquetages de façon qu'ils effectuent des mouvements d'oscillation qui, par l'intermédiaire des organes de serrage coincent des encli- , quetages, entraînent des éléments de ceux-ci liés à l'arbre de sortie et transmettent ainsi le mouvement à celui-ci-
En réglant l'excentricité, on peut modifier l'amplitude d'oscillation aux encliquetages et, par suite,
le rapport de transmission du mécanisme. Dans les systèmes connus, le réglage de l'excentricité se fait généralement au moyen de crémaillères, de clavettes coulissantes, de manchons d'accouplement ou l'équi- valent. Les dispositifs à excentricité réglable travaillant. au moyen de crémaillères ont pour inconvénient que le guidage excentrique imprime à la crémaillère un mouvement non uniforme ce qui entraîne aussi un mouvement de.rotation de l'arbre de sortie à une vitesse non uniforme. De plus, tous les dis- positifs à excentricité réglable de ce genre ont pour inconvé- nient que l'excentrique n'est pas suffisamment guidé latéralement, ce qui peut entrainer des coincement's provoqués par les efforts agissant en direction oblique combinés aux nombres de tours élevés et aux fortes pressions.
A ces inconvénients s'ajoute le problème de l'équilibrage de l'excentrique et celui du risque de déréglage involontaire. Pour résoudre ce problème, on se heurte dans la,pratique à diverses difficultés et on n'y est jusqu'ici arrivé que par des constructions d'un prix de revient très élevé. Les dispositifs à excentricité réglable précités, dans lesquels le réglage de l'excentricité s'obtient au moyen de crémaillères, db clavettes coulissantes ou l'équivalent,ne sont pas à autoblocage, et il faut prévoir des dispositifs de blocage-additionnels pour éviter un déréglage se produisant
<Desc/Clms Page number 3>
de lui-même au cours du fonctionnement.
De plus, les mécanismes construits de cette manière subissent, du fait de leur équili- brage purement statique, des vibrations considérables qui mènent à une usure prématurée de tous les éléments de la transmission.
Principalement quand le nombre de tours à l'entrée du variateur est élevé, il est donc nécessaire de prévoir en plus de l'équilibra- ge statique, un équilibrage dynamique de l'excentrique dans toute position, ainsi que l'autoblocage du dispositif de réglage, pour que l'excentrique conserve le réglage voulu sans être influencé par les efforts agissant dans le mécanisme. Les mécanismes connus ' qui visent à remplir ces conditions travaillent le plus souvent avec un excentrique réglable par l'intermédiaire d'éléments à autoblogage du mécanisme et qui ont réglé en même temps par un contre-excentrique en vue de l'équilibrage.
Le mécanisme additionnel' employé à cet effet pour le réglage de l'excen- trique est relativement compliqué et doit, pour assurer une marche sans perturbation, être fabriqué avec une grande préci- sion, ce qui en augmente le prix de revient, sibien qu'au point de vue économique, ces mécanismes ne sont pas intéressants.
En outre, plus la dimension du mécanisme est, importante et plus les nombres de tours sont élevés, plus l'équilibrage dynamique est difficile à réaliser.
Un inconvénient déterminant de tous les mécanismes connus de ce genre est que, du fait que le dispositif à excentrique et son mécanisme de réglage coûteux tournent ,l'agencement des éléments implique un encombrement considérable, encombrement qui mène à des dimensions de construction importantes limitant les possi- bilités d'emploi de ces mécanismes, qui, d'autre part, sont oné- reux et peu économiques.
A côté de ces inconvénients quant à leur construction,- .les mécanismes connus présentent encore un inconvénient impor- tant au point de vue fonctionnement en ce sens que leur gamme
<Desc/Clms Page number 4>
de, réglage vers le haut est limitée et que, dans cette gamme de réglage limitée,principalement dans la gamme inférieure des nom- bres de tours, et en particulier au voisinage du zéro, le couple à la sortie augmente rapidement et augmente indéfiniment, pour un couple uniforme à l'entrée, par suite de la faible excen- tricité du dispositif à excentricité réglable tournant, ce qui mène à une usure mécanique prématurée ou exige l'utilisation de dispositifs onéreux de protection contre la surcharge.
''L'invention évite ces inconvénients. Elle procure un variateur de vitesse dont le dispositif à excentricité réglable monté dans le mécanisme est à autoblocage et ne tourne pas. Au contraire, ce sont des éléments oscillants montés dans un élément porteur entraîné par l'arbre moteur qui tournent, ces éléments étant en prise avec un guidage du dispositif à excentri- cité réglable et agissant par l'intermédiaire d'encliquetages sur un mécanisme de transmission de façon à donner à la sortie deux gammes de nombres de tours progressivement réglables, consti- tuées par la somme du nombre de tours à droite à l'entrée et du produit du nombre de tours des encliquetages par le rapport de transmission du mécanisme de transmission, ou par la diffé- .rence entre le nombre de tours à gauche à l'entrée et ce produit.
En vue du réglage du nombre .le tours, l'arbre moteur peut avantageusement être commandé en deux gammes allant d'au moins zéro au nombre de tours à l'entrée et du nombre de tours-à l'entrée au nombre de tours maximum à la sortie pour une fréquence d'oscillations maximum des encliquetages, tant pour la rotation vers la droite que' pour la rotation vers la gauche, le nombre de tours de l'arbre de sortie dont le sens de rotation ne charge pas étant accru de la valeur du produit du nombre de tours des encliquetages par le rapport de transmis- sion côté sortie.
<Desc/Clms Page number 5>
L'avantage d'un tel mécanisme est que d'une part, grâce au dispositif de réglage de l'excentricité ne participant pas à la rotation,tout effet de balourd nuisible est exclu et que les vibrations sont évitées dans une très grande mesure, une économie étant d'autre part réalisée du fait que l'on ne doit pas prévoir de dispositifs d'équilibrage onéreux. A cela s'ajoute que la dimension du mécanisme peut être sensiblement réduite par rapport à celle des mécanismes équipés de dispositifs à excentrique participant à la rotation. Ceci est dû au fait, non secondaire, que l'on supprime bon nombre d'éléments mobiles, ce qui fait que le mécanisme s'échauffe moins et est donc moins exposé à tomber en panne..
Alors que les mécanismes connus, à cause du dispositif de réglage à excentrique participant à la rotation, ont leur gamme de réglage limitée vers le haut, le mécanisme faisant l'objet de l'invention,dont le dispositif de réglage de l'excen- tricité non tournant est en liaison avec des encliquetages tou- jours entraînés au nombre de tours à.l'entrée et dont le sens de rotation peut être changé, a sa gamme totale de réglage au moins doublée par rapport à celle des mécanismes connus, pour.des conditions de nombres de tours et d'oscillations constantes des encliquetages.
Cette gamme de réglage totale se compose d'une gamme de réglage allant d'un nombre de tours nul au nombre de tours à l'entrée, approximativement, et d'une autre gamme de réglage pouvant être obtenue uniquement par inversion du sens de rotation de l'arbre moteur et allant approximativement du nombre de tours à l'entrée au double ou à un autre multiple de ce nombre.
Cette possibilité de disposer de deux gammes de nombre de tours à la sortie réglables progressivement s'obtient, sui- vant l'invention, de façon très simple, en ce sens que la rota- tion utile de tous les encliquetages se fait tantôt dans le sens de rotation à l'entrée et tantôt dans le
<Desc/Clms Page number 6>
sens inverse, ce qui fait que, d'une part, le nombre de tours à l'entrée est immédiatement transmis positivement par les encliquetages (dans le sens avant) et que, d'autre part, lorsque les encliquetages tournent,en sens inverse, il se produit tout d'abord une marche à vide, qui, à mesure que l'excentricité augmente, se transforme en un mouvement utile en sens inverse du sens de rotation à l'entrée et qui, par l'in- termédiaire d'une transmission,
entraîne l'arbre de sortie de- puis une vitesse nulle jusqu'à la vitesse de l'arbre d'entrée approximativement.
Un autre avantage particulier de l'invention réside en ce que le couple maximum transmissible du mécanisme peut être choisi librement, principalement dans la gamme des vitesses inférieure et au voisinage de la vitesse nulle, et en ce que, de ce fait, on peut éviter une surcharge du mécanisme sans pré- voir de dispositifs de protection additionnels.
Suivant une autre caractérlstique de l'invention, on utilise comme dispositif de réglage à excentrique un élément qui ne particpie pas à la rotation dans le carter du mécanisme, mais que l'on peut faire tourner autour de son axe ou déplacer radialement ,de l'extérieur, au moyen d'un organe de réglage à autoblocage, par rapport à l'arbre moteur et/ou à l'arbre de sortie, le guidage de cet élément étant excentrique ou con- centrlque à son centre et pouvant être réglé radialement par rapport à l'arbre moteur ou à l'arbre de sortie à l'interven- tion d'un organe de réglage. L'élément en question peut avan- tageusement présenter la forme d'un plateau ou d'un anneau.
Un dispositif de réglage à excentrique ne participant pas à la rotation,réalisé de cette façon,exige un minimum de pièces et se compose pratiquement uniquement de l'élément que l'on peut faire tourner ou coulisser radialement pour le régler.
