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BREVET D'INVENTION
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Fernand D F C A L U W E --------------------
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Yar3.teur de vitesse ItrveTitfur- ? Foernand De Caluwe --------------------
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La pr'éeiente invention a potzr objet un variateur de vitesse continu, permettant d'obtenir toute démultiplication depuis la prise directe, et même si nécessaire, une sur... multiplication, jusqu'à un{' marche en sens contraire au sens de rotation du moteur, cette mnrche arrière étant démultipliée, en passant par un point mort, sans interposition d'embrayage.
Ce' variateur peut être appliqué à des véhicules automobiles, des machines-outils, ou toutes autres machines nécessitant
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une dÁmuJ tiplintion vnrtflb1e titi la transmission de' l'effort moteur. La commande de ce variateur peut être automatique ou manuelle, suivant les nécessités.
On@ connatt depuis Ion(-temps des variateurs de vitesse-
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continus, à commande a%itomptiqiic- ou manuelle. Nous citerons comme exemple une réalisation connue d'un variateur , cour- rodes. 1. variation de la démultin1icnt:t.on étant obtenue au moyen de poulies à eorge de difunetre vo.r' Able. Ce variateur, om'!1pnctp automatiquehient, ri fait l'fes preuves sur un véhicule automobile très répandu.
On retrouve le même principe de démultiplication variable dans diverses transmissions automatiques pour cyclo-
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mote-irs, ainsi que dans cles transmissions de machines. Ces variateurs connus présentent cependant l'inconvénient rési- dant dans le fait que la variation, de la démultiplication
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est limitée (elle ne s'étnnd paa jusqu'au point mort), de sorte nu'un embrayage doit etro intercalé entre le moteur et la tran!'IT1isgion afin que l'effort moteur puisse être inter... rompu sans arrêt du moteur.
Cette farcit4 d'arrêter la trans-* mission sans arrêt du moteur est une nécessité absolue dans
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le cas de commande au moyen de moteiirs à combustion interne, la mise on marche de ces derniers étant une opération
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relativement longue et en outre impossible sous charge.
La présente invention a pour objectif de pallier les inconvénients susmentionnée en créant une transmission à démultiplication variable en continu permettant l'arrêt de l'arbre secondaire (récepteur) 'sans nécessiter l'arrêt du moteur, ceci dans débrayage de l'arbre primaire (moteur) de- la transmis si ont
Cet objectif est atteint grâce à un.
engrenage planétai- re, dont le porte-salletite est constitué par une poulie à gorge entraînée au moyen d'une courroie par exemple trapézoï- dale par une seconde poulie à gorge, cette dernière étant en- traînée à la vitesse dit moteur, ou à toute autre vitesse en fonction de l'utilisation de l@ transmission.
La va@ @ation de la vitesse de l'arbre récepteur par rapport à celle de l'arbre moteur est obtenue grâce au fait qu'au moins une des deux poulies à Gorge, c'est à dire le porte-satellite et la poulie entraînant celui-ci, sont à diamètre variable. Suivant le rapport de démultiplication entre les deux poulies à gorge, on obtient donc une vitesse surmultipliée et une marche arriére démultipliée, le rapport de transmission pouvant varier en continu entre ces deux extrêmes, en passant par un point morte L'embrayage, devenu inutile, est supprimé. La commande de la variation du rapport de transmission, du moine dans la zone s'étendant entre le point mort et la marche avant surmultipliée, polit être automatique ou manuelle.
Bien en- tendu, une commande automatique peut également être prévue pour d'autre*! zones de variation. Toute commande automatique connue pour poulies . gorge à. diamètre variable peut convenir, L'invention sera maintenant décrite plus en détail avec référence au desnin représentant plusieurs exemple de
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réalisation et. dana lequel
La Fig. 1 est une vue en plan du variateur de vitesse, conforme à. l'invention*
La Fig.