<Desc/Clms Page number 7>
On évite ainsi tout mécanisme de réglage compliqué et onéreux.
.La périphérie de l'élément que l'on peut faire tourner forme une roue à vis sans fin et se trouve en prise, de façon irré- versible, avec une vis' sans fin montée dans le carter du mé- canisme, cette vis sans fin pouvant être actionnée de l'exté- rieur en vue du réglage de l'excentricité du guidage; lorsqu'on utilise un élément que l'on peut faire coulisser radialement, celui-ci est monté dans des guides du carter de façon à pouvoir se déplacer perpendiculairement à l'arbre moteur et il peut être réglé au moyen d'un organe qui l'attaque et qui agit de l'extérieur à travers le carter du mécanisme, par exemple une broche.
Le montage et l'agencement des moyens de réglage de l'excentricité sont ici simples et sûrs et prennent peu de place, ce qui permet d'obtenir un mécanique d'encombrement extrêmement réduit.
Suivant l'invention,les éléments oscillants roulent dans le guidage de l'excentrique et ils sont reliés directement ou indirectement, par leurs extrémités libres, à des éléments principaux internes ou externes d'encliquetages participant à la rotation de l'élément porteur, par exemple des encliquetages ayant la forme d'accouplements à roue libre. En dehors de leur mouvement de va-et-vient, les leviers oscillants des encliqueta-, ges décrivent en même temps un mouvement de rotation par suite de leur roulement dans le guidage. Le guidage à excentricité réglable ne participe pas à la rotation.
Un tel excentrique non tournant permet donc d'agrandir le cercle de roulement du guidage , d'où, par rapport à ce qui se présente dans les mécanismes connus, pour une même valeur d'excentricité, on obtient une marche exempte d'oscillations avec une uniformité maximum de la rotation côté sortie. Les chocs préjudiciables dus à l'emploi d'un dispositif à excentricité réglable tournant et d'encliquetages ne participant pas à la rotation sont ici évités.
<Desc/Clms Page number 8>
Comme éléments oscillants, on peut prévoir des manivelles sur les manetons desquelles sont montés des galets doubles qui sont en prise avec un guidage double de façon que les galets roulent sans jeu, l'un sur le guidage interne uniquement et l'autre, sur le guidage externe uniquement. Au lieu de manivelles, on peut aussi, suivant l'invention, utiliser des éléments oseil- 'lants constitués-par plusieurs leviers oscillants articulés axialement l'un à c8té de l'autre ou coaxialement à l'élément porteur et entourant les encliquetages chacun de ces leviers étant articulé à l'élément porteur de façon à pouvoir osciller , tout en particpiant à sa rotation,et coopérant, en son point ' le plus éloigné du point d'oscillation de préférence, par une denture ,
avec l'élément principal interne ou externe de l'accouplement à roue libre constituant l'encliquetage; entre le point d'oscillation et le point d'engrènement,il est prévu . un élément tournant, roulant dans le guidage du dispositif à excentricité réglable, par exemple un roulement à billes, qui sous l'action de la force centrifuge et/ou d'un accumulateur d'énergie, par exemple un ressort, porte constamment sur le guidage.
Pour actionner les accouplements à roue libre, plusieurs leviers oscillants peuvent également avantageusement être arti- culés coaxialement à l'élément porteur ou y être juxtaposé axialement; par l'intermédiaire d'un élément tournant porté par lui et roulant dans le guidage du dispositif à excentricité réglable,chacun des leviers oscillants précités transmet son mouvement d'oscillation à un élément également fixé à l'élément porteur et agissant sur l'élément principal interne ou externe de l'accouplement à roue libre, de préférence, un poussoir, qui maintient constamment l'élément tournant pressé contre le guidage par l'intermédiaire du levier oscillant et de l'accumu- lateur d'énergie.
Enfin, si,l'on n'utilise pas de leviers oscil- lants, les moyens: agissant sur les éléments principaux interne ou
<Desc/Clms Page number 9>
externe des accouplements à roue libre peuvent porter un élément tournant et prendre appui,directement-par celui-ci sur le guidage.
La marche absolument circulaire à l'intérieur du dispositif à excentricité réglable permet avantageusement, dans cette réalisation, un réglage par commande à distance,
Dans le cas d'éléments oscillants reliés indirectement aux éléments principaux externes ou internes des accouplements à roue libre, chaque élément oscillant peut, suivant une autre caractéristique de l'invention.coopérer avec l'élément princi- pal Interne ou externe par l'intermédiaire d'organes dentés, d'un jeu de bielles ou encore d'une chaîne.
Pour obtenir une construction compacte et, en même temps, un maximum de stabilité, on peut avantageusement tourillonner" l'arbre de sortie non seulement dans le carter du mécanisme mais encore supplémentairement, dans l'élément porteur.
Dans une forme d'exécution particulière de l'invention, le mécanisme de transmission est prévu entre des encliquetages et l'arbre de renvoi ou entre les éléments oscillants et les encliquetages : Il se compose avantageusement d'une roue dentée, montée de façon à pouvoir tourner librement sur l'arbre de sortie et reliée directement ou indirectement aux éléments entraînés des encliquetages, cette roue dentée engrenant par l'intermédiaire d'engrenages montés dans l'élément porteur de façon à partici- per à sa rotation,avec une roue dentée calée sur l'arbre de sor- tie.
L'emploi du mécanisme de transmission permet avantageuse- ment un réglage du nombre de tours en deux gammes pour un nombre de tours constant de l'arbre d'entrée. Il permet en outre de choisir la valeur des deux gammes de réglage en dessous et au- dessus du nombre de tours de l'arbre d'entrée,ainsi que celle du
<Desc/Clms Page number 10>
couple maximum côté sortie.
En prévoyant la.transmission directe entre les éléments oscillants et les encliquetages, on peut avantageusement réduire 1'encombrement:
Quelques.exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci-après de façon détaillée avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la Fig.l est une coupe longitudinale d'un variateur de vitesse et la Fig.2 est une coupe longitudinale d'un autre varia- tournées deux variateurs comportant une transmission indirecte entre les éléments oscillants et les encliquetages; la Fig.3 est une coupe longitudinale d'un autre méca- nisme avec transmission directe des éléments oscillants aux encliquetages; la Fig..4 est une coupe longitudinale d'un variateur avec dispositif de réglage de l'excentricité par rotation axiale;
la Fig.S est une coupe longitudinale d'un .autre variateur avec dispositif de réglage de l'excentricité par rotation axiale; la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI - VI de la Fig.5, montrant le variateur avec l'excentrique en position zéro, et , la Fig.7 est une coupe transversale d'un autre variateur avec dispositif de réglage de l'excentricité ..par. rotation axiale, ce mécanisme ne différant de celui qui est représenté aux Fig.
5 et 6 ,que par la conformation dès éléments oscillants. '
Sur la Fig.l, 1 désigne l'arbre d'entrée venant d'un moteur non représenté - sur lequel est calé, au moyen d'une clavette 2, un élément porteur 3. Il n'est pas nécessaire de prévoir un palier spécial pour l'arbre d'entrée ou l'élément porteur dans le variateur, car le moteur peut être vissé direc- tement au couvercle-flasque 4 du carter du variateur ,qui comprend
<Desc/Clms Page number 11>
en outre une partie cylindrique 5 et un palier-flasque 6.
7 désigne l'arbre de sortie, qui est tourillonné en 8 dans le palier flasque 6 Et'\; en 9 dans le plateau 3 sur des roulements à,billes, de façon à pouvoir tourner.
Sur l'élément porteur sont montées, décalées de 1200 trois manivelles 10 portées dans les roulements à billes 11 et pouvant osciller ; arbres 12 portent chacun un secteur denté 13, calé sur eux , et ils sont tourillonnés dans des ,contre-paliers 14 d'un disque 16, monté de façon à pouvoir tourner librement sur l'arbre de sortie sur un roulement à. billes 15' les manetons 17 portant chacun un double galet qui se compose de deux roulements à billes 18 et 19, de diamètres diffé- rents, tournant dans une gorge coaxiale 20 d'un élément de guidage 21 qui est dé.plaçable radiquement par rapport à l'arbre d'entrée.
Pour plus de simplicité et de clarté, on n'a représenté qu'une fois au dessin les éléments oscillants (manivelle avec secteur denté et double galet), bien qu'en fait,comme on l'a déjà indiqué, il soit prévu trois de ces systèmes oscillants, écartés de 1200 et formant un ensemble qui est coaxial à l'arbre d'entrée et à l'arbre de sortie. Ce mode de représentation est d'ailleurs conservé pour les exemples d'exécution représentés aux Fig. 2, 4, 5, 6 et 7.
L'élément de guidage 21 est monté de façon à être mobile transversalement dans un guide 22 monté sur la face interne du flasque 4 du carter, et on peut le déplàcer radialement en faisant tourner la vis de réglage 23, qui est montée dans le carter de façon à pouvoir tourner librement et se visse dans un taraudage 24 de l'élément de guidage 21. Afin que le double galet ne coince pas, la face interne et la face externe de la
<Desc/Clms Page number 12>
gorge 20 sont de largeurs différentes, de sorte que le galet
19, de plus grand diamètre, peut tourner sur la face externe et le galet 18 , de plus faible diamètre, sur la face interne de la gorge.
Le secteur.denté 13 engrène avec l'élément externe denté 25 d'un accouplement à roue libre se composant en outre de l'élément interne 28 et des galets de coincement 29. Les deux autres secteurs dentés, qui ne sont pas représentés,sont en prise avec les deux éléments externes dentés 26 et 27 de deux autres accouplements à roue libre, l'élément 28 constituant Isolé- ment principal interne commun aux trois accouplements. L'élément .
28 fait corps avec l'arbre de sortie. Pour ne rien omettre,il convient encore de citer les deux bagues d'étanchéité 30 et 31 qui assurent le montage étanche au liquide de l'arbre de sortie et de l'élément porteur dans le carter rempli d'huile.
L'élément de guidage 21 du dispositif à excentricité réglable se trouve, dans l'exemple représenté à la Fig.1, dans sa position neutre, pour laquelle il n'y a pas transmission du c8té sortie , l'arbre de sortie restant donc immobile. En faisant tourner la vis de réglage 23, on déplace l'élément de guidage radialement par rapport à l'arbre d'entrée et on place ainsi le guidage 20 dans une position excentrique par rapport à l'arbre d'entrée et à l'arbre de sortie. Les éléments effectuant des mouvements d'oscillation peuvent donc osciller en roulant dans le chemin de guidage réglé excentriquement et imprimer par l'intermédiaire des accouplements à roue libre, le mouvement à l'arbre de sortie.
Le fonctionnement du variateur faisant l'objet de l'invention, qui est identique pour les trois exemples d'exécution ,sera expliqué de façon.plus détaillée e dans la ' description de l'exemple illustré par les figures 5 et 6, qui représentent en outre un mécanisme de transmission addition- nel, qui a été omis aux autres.figures pour plus de clarté.
<Desc/Clms Page number 13>
L'exemple d'exécution représenté à la Fig.2 se distin- ' gue essentiellement de l'exemple représenté à la Fig.l en ce que la transmission s'opérant des éléments oscillants aux élé- ments principaux externes des accouplements à roue libre ne se fait pas par l'intermédiaire d'éléments dentés,mais par l'inter.. médiaire de leviers oscillants.
L'arbre moteur 32 d'un moteur à bride non représenté, qui peut être vissé à une paroi latérale
33 du variateur est rendu solidaire par une clavette 34 d'un élément porteur 35, sur lequel sont montées, comme dans le premier cas, dans des roulements 37, trois manivelles 36,écar-. tées l'une de l'autre de 120 , qui constituent les éléments os- cillants et dont les manetons 38 tournent, au moyen d'un double galet 39-40 dans le guidage concentrique 41 d'un élément de guidage 43 que l'on peut déplacer radialement, de l'extérieur, à l'aide de la vis de réglage 42, les manetons effectuant des mouvements d'oscillation quand le guidage est excentrique.
Les arbres 44 des manivelles sont tourillonnés dans un disque 47 monté en 46 de façon à pouvoir tourner librement sur l'arbre de sortie 45 et serval de contre-palier; sur les manivelles sont calés des manchons 48 qui comportent des oreilles fourchues à chacune desquelles est articulé en 49 une bielle oscillante 50, articulée en 54 à l'élément principal externe 51 d'un accouple- ment à roue libre'se composant en outre de galets 52 et de l'élément principal interne 53 solidaire de l'arbre de sortie.
Les deux autres systèmes oscillants,non représentés aux dessins, sont également en prise, par l'intermédiaire de leurs bielles oscillantes , avec les éléments principaux externes 51' et 51" des accouplements à roue libre. L'arbre de sortie est à nouveau monté, en 57,' sur des roulements à billes, dans le palier- flasque 56 fermant le carter 33 - 55 du côté sortie et, sur des roulements à billes 68, dans l'élément porteur 35. Un chapeau
70, limitant le jeu axial et portant une bague d'étanchéité 69
<Desc/Clms Page number 14>
est fermement vissé sur le palier-flasque 56.
La Fig.3 représente un variateur analogue à ceux des exemples d'exécution décrits plus haut et ne différant de ceux-ci qu'en ce qu'il comprend quatre ensembles oscillants au lieu de trois, ces ensembles étant diamétralement opposés et étant disposés coaxialement par rapport à l'arbre d'entrée et à l'arbre de sortie, et en ce que les éléments oscillants sont reliés directement aux éléments principaux internes,des accouple- ments à roue libre.
71 désigne l'arbre d'entrée qui tourillonne monté sur des roulements à billes 75,dans le palier-flasque 72 d'un carter se composant en outre d'un autre palier-flasque 73 et d'une paroi cylindrique 74,et qui est entraîné par l'arbre 76 d'un moteur à bride non représenté, pouvant être vissé au palier- flasque 72. L'arbre d'entrée 71 s'évase de façon à former une bride à.son extrémité opposée au moteur et il forme ainsi l'élé- ment porteur 77 sur lequel sont montées,écartées de 90 , quatre manivelles diamétralement opposées de quatre ensembles oscillants coaxiaux à l'arbre d'entrée, ces manivelles pouvant donc osciller.
Dans la suite, il ne sera question que des deux ensembles oscil- lants, représentés au dessin,diamétralement opposés dans le plan de coupe vertical. Les manivelles 78 et 78' tourillonnenent par leurs arbres respectifs 79 et 79', d'une part, sur des roule- , ments à billes 80 et 80' dans le plateau porteur et, d'autre part, sur des roulements à billes 81 et 81' dans un disque 84 servant de contre-palier et monté de façon à pouvoir tourner librement sur l'arbre de sortie- 82, sur un roulement à billes
83.
Entre l'élément porteur 77 et le plateau 84 est calé sur chaque arbre de manivelle l'élément principal interne 85 ou 85' qui lui est propre, d'un accouplement à roue libre se composart par ailleurs de l'élément principal externe 86 ou 86' , des
<Desc/Clms Page number 15>
galets de coincement 87 ou 87', et des roulements à billes 88 ou 88' et 89 -ou 89', la partie principale externe de chaque accouplement à roue libre étant dentée à sa périphérie et étant en prise constante avec une denture 90 de l'arbre de sortie .En 91 , l'arbre de sortie est tourillonné librement dans le palier-flasque 73 du carter, une bague d'étanchéité 92 étant prévue dans le montage, et en 93, il est tourillonné libre- ment dans l'arbre d'entrée.
Chaque manivelle .porte, sur son .maneton 94 ou 94', un double galet se composant de deux roule- ments à billes 95 ou 95' et 96 ou 96, de diamètres différents, le double galet étant engagé dans une gorge 98 d'un élément de guidage 97 que l'on peut déplacer radialement par rapport à l'arbre d'entrée, et tournant dans cette gorge sans coincer.
L'élément de guidage est monté de façon à pouvoir se déplacer dans une rainure de guidage prévue au côté interne du palier- flasque 72 et on peut régler son déplacement radial, de l'exté- rieur, au moyen d'une vis de réglage 99 prévue dans le carter.
Sur le dessin, l'élément de guidage occupe sa position neutre, c'est-à-dire que la gorge est à ce moment concentrique à l'arbre ,moteur, L'arbre de sortie ne tourne donc pas. Ce n'est que lorsqu'on fait quitter sa position neutre à l'élément de guidage, c'est-à-dire qu'on donne une excentricité au guidage par rapport à l'arbre moteur, que les manivelles commencent à osciller , entraînant dans leur mouvement les éléments prin- cipaux internes des accouplements à roue libre qui entraînent les éléments principaux externes faisant tourner l'arbre de sortie.
Dans l'exemple illustré par la Fig.4, qui diffère des exemples décrits jusqu'ici le dispositif de réglage à excentri- que ne participant pas à la rotation n'est pas déplaçable radia- lement par rapport à l'arbre d'entrée, mais le réglage de l'excentricité s'opère en faisant tourner sur son axe l'élément
<Desc/Clms Page number 16>
de guidage.
L'arbre d'entrée 103 et l'arbre de sortie 104 sont tourillonnés suivant un axe commun dans des roulements 106 et
105 du carter 100, dont les paliers-flasques sont désignés par 101 et 102. L'arbre d'entrée 103 peut ici encore être entraîné de la façon habituelle par un moteur, non représenté, et sa partie contenue dans le carter constitue l'élément porteur
107 pour les encliquetages et les éléments oscillants; l'arbre de sortie 104 est tourillonné , à l'intérieur du carter, sur . des roulements à billes 108 dans l'arbre d'entrée, ou mieux dans un alésage de l'élément porteur 107t Des bagues d'étanchéi- té 110 et 111 isolent le carter de l'extérieur.
L'élément porteur
107, en forme de bride, présente une large gorge annulaire 112, qui, en coupe longitudinale, semble former une fourche et qui est destinée à contenir les éléments oscillants. Le mécanisme com- prend trois de ces ensembles de transmission oscillants (la Fig.
4 ne montre que l'un d'entre eux), disposés à 1200 l'un de l'autre et formant un ensemble coaxial à l'arbre d'entrée et à l'arbre de sortie, sur l'élément porteur. Le nombre de ces ensembles peut toutefois être augmenté à volonté. Chaque ensemble oscillant comprend un arbre de manivelle 115, qui est tourillonné dans les parois latérales de l'élément porteur formées par la gorge annulaire, sur des roulements à billes 113 et 114, et qui coopère au moyen de sa manivelle 116 et de son maneton 117, sur ,lequel peut tourner le double galet 118 , avec un guidage excen- trique 119 d'un élément de guidage 120 que l'on peut faire tourner dans le carter 100 pour régler l'excentricité.
Une gorge annulaire prévue excentriquement dans l'élément de guidage,qui est circulaire en coupe transversale, constitue le guidage 119 dans lequel chaque double galet roule et reçoit ses oscillations; l'élément de guidage est aussi monté excentriquement par rap- port à l'arbre d'entrée, dans le carter du variateur. A sa péri-
<Desc/Clms Page number 17>
phérie, l'élément de guidage présente une denture 121, qui est en prise avec une vis sans fin 122 montée dans le carter et dont . l'extrémité dépassant de celui-ci (non représentée) constitue une tête de réglage; en faisant tourner cette tête de réglage, on fait tourner Isolément de guidage autour de son axe. De ce fait, on obtient une excentricité plus ou moins marquée du gui- dage.
Dans le dessin, l'élément de guidage occupe sa position neutre, c'est-à-dire que le guidage est concentrique à l'arbre d'entrée.
Sur l'arbre de chaque manivelle est calé un secteur denté 123 qui engrène avec une couronne à denture intérieure 124, constituant en même temps l'élément principal interne d'un , accouplement à roue libre constitué en outre par des galets de coincement 125 répartis à la périphérie de la couronne et par l'élément principal extèrne 126 qui fait corps avec l'arbre de sortie et qui est commun aux trois accouplements à roue libre, 124' et 124" désignent les deux autres éléments principaux inter- nes coopérant avec les secteurs dentés, non représentés, des deux 'autres ensembles oscillants.
Les Fig.5 et 6 illustrent une autre forme d'exécution du mécanisme faisant l'objet de l'invention; le mécanisme comprend, comme celui qui est représenté à la Fig.4, un dispositif à excen- tricité réglable par rotation autour de son axe, avec lequel coopèrent, au lieu de manivelles, des étriers oscillants, ainsi qu'un mécanisme de transmission additionnel reliant les encli- quetages côté sortie à l'arbre de sortie.
L'arbre d'entrée 130 et l'arbre de sortie 131 , dont l'axe est commun, sont montés dans un carter 127, fermé de part et d'autre par les paliers-flasques 128 et 129 de façon à être étan- che aux liquides. L'arbre d'entrée appartient à un moteur à bride non représenté, qui peut être vissé au palier-flasque 128,et il est calé par une clavette 132 dans l'alésage d'un élément porteur 134 qui est tourillonné sur des roulements à billes 133 dans le
<Desc/Clms Page number 18>
palier-flasque 128. L'arbre de sortie est tourillonné en 135 ; et 136 dans le.palier-flasque 129 et dans un évidement de l'élé- ment porteur. L'élément porteur tournant qui contient les élé- ments oscillants, est divisé par des plateaux annulaires 134',
134" et 134"', juxtaposés à égale distance.
Ces différents plateaux sont montés sur des roulements à billes 136' de façon à pouvoir tourner librement sur un moyeu creux 137 d'une roue dentée 139 montée sur des roulements à rouleaux 138, de façon à pouvoir tourner librement sur l'arbre de renvoi. Trois barres140 disposées à 1200,1$une de l'autre, rendent ces plateaux soli- daires l'un de l'autre ainsi que de leurs éléments entraînés 134.
L'élément porteur sert au montage de trois systèmes oscillants formant les étriers oscillants 141, qui sont prévus chacun entre deux plateaux mais dont un seul, pour plus de clarté, est repré- sente aux Fig. 5 et 6.Chaque étrier oscillant présente donc un oeil par lequel il est monté de façon à pouvoir osciller, sur un roulement à rouleaux 143, sur un arbre 142, fixé entre deux plateaux (134' et 134" par exemple) . Chaque étrier oscillant porte.en outre un galet 144 monté de façon à pouvoir tourner et dépassant sa périphérie, ce galet pouvant rouler sur un guidage réglable excentriquement 145 du dispositif à excentricité réglable.
De plus, chaque étrier oscillant est évidé approxima- tivement en ovale de sorte qu'il entoure comme une couronne la partie principale extérieure 146 d'un accouplement à roue libre comportant des roulements à rouleaux 147, des galets de coincement
148 et la partie principale interne commune aux trois accouple- ments à roue libre, et que, par sa denture interne 149, il est en prise avec la partie principale externe également dentée 146 de l'accouplement. Les accouplements à roue libre coopérant avec les deux autres systèmes oscillants, non représentés au dessin, sont désignés par 146', 147', 148' et 137.
Chaque étrier oscillant est calculé pour que le centre de gravité se trouve toujours sur le
<Desc/Clms Page number 19>
galet 144 de façon que lors de sa rotation, celui-ci soit toujours poussé contre le guidage par suite de la force centri- fuge. Il va de soi qu'une force élastique peut également pousser le.galet contre le guidage, comme c'est montré par exemple à la Fig.7 , et qu'au lieu de prévoir des barres pour relier les dis- ques de l'organe porteur entre eux et avec l'élément 134, on peut également les entourer d'un tube ;qui ne devrait présenter que des ouvertures par lesquelles puissent passer les extrémités des étriers portant les galets.
Le guidage forme la périphérie interne d'un manchon excentrique, qui est à nouveau monté de façon à pouvoir tourner dans une ouverture excentrique 151 du carter et qui présente à sa périphérie une denture de roue à vis sans fin 152 pour venir en prise avec une vis sans fin 156 montée dans le carter 127 en 153 et 154 (Fig. 6) et pouvant être actionnée de l'extérieur par un bouton 155, la vis sans fin faisant tourner le manchon excentrique 150. Le manchon excentrique 150 et l'alésage excen- . trique 151 forment donc un contre-excentrique.
Entre le côté sortie de tous les accouplements à roue libre et l'arbre de sortie, il est prévu une transmission se composant de la roue dentée 139, de deux roues dentées 158 et 159 montées libres sur un arbre 157 calé dans le plateau 134''', et d'une roue dentée 160 faisant corps avec l'arbre de sortie.
Une telle transmission peut être adjointe à tous les dispositifs réalisables suivant l'invention,pour autant qu'il n'y ait pas déjà une transmission directe entre les éléments oscillants et les encliquetages ou si celui-ci n'est pas suffisamment démultiplié.
Le fonctionnement du variateur conforme à l'invention sera décrit ci-après avec référence aux Figs. 5 et 6; il est identique pour toutes les autres formes d'exécution.
On supposera que le dispositif de guidage excentrique se trouve dans la position zéro et que l'arbre moteur tourné à un
<Desc/Clms Page number 20>
nombre de tours constant dans le sens de rotation pour lequel tous les accouplements à roue libre se trouvent en position de marche à vide, c'est-à-dire pour laquelle leurs organes de coince- ment tournent en arrière, par exemple vers la gauche. Dans ce cas, l'arbre de sortie ne tourne pas.
Dès que le dispositif de guidage excentrique a été réglé par déplacement radial (21, 43, 97) ou par rotation axiale (120, 150); de façon que le guidage dans lequel les galets des éléments oscillants peuvent rouler occupe une position excentri- que par.rapport à l'arbre d'entrée ou à l'élément porteur,les étriers oscillants (ou les manivelles ou les bielles) commencent à osciller du fait du roulement de leurs galets dans le guidage, et ils amènent alternativement en position active les éléments principaux externes (ou internes) des accouplements à roue libre, en sens inverse de la rotation d'entraînement, si bien qu'un élément principal ,au moins effectue de façon constante sa pleine course de travail, tandis que les autres marchent à vide. L'arbre de sortie est encore immobile.
Toutefois, dès que l'excentricité de guidage a été réglée de façon qu'un rapport de transmission de 1/1 entre le nombre. de tours à l'entrée et le nombre de tours à la sortie correspondant des encliquetages soit dépassé, l'arbre de sortie commence à tourner. Le mécanisme peut être conçu pour que, pour une grande excentricité, le nombre de tours à la sortie soit égal au nombre de tours,à l'entrée,mais que la rotation se fasse en sens inverse.
Ceci ressort de la formule suivante: nImax - nAn 1 -(nS r . i) dans cette formule, nImax est le nombre de tours maximum côté sortie, en rotation à droite , pour le déplacement maximum de l'excentrique et la rotation à gauche de l'arbre moteur;
<Desc/Clms Page number 21>
nAn 1 est le nombre de tours constant côté moteur, en rotation à gauche; nS r est le nombre de tours à droite des encliquetages,et i est le rapport'de transmission entre les leviers oscil- lants et les encliquetages, soit le rapport du mécanisme de transmission.
Pour un nombre constant de 1.000 tours/minute, côté com- mande, en rotation à gauche, on aurait ainsi, pour un rapport de transmission de 2/1 , un nombre de tours à droite, côté sortie, de 1. 000 tours minute également.
Ceci serait la gamme du nombre de tours côté sortie réglable au moyen du mécanisme conforme à l'invention.allant' de zéro tour au nombre de tours à l'entrée, approximativement.
Le nombre de tours, côté sortie, en montant à partir du nombre de tours à l'entrée, peut être réglé de façon simple en inversant le sens de rotation de l'arbre d'entrée. Lorsque cette inversion du sens de rotation a eu lieu, c'est-à-dire pour la rotation à droite de l'arbre d'entrée, tous les accouple- ments à roue libre se trouvent d'emblée en position active et transmettent positivement à l'arbre de sortie, par l'intermé- diaire des éléments de coincement des accouplements à roue libre,. le nombre de tours total du moteur plus le nombre de tours de sortie des encliquetages.
Les trois*(ou quatre) encliquetages ou accouplements à roue libre se bloquent donc d'emblée et se trouvent en même temps en activité. Le nombre de tours à la sortie correspond dans ce cas, directement au nombre de tours à l'entrée, augmenté du rapport de transmission entre les leviers oscillants et les encliquetages, c'est-à-dire du rapport de la transmission, sans que leur sens de rotation soit inversé., et par conséquent après comme avant, l'arbre de sortie tourne à droite.
Le nombre de tours à la sortie s'obtient donc par la formule : nIImax - nAn r + (nS r .i)
<Desc/Clms Page number 22>
dans laquelle à nouveau, nIImax est le nombre de tours à la sortie maximum en rotation à droite pour le déplacement maximum de l'excentrique et la rotation à droite de l'arbre d'entrée; nAn r est le.nombre de tours à l'entrée constant pour la rota- tion à droite; nS r est le nombre correspondant de trous à la sortie des encliquetages pour la rotation à droite,et
1 est le rapport de transmission entre les éléments oscil- lants et les encliquetages, c'est-à-dire le rapport du variai teur.
Pour le nombre de tours maintenu constant de 1.000 'tours/ minute et le sens de rotation inversé de l'arbre d'entrée,on obtient donc également, pour un rapport de transmission de 2/1, un nombre de tours à droite de 3.000/minute à la sortie'
Lorsqu'on règle l'excentricité du guidage en sens inverse, de façon qu'il reprenne la position zéro, le nombre de tours à la sortie revient à la valeur du nombre de tours à l'entrée , le même sens de rotation étant conservé.
Pour.simple raison de clarté, on indiquera que les dispo- sitifs de réglage d'excentricité des différents genres peuvent . évidemment être interchangés de toute façon voulue dans les formes d'exécution de l'invention,c'est-à-dire que chacune de celles-ci peut aussi bien être équipée d'un dispositif de guidage excentrique à déplacement radial que d'un dispositif de guidage excentrique à rotation axiale. Il en est de même,comme on l'a déjà indiqué, pour l'agencement des mécanismes de trans- mission.
Enfin, il convient encore d'expliquer la forme d'exécu- tion représentée à la Fig.7 , qui a,en substance le même princi- pe que la forme d'exécution des Fig.5 et 6, mais dans laquelle toutefois, il n'est pas employé de contre-excentrique et'dans
<Desc/Clms Page number 23>
laquelle on utilise pour l'entraînement des encliquetages des mouvements de poussée plutôt que des mouvements d'oscilla- tion.
Dans le carter 161 est monté, de façon à pouvoir tourner, un élément de guidage 162, présentant un guidage excentrique 163; l'élément de guidage 162 porte.à sa périphérie une denture de roue à vis sans fin 164 et on peut le faire tourner autour de son axe au moyen d'un bouton 168, à l'aida d'une vis sans fin 167 montée dans le carter en 165 et 166 et en prise avec la denture 164. Un élément porteur 170, monté également dans le carter du mécanisme et entraîné par un moteur non représenté, porte deux paliers 171 et 172, dans lesquels est monté, de façon à pouvoir effectuer un mouvement de va-et-vient , un poussoir 174 portant une crémaillère 173,
le po@@soir 174 portant à l'une de ses extrémités un galet 175 qui est maintenu en contact constant avec le guidage 163 sous l'action d'un ressort de compression 176 monté à l'autre extrémité du poussoir, entre la crémaillère et le palier. La crémaillère 173 est en prise avec un élément principal externe denté 177 d'un accouplement à roue libre, l'élément 177 coopérant par l'intermédiaire de galets de coince- ment 178 avec 1'élément principal interne 180 calé sur l'arbre de sortie 179. L'élément principal interne peut toutefois également, comme l'indique l'exemple des Figs.5 et 6, être monté de façon à pouvolr tourner librement sur l'arbre de sortie et transmettre sa rotation à l'arbre de sortie par l'Intermédiaire d'un méca- nisme de transmission.
L'agencement comprend également au moins trois systèmes de poussoirs et d'accouplements à roue , bien qu'un seul de ces systèmes ait été représenté aux dessins pour plus de simplicité. Il va de soi que le nombre des systèmes oscil- lants et des systèmes de transmission de tous les exemples d'exécu- tion peut être augmenté à volonté.
<Desc / Clms Page number 1>
Snap-in speed variator.
The invention relates to a progressively variable speed transmission adjustable both in operation and at a standstill, namely a variable speed drive with snaps in which the uniform rotational movement of a motor shaft is transformed. in a stepless multiply or multiply rotational movement of the output shaft by means of an adjustable eccentricity device which can be set on the motor side and positively acting oscillating elements (snap-in.
Currently known devices with adjustable eccentricity of this type generally operate as follows: an element which can be moved perpendicularly to
<Desc / Clms Page number 2>
the motor shaft and rotating with it, for example a part with a crank pin which can be offset by sliding in a guide, acts on oscillating levers articulated to the catches so that they perform oscillating movements which, by the intermediate clamping members wedge the catches, drive elements thereof linked to the output shaft and thus transmit the movement to the latter.
By adjusting the eccentricity, it is possible to modify the amplitude of oscillation at the clicks and, consequently,
the transmission ratio of the mechanism. In known systems, the eccentricity is generally adjusted by means of racks, sliding keys, coupling sleeves or the like. Devices with adjustable eccentricity working. By means of racks have the drawback that the eccentric guide imparts a non-uniform movement to the rack, which also causes a de.rotation movement of the output shaft at a non-uniform speed. In addition, all devices with adjustable eccentricity of this type have the drawback that the eccentric is not sufficiently guided laterally, which can lead to jamming caused by the forces acting in oblique direction combined with the number of turns. high and high pressure.
In addition to these drawbacks, there is the problem of balancing the eccentric and that of the risk of involuntary adjustment. In order to solve this problem, one comes up against various difficulties in practice, and this has so far only been achieved by constructions of a very high cost price. The aforementioned adjustable eccentricity devices, in which the eccentricity adjustment is obtained by means of racks, sliding wedges or the equivalent, are not self-locking, and it is necessary to provide additional locking devices to avoid a maladjustment occurring
<Desc / Clms Page number 3>
by itself during operation.
In addition, the mechanisms constructed in this way undergo, due to their purely static balancing, considerable vibrations which lead to premature wear of all transmission components.
Mainly when the number of revolutions at the drive input is high, it is therefore necessary to provide in addition to the static balancing, dynamic balancing of the eccentric in any position, as well as the self-locking of the control device. adjustment, so that the eccentric retains the desired adjustment without being influenced by the forces acting in the mechanism. Known mechanisms' which aim to meet these conditions most often work with an adjustable eccentric by means of self-balancing elements of the mechanism and which are regulated at the same time by a counter-eccentric for the purpose of balancing.
The additional mechanism employed for this purpose for the adjustment of the eccentric is relatively complicated and must, in order to ensure smooth running, be manufactured with great precision, which increases the cost price. 'from an economic point of view, these mechanisms are not interesting.
In addition, the larger the dimension of the mechanism and the greater the number of turns, the more difficult the dynamic balancing is to achieve.
A decisive drawback of all known mechanisms of this type is that, due to the fact that the eccentric device and its costly adjustment mechanism rotate, the arrangement of the elements involves a considerable space requirement, which space leads to significant construction dimensions limiting the possibilities of employing these mechanisms, which, on the other hand, are expensive and uneconomical.
In addition to these drawbacks in terms of their construction, the known mechanisms still have a major drawback from the point of view of operation in that their range
<Desc / Clms Page number 4>
of upward adjustment is limited and that, in this limited adjustment range, mainly in the lower range of the number of revolutions, and in particular in the vicinity of zero, the torque at the output increases rapidly and increases indefinitely, for uniform torque at the input, due to the low eccentricity of the rotating adjustable eccentricity device, which leads to premature mechanical wear or requires the use of expensive overload protection devices.
The invention avoids these drawbacks. It provides a variable speed drive whose adjustable eccentricity device mounted in the mechanism is self-locking and does not rotate. On the contrary, it is the oscillating elements mounted in a carrier element driven by the motor shaft which rotate, these elements being in engagement with a guide of the device with adjustable eccentricity and acting by means of snap-fastenings on a locking mechanism. transmission so as to give the output two ranges of progressively adjustable numbers of turns, constituted by the sum of the number of right turns at the input and the product of the number of turns of the ratchets times the transmission ratio of the shift mechanism. transmission, or by the difference between the number of turns left at the input and this product.
With a view to adjusting the number of turns, the motor shaft can advantageously be controlled in two ranges going from at least zero to the number of turns at the input and from the number of turns at the input to the maximum number of turns. at the output for a maximum frequency of ratchet oscillations, both for clockwise and counterclockwise rotation, the number of revolutions of the output shaft whose direction of rotation does not load being increased by the value of the product of the number of revolutions of the catches times the transmission ratio on the output side.
<Desc / Clms Page number 5>
The advantage of such a mechanism is that on the one hand, thanks to the eccentricity adjustment device not participating in the rotation, any harmful unbalance effect is excluded and that vibrations are avoided to a very great extent, a saving being on the other hand made owing to the fact that one does not have to provide for expensive balancing devices. In addition, the dimension of the mechanism can be significantly reduced compared to that of mechanisms equipped with eccentric devices participating in the rotation. This is due to the fact, not secondary, that a large number of moving elements are removed, which means that the mechanism heats up less and is therefore less liable to break down.
While the known mechanisms, because of the eccentric adjustment device participating in the rotation, have their adjustment range limited upwards, the mechanism forming the subject of the invention, including the eccentric adjustment device. non-rotating tricity is in conjunction with snap-fasteners always driven to the number of turns at the input and whose direction of rotation can be changed, has its total adjustment range at least doubled compared to that of known mechanisms, for .conditions of the number of turns and constant oscillations of the snaps.
This total adjustment range consists of an adjustment range going from a zero number of revolutions to the number of entry revolutions, approximately, and another adjustment range that can only be obtained by reversing the direction of rotation. of the motor shaft and going approximately from the number of revolutions at the input to the double or to another multiple of this number.
This possibility of having two ranges of number of turns at the output which can be adjusted progressively is obtained, according to the invention, in a very simple way, in the sense that the useful rotation of all the catches is sometimes done in the direction of rotation at the entry and sometimes in the
<Desc / Clms Page number 6>
reverse direction, which means that, on the one hand, the number of turns at the input is immediately transmitted positively by the catches (in the forward direction) and, on the other hand, when the catches rotate, in the opposite direction , there is first of all an idle run, which, as the eccentricity increases, transforms into a useful movement in the opposite direction to the direction of rotation at the input and which, through 'a transmission,
drives the output shaft from zero speed to approximately the input shaft speed.
Another particular advantage of the invention lies in that the maximum transmissible torque of the mechanism can be chosen freely, mainly in the range of lower speeds and in the vicinity of zero speed, and in that, therefore, it is possible to avoid overloading of the mechanism without providing additional protection devices.
According to another characteristic of the invention, an element is used as an eccentric adjustment device which does not participate in the rotation in the housing of the mechanism, but which can be made to rotate around its axis or to move radially, from there. 'outside, by means of a self-locking adjustment member, relative to the motor shaft and / or to the output shaft, the guidance of this element being eccentric or concentric at its center and being able to be radially adjusted relative to the motor shaft or to the output shaft when an adjustment device intervenes. The element in question can advantageously have the shape of a plate or a ring.
A non-rotating eccentric adjuster constructed in this way requires a minimum of parts and consists almost entirely of the element which can be rotated or slid radially to adjust it.
<Desc / Clms Page number 7>
This avoids any complicated and expensive adjustment mechanism.
The periphery of the rotatable element forms a worm wheel and is irreversibly engaged with a worm screw mounted in the mechanism housing, this screw. endless which can be operated from the outside for adjusting the eccentricity of the guide; when using an element which can be slid radially, it is mounted in guides of the housing so as to be able to move perpendicular to the motor shaft and it can be adjusted by means of a member which l 'attack and which acts from the outside through the housing of the mechanism, for example a spindle.
The mounting and arrangement of the eccentricity adjustment means are here simple and safe and take up little space, which makes it possible to obtain extremely small mechanical dimensions.
According to the invention, the oscillating elements roll in the guide of the eccentric and they are connected directly or indirectly, by their free ends, to the main internal or external snap-fastening elements participating in the rotation of the carrier element, by example of snaps in the form of freewheel couplings. Apart from their reciprocating movement, the oscillating levers of the snap-fasteners simultaneously describe a rotational movement as a result of their rolling in the guide. The adjustable eccentricity guide does not participate in the rotation.
Such a non-rotating eccentric therefore makes it possible to enlarge the rolling circle of the guide, from which, compared to what occurs in known mechanisms, for the same value of eccentricity, a step free of oscillations with maximum uniformity of rotation on the output side. The detrimental shocks due to the use of an adjustable rotating eccentricity device and ratchets not participating in the rotation are avoided here.
<Desc / Clms Page number 8>
As oscillating elements, one can provide cranks on the crankpins of which are mounted double rollers which are engaged with a double guide so that the rollers run without play, one on the internal guide only and the other on the external guidance only. Instead of cranks, it is also possible, according to the invention, to use oseil- 'lants elements constituted by several oscillating levers articulated axially one beside the other or coaxially with the carrier element and surrounding the snap-fastenings each. of these levers being articulated to the carrier element so as to be able to oscillate, while participating in its rotation, and cooperating, at its point 'furthest from the point of oscillation, preferably by toothing,
with the main internal or external element of the freewheel coupling constituting the ratchet; between the point of oscillation and the point of engagement, it is provided. a rotating element, rolling in the guide of the device with adjustable eccentricity, for example a ball bearing, which under the action of centrifugal force and / or an energy accumulator, for example a spring, constantly bears on the guidance.
To actuate the free-wheel couplings, several oscillating levers can also advantageously be articulated coaxially with the carrier element or be juxtaposed therein axially; by means of a rotating element carried by it and rolling in the guide of the device with adjustable eccentricity, each of the aforementioned oscillating levers transmits its oscillating movement to an element also fixed to the carrier element and acting on the element internal or external main of the overrunning clutch, preferably a pusher, which constantly keeps the rotating element pressed against the guide by means of the rocking lever and the energy accumulator.
Finally, if one does not use oscillating levers, the means: acting on the main internal elements or
<Desc / Clms Page number 9>
external freewheel couplings can carry a rotating element and be supported directly by the latter on the guide.
The absolutely circular step inside the device with adjustable eccentricity advantageously allows, in this embodiment, an adjustment by remote control,
In the case of oscillating elements connected indirectly to the main external or internal elements of freewheel couplings, each oscillating element can, according to another characteristic of the invention, cooperate with the main internal or external element via toothed members, a set of connecting rods or a chain.
In order to obtain a compact construction and, at the same time, a maximum of stability, it is advantageously possible to journal "the output shaft not only in the housing of the mechanism but also additionally in the carrier element.
In a particular embodiment of the invention, the transmission mechanism is provided between the catches and the countershaft or between the oscillating elements and the catches: It advantageously consists of a toothed wheel, mounted so as to be able to rotate freely on the output shaft and connected directly or indirectly to the driven elements of the catches, this toothed wheel meshing by means of gears mounted in the carrier element so as to participate in its rotation, with a wheel toothed set on the output shaft.
The use of the transmission mechanism advantageously allows an adjustment of the number of revolutions in two ranges for a constant number of revolutions of the input shaft. It also allows you to choose the value of the two adjustment ranges below and above the number of revolutions of the input shaft, as well as that of the
<Desc / Clms Page number 10>
maximum torque on the output side.
By providing direct transmission between the oscillating elements and the snap-fasteners, it is advantageously possible to reduce the bulk:
A few exemplary embodiments of the invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig.l is a longitudinal section of a variable speed drive and Fig.2 is a longitudinal section of another varia- turned two variators comprising an indirect transmission between the oscillating elements and the catches; FIG. 3 is a longitudinal section of another mechanism with direct transmission of the oscillating elements to the catches; FIG. 4 is a longitudinal section of a variator with a device for adjusting the eccentricity by axial rotation;
Fig.S is a longitudinal section of a .other variator with a device for adjusting the eccentricity by axial rotation; Fig. 6 is a section taken along line VI - VI of Fig. 5, showing the variator with the eccentric in zero position, and Fig. 7 is a cross section of another variator with eccentricity adjustment device ..through. axial rotation, this mechanism not differing from that shown in Figs.
5 and 6, only by the conformation of the oscillating elements. '
In Fig.l, 1 designates the input shaft from a motor not shown - on which is wedged, by means of a key 2, a carrier element 3. It is not necessary to provide a bearing special for the input shaft or carrier element in the variator, as the motor can be screwed directly to the flange cover 4 of the variator housing, which includes
<Desc / Clms Page number 11>
in addition a cylindrical part 5 and a bearing-flange 6.
7 designates the output shaft, which is journaled at 8 in the flange bearing 6 And '\; in 9 in plate 3 on ball bearings, so as to be able to rotate.
On the carrier element are mounted, offset by 1200 three cranks 10 carried in the ball bearings 11 and able to oscillate; shafts 12 each carry a toothed sector 13, wedged on them, and they are journaled in, counter-bearings 14 of a disc 16, mounted so as to be able to rotate freely on the output shaft on a bearing. balls 15 'the crank pins 17 each carrying a double roller which consists of two ball bearings 18 and 19, of different diameters, rotating in a coaxial groove 20 of a guide element 21 which is radically displaceable relative to to the input shaft.
For simplicity and clarity, the oscillating elements (crank with toothed sector and double roller) have only been shown in the drawing once, although in fact, as already indicated, three of these oscillating systems, separated by 1200 and forming an assembly which is coaxial with the input shaft and the output shaft. This mode of representation is moreover retained for the exemplary embodiments shown in FIGS. 2, 4, 5, 6 and 7.
The guide element 21 is mounted so as to be movable transversely in a guide 22 mounted on the internal face of the flange 4 of the housing, and it can be moved radially by rotating the adjusting screw 23, which is mounted in the housing. so as to be able to rotate freely and is screwed into a thread 24 of the guide element 21. So that the double roller does not jam, the internal face and the external face of the
<Desc / Clms Page number 12>
groove 20 are of different widths, so that the roller
19, of larger diameter, can rotate on the outer face and the roller 18, of smaller diameter, on the inner face of the groove.
The toothed sector 13 meshes with the toothed outer member 25 of a freewheel coupling further consisting of the inner member 28 and the wedging rollers 29. The other two toothed sectors, which are not shown, are in engagement with the two toothed external elements 26 and 27 of two other freewheel couplings, the element 28 constituting the internal main insulation common to the three couplings. The element.
28 is integral with the output shaft. Not to omit nothing, it is also appropriate to cite the two sealing rings 30 and 31 which ensure the liquid-tight mounting of the output shaft and of the carrier element in the oil-filled crankcase.
The guide element 21 of the device with adjustable eccentricity is, in the example shown in Fig.1, in its neutral position, for which there is no transmission of the output side, the output shaft therefore remaining motionless. By rotating the adjusting screw 23, the guide member is moved radially relative to the input shaft and thus the guide 20 is placed in an eccentric position relative to the input shaft and the input shaft. output shaft. The elements performing oscillating movements can therefore oscillate while rolling in the eccentrically adjusted guide path and impart, via the freewheel couplings, the movement to the output shaft.
The operation of the variator forming the subject of the invention, which is identical for the three exemplary embodiments, will be explained in more detail in the description of the example illustrated by FIGS. 5 and 6, which represent in addition an additional transmission mechanism, which has been omitted from the other figures for clarity.
<Desc / Clms Page number 13>
The exemplary embodiment shown in Fig. 2 differs essentially from the example shown in Fig. 1 in that the transmission takes place from the oscillating elements to the external main elements of the freewheel couplings. is not done by means of toothed elements, but by the inter .. mediary of oscillating levers.
The motor shaft 32 of a flanged motor not shown, which can be screwed to a side wall
33 of the variator is secured by a key 34 of a carrier element 35, on which are mounted, as in the first case, in bearings 37, three cranks 36, spacing. 120, which constitute the oscillating elements and whose crankpins 38 rotate, by means of a double roller 39-40 in the concentric guide 41 of a guide element 43 that the it is possible to move radially, from the outside, with the aid of the adjustment screw 42, the crankpins performing oscillating movements when the guide is eccentric.
The crank shafts 44 are journaled in a disc 47 mounted at 46 so as to be able to rotate freely on the output shaft 45 and serval against bearing; on the cranks are wedged sleeves 48 which comprise forked lugs to each of which is articulated at 49 an oscillating rod 50, articulated at 54 to the external main element 51 of a freewheel coupling, which also consists of rollers 52 and the internal main element 53 integral with the output shaft.
The other two oscillating systems, not shown in the drawings, are also engaged, via their oscillating connecting rods, with the external main elements 51 'and 51 "of the freewheel couplings. The output shaft is mounted again. , at 57, 'on ball bearings, in the flange bearing 56 closing the casing 33 - 55 on the output side and, on ball bearings 68, in the carrier element 35. A cap
70, limiting the axial play and carrying a sealing ring 69
<Desc / Clms Page number 14>
is firmly screwed onto the flange bearing 56.
Fig. 3 shows a variator similar to those of the execution examples described above and differing from them only in that it comprises four oscillating assemblies instead of three, these assemblies being diametrically opposed and being arranged coaxially relative to the input shaft and the output shaft, and in that the oscillating elements are connected directly to the internal main elements, freewheel couplings.
71 designates the input shaft which is journalled mounted on ball bearings 75, in the flange bearing 72 of a housing further comprising another flange bearing 73 and a cylindrical wall 74, and which is driven by the shaft 76 of a flanged motor not shown, screwable to the flange bearing 72. The input shaft 71 widens to form a flange at its end opposite to the motor and it thus forms the carrier element 77 on which are mounted, 90 apart, four diametrically opposed cranks of four oscillating assemblies coaxial with the input shaft, these cranks therefore being able to oscillate.
In the following, only the two oscillating assemblies, shown in the drawing, diametrically opposed in the vertical section plane will be discussed. The cranks 78 and 78 'are journaled by their respective shafts 79 and 79', on the one hand, on ball bearings 80 and 80 'in the carrier plate and, on the other hand, on ball bearings 81 and 81 'in a disc 84 serving as a counter-bearing and mounted so as to be able to rotate freely on the output shaft - 82, on a ball bearing
83.
Between the carrier element 77 and the plate 84 is wedged on each crank shaft the internal main element 85 or 85 'which is specific to it, a freewheel coupling is also composed of the external main element 86 or 86 ',
<Desc / Clms Page number 15>
jam rollers 87 or 87 ', and ball bearings 88 or 88' and 89 -or 89 ', the external main part of each freewheel coupling being toothed at its periphery and being in constant mesh with a toothing 90 of l The output shaft. At 91, the output shaft is journalled freely in the flange bearing 73 of the housing, a sealing ring 92 being provided in the fitting, and at 93 it is journalled freely in the housing. input shaft.
Each crank. Carries, on its crank pin 94 or 94 ', a double roller consisting of two ball bearings 95 or 95' and 96 or 96, of different diameters, the double roller being engaged in a groove 98 of ' a guide element 97 which can be moved radially with respect to the input shaft, and rotating in this groove without jamming.
The guide element is mounted so that it can move in a guide groove provided on the internal side of the flange bearing 72 and its radial displacement can be adjusted from the outside by means of an adjusting screw. 99 provided in the housing.
In the drawing, the guide element occupies its neutral position, that is to say that the groove is at this moment concentric with the shaft, motor, the output shaft therefore does not turn. It is only when one leaves its neutral position with the guide element, that is to say one gives an eccentricity to the guide with respect to the motor shaft, that the cranks begin to oscillate, driving in their movement the internal main elements of the freewheel couplings which drive the external main elements rotating the output shaft.
In the example illustrated by Fig. 4, which differs from the examples described so far, the eccentric adjustment device not participating in the rotation is not radially displaceable relative to the input shaft. , but the eccentricity is adjusted by rotating the element on its axis.
<Desc / Clms Page number 16>
guide.
The input shaft 103 and the output shaft 104 are journaled along a common axis in bearings 106 and
105 of the housing 100, the flange bearings of which are designated by 101 and 102. The input shaft 103 can here again be driven in the usual way by a motor, not shown, and its part contained in the housing constitutes the load-bearing element
107 for snaps and oscillating elements; the output shaft 104 is journaled, inside the housing, on. ball bearings 108 in the input shaft, or better still in a bore of the carrier element 107t. Sealing rings 110 and 111 isolate the housing from the outside.
The supporting element
107, in the form of a flange, has a wide annular groove 112 which, in longitudinal section, appears to form a fork and which is intended to contain the oscillating elements. The mechanism comprises three such oscillating transmission assemblies (Fig.
4 shows only one of them), arranged at 1200 from each other and forming an assembly coaxial with the input shaft and the output shaft, on the carrier element. The number of these sets can however be increased at will. Each oscillating assembly comprises a crank shaft 115, which is journaled in the side walls of the carrier element formed by the annular groove, on ball bearings 113 and 114, and which cooperates by means of its crank 116 and its crank pin 117, on which the double roller 118 can turn, with eccentric guide 119 of a guide member 120 which can be rotated in the housing 100 to adjust the eccentricity.
An annular groove provided eccentrically in the guide element, which is circular in cross section, constitutes the guide 119 in which each double roller rolls and receives its oscillations; the guide element is also mounted eccentrically with respect to the input shaft, in the variator housing. At his peri-
<Desc / Clms Page number 17>
phérie, the guide element has teeth 121, which engages with a worm 122 mounted in the housing and of which. the projecting end thereof (not shown) constitutes an adjustment head; by rotating this adjustment head, the guide unit is rotated around its axis. As a result, a more or less marked eccentricity of the guidance is obtained.
In the drawing, the guide element occupies its neutral position, i.e. the guide is concentric with the input shaft.
On the shaft of each crank is wedged a toothed sector 123 which meshes with an internal toothed ring 124, constituting at the same time the internal main element of a freewheel coupling further consisting of wedging rollers 125 distributed at the periphery of the crown and by the external main element 126 which is integral with the output shaft and which is common to the three freewheel couplings, 124 'and 124 "designate the other two internal main elements cooperating with the toothed sectors, not shown, of the two other oscillating assemblies.
Figures 5 and 6 illustrate another embodiment of the mechanism forming the subject of the invention; the mechanism comprises, like that shown in Fig. 4, a device with adjustable eccentricity by rotation around its axis, with which, instead of cranks, oscillating calipers cooperate, as well as an additional transmission mechanism connecting the catches on the output side to the output shaft.
The input shaft 130 and the output shaft 131, the axis of which is common, are mounted in a housing 127, closed on either side by the flange-bearings 128 and 129 so as to be sealed. che to liquids. The input shaft belongs to a flanged motor, not shown, which can be screwed to the flange bearing 128, and is wedged by a key 132 in the bore of a carrier member 134 which is journaled on ball bearings. 133 balls in the
<Desc / Clms Page number 18>
bearing-flange 128. The output shaft is journaled at 135; and 136 in the flange-bearing 129 and in a recess of the carrier element. The rotating carrier element which contains the oscillating elements is divided by annular plates 134 ',
134 "and 134" ', juxtaposed at equal distance.
These different plates are mounted on ball bearings 136 'so as to be able to rotate freely on a hollow hub 137 of a toothed wheel 139 mounted on roller bearings 138, so as to be able to rotate freely on the return shaft. Three bars 140 arranged at $ 1200.1 from each other, make these plates solid with each other as well as with their driven elements 134.
The carrier element is used for mounting three oscillating systems forming the oscillating brackets 141, each of which is provided between two plates but only one of which, for greater clarity, is shown in FIGS. 5 and 6. Each oscillating caliper therefore has an eye through which it is mounted so as to be able to oscillate, on a roller bearing 143, on a shaft 142, fixed between two plates (134 'and 134 "for example). Each caliper oscillating carries a roller 144 mounted so as to be able to turn and projecting beyond its periphery, this roller being able to roll on an eccentrically adjustable guide 145 of the device with adjustable eccentricity.
In addition, each swinging caliper is recessed approximately in an oval so that it surrounds like a crown the outer main part 146 of a freewheel coupling having roller bearings 147, jam rollers.
148 and the internal main part common to the three freewheel couplings, and that, by its internal teeth 149, it engages with the also toothed external main part 146 of the coupling. The freewheel couplings cooperating with the other two oscillating systems, not shown in the drawing, are designated by 146 ', 147', 148 'and 137.
Each swinging caliper is calculated so that the center of gravity is always on the
<Desc / Clms Page number 19>
roller 144 so that during its rotation it is always pushed against the guide as a result of the centrifugal force. It goes without saying that an elastic force can also push the roller against the guide, as shown for example in Fig. 7, and that instead of providing bars to connect the discs of the carrier member between them and with the element 134, they can also be surrounded by a tube, which should only have openings through which can pass the ends of the brackets carrying the rollers.
The guide forms the internal periphery of an eccentric sleeve, which is again mounted so as to be able to rotate in an eccentric opening 151 of the housing and which has at its periphery a worm wheel toothing 152 to engage with a worm 156 mounted in the housing 127 at 153 and 154 (Fig. 6) and operable from the outside by a button 155, the worm rotating the eccentric sleeve 150. The eccentric sleeve 150 and the bore excen-. rod 151 therefore form a counter-eccentric.
Between the output side of all the freewheel couplings and the output shaft, there is provided a transmission consisting of the toothed wheel 139, two toothed wheels 158 and 159 mounted freely on a shaft 157 wedged in the plate 134 ' '', and a toothed wheel 160 integral with the output shaft.
Such a transmission can be added to all the devices that can be produced according to the invention, provided that there is not already a direct transmission between the oscillating elements and the catches or if the latter is not sufficiently multiplied.
The operation of the variator according to the invention will be described below with reference to FIGS. 5 and 6; it is identical for all the other embodiments.
It will be assumed that the eccentric guide device is in the zero position and that the motor shaft rotated at a
<Desc / Clms Page number 20>
constant number of revolutions in the direction of rotation in which all the freewheel couplings are in the idle position, that is to say in which their locking members rotate backwards, for example to the left . In this case, the output shaft does not turn.
As soon as the eccentric guide device has been adjusted by radial displacement (21, 43, 97) or by axial rotation (120, 150); so that the guide in which the rollers of the oscillating elements can roll occupies an eccentric position relative to the input shaft or the carrier element, the oscillating calipers (or cranks or connecting rods) begin to move. oscillate due to the rolling of their rollers in the guide, and they alternately bring into active position the main external (or internal) elements of the freewheel couplings, in the opposite direction of the drive rotation, so that a main element , at least constantly performs its full working course, while the others are running empty. The output shaft is still stationary.
However, as soon as the guide eccentricity has been adjusted so that a transmission ratio of 1/1 enters the number. input revolutions and the number of output revolutions corresponding to the ratchets is exceeded, the output shaft begins to rotate. The mechanism can be designed so that, for a large eccentricity, the number of revolutions at the exit is equal to the number of revolutions at the entrance, but the rotation is in the opposite direction.
This emerges from the following formula: nImax - nAn 1 - (nS r. I) in this formula, nImax is the maximum number of revolutions on the output side, in rotation to the right, for the maximum displacement of the eccentric and the rotation to the left of the motor shaft;
<Desc / Clms Page number 21>
nAn 1 is the constant number of revolutions on the motor side, in left rotation; nS r is the number of turns to the right of the clicks, and i is the transmission ratio between the oscillating levers and the clicks, or the ratio of the transmission mechanism.
For a constant number of 1,000 revolutions / minute, on the control side, in left-hand rotation, we would thus have, for a transmission ratio of 2/1, a number of right-hand revolutions, on the output side, of 1,000 revolutions per minute. also.
This would be the range of the number of turns on the output side adjustable by means of the mechanism according to the invention from zero turns to the number of turns at the input, approximately.
The number of turns on the output side, increasing from the number of turns at the input, can be easily adjusted by reversing the direction of rotation of the input shaft. When this reversal of the direction of rotation has taken place, i.e. for clockwise rotation of the input shaft, all freewheel couplings are immediately in the active position and transmit positively. to the output shaft, via the clamping elements of the freewheel couplings ,. the total number of revolutions of the engine plus the number of output revolutions of the ratchets.
The three * (or four) clicks or freewheel couplings are therefore blocked immediately and are simultaneously active. The number of turns at the output corresponds in this case directly to the number of turns at the input, increased by the transmission ratio between the oscillating levers and the catches, that is to say by the transmission ratio, without their direction of rotation is reversed., and consequently after as before, the output shaft turns to the right.
The number of turns at the exit is therefore obtained by the formula: nIImax - nAn r + (nS r .i)
<Desc / Clms Page number 22>
where again, nIImax is the number of maximum right-hand rotation output turns for maximum eccentric displacement and right-hand rotation of the input shaft; nAn r is the number of turns at the input constant for the right rotation; nS r is the corresponding number of holes exiting the clicks for clockwise rotation, and
1 is the transmission ratio between the oscillating elements and the catches, that is to say the ratio of the variator.
For the number of revolutions kept constant of 1,000 'revolutions / minute and the reverse direction of rotation of the input shaft, we also obtain, for a transmission ratio of 2/1, a number of revolutions to the right of 3,000 / minute at exit '
When the eccentricity of the guide is adjusted in the opposite direction, so that it returns to the zero position, the number of turns at the output returns to the value of the number of turns at the input, the same direction of rotation being kept .
For the sake of clarity, it will be pointed out that the eccentricity adjusting devices of the different kinds can. obviously be interchanged in any way desired in the embodiments of the invention, that is to say that each of these can be equipped as well with an eccentric guide device with radial displacement as with a eccentric guiding device with axial rotation. The same is true, as has already been indicated, for the arrangement of the transmission mechanisms.
Finally, it is also necessary to explain the embodiment shown in Fig. 7, which has, in substance the same principle as the embodiment of Figs. 5 and 6, but in which however, a counter-eccentric is not used and in
<Desc / Clms Page number 23>
in which the ratchet drives are used for driving rather than oscillating movements.
In the housing 161 is mounted, so as to be able to turn, a guide element 162, having an eccentric guide 163; the guide element 162 carries at its periphery a worm wheel toothing 164 and it can be rotated around its axis by means of a button 168, with the help of a worm 167 mounted in the housing at 165 and 166 and in engagement with the teeth 164. A carrier element 170, also mounted in the housing of the mechanism and driven by a motor not shown, carries two bearings 171 and 172, in which is mounted, so as to be able to perform a back and forth movement, a pusher 174 carrying a rack 173,
the po @@ evening 174 carrying at one of its ends a roller 175 which is kept in constant contact with the guide 163 under the action of a compression spring 176 mounted at the other end of the pusher, between the rack and the bearing. The rack 173 is in engagement with a toothed outer main element 177 of a freewheel coupling, the element 177 cooperating via wedging rollers 178 with the inner main element 180 wedged on the drive shaft. output 179. The internal main element can however also, as the example of Figs. 5 and 6 shows, be mounted so as to be able to rotate freely on the output shaft and transmit its rotation to the output shaft. through the intermediary of a transmission mechanism.
The arrangement also includes at least three systems of pushrods and wheel couplings, although only one of these systems has been shown in the drawings for simplicity. It goes without saying that the number of oscillating systems and transmission systems of all the exemplary embodiments can be increased at will.