2 est une vue en plan d'une variante du varia... teur de vitesse- de- la Fi. 1, comportant un dispositif de réglage automatique du point mort.
La Fig. 3 est une vue en élévation frontale du dis- positif de réclame du point mort..
La Fig. 4 est une vue @@ plan de la grille de manoeuvre du levier de commande du variateur suivant les Figs. 2 et 5.
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La Fie;. 5 est une vue e . plan dttine autre variante du varinteur de vitesse conforme à l'invention, comportant éga- lement un dispositif de réglage A.utomati'1ue du t.oint mort.
La Pige 6 est une représentation ischémntiqite du dis- positif de réglage du point @@rt équipant le variateur de vitesse suivant la Fig. 5.
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Dans la Fig, 1 l.e chiffre de référence 1 désigne un arbre moteur, entratné directement, sans interposition d'un
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accouplement dôbraya171e, par un moteur non représenté, par exempl un moteur à c ombustion 1.ntl"1:'n&, arbre 1 Bur laque'! sont calés- à rotation un pignon à chaîne 4 et un pignon denté 13. Entre le pignon à channe 4 et 10 pignon dr;nté 13, une poulie et sorse 7,7as de préférence a diamètre variable, est m011tÓe h rojtatiom 1 i.hrf'l, mais avec une flaamue cr:r5.e amrialettient, aur 1'rjrbro moteur 1. Afin de rendre variable le diamètre de cette poulie 7,7a, seul(- la flasque 7 est
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calée axinlement sur l'arbre 1, les déplacements' axiaux de' In flasque coulissante 7a étant commandés par un moyen connu, nar exemple une fourche, non représenté dans la Fig.1.
La flasque 7 calée axialement, mai à rotation libre, constitue
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le porte#sutellite' d'un engrenage plan6taira. A cette fin,
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des axes 9,9a portant des pignons dentée 8,8a à denture' simple ou double, à rotation libre, mais engrenée. avec le
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pignon dent4513,"snnt P1>PVHS sur cette flasque 7. L'ene-renage planétaire est colvp14t4 par une couronne 10 à denture- inti- rieure, calé'3 fi rotation aiir un rl7re r4rmTitetir 2. La denture intéràeuri do la couronne 10 est engrenée avec celle des satei- 1:1.tes 8,,8au Bien entendu, le nombra de satellites 8,8a est est dpterttine par le- couple oe forces à. transmettrm oet peut 8tx>e modifié suivant les nÁc('j8git8 dans le cadra de la pr4-
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sente invention.
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Un avbr-e de renvoi C à :1"ot±1t1on lihre est rlispoer) laté- ra1erHnt: par rapport fux arbre'; moteur 1 et récepteur 2,
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parallèlement à ceux--ci. Cet arbre de renvoi 3 porte un.
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pignon à. chaîne z et une poulie à Coren 6,6a, de préférence à diamètre variable. Le- piffnon 5 et la poulie 6,6a sont calée à rotation sur l'arbre de renvoi 1. Afin de rendre variable 1 diamètre de la poiilie, à gorge 6,6a, seule la flQI3J'lue 6
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et axialement
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est col.ée à rotation/sur l'arbre de renvoi J. La flasque 6a, cialée à. rotation, est coulissante 3t commandés conjointement avec la flasque 7 de la poulie 7si$ qui lui fait face, une au mentat'ion du diamètre d'une des poulies entraînant une ré- du.ctj on du t93.onétre .de 1'autre.
Le pignon à chaîne est come mande Par le pi{';t1on à chntne 4 ait moyen d'une chatne 12, la pot\1ie à gorge 6*6a entratnant la poulie 7<7 au moyyt d'une courroie 11 da T)rf'Áre11ce trnnezotdâle,
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Lorsque le moteur est en marche, le. mouvement de- rotation
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de celui-ci est transmis au pignon à. chaîne 4 et au piennn dent4 1'. En supposant Que In poulie à gorge ',?a conqtituant le porte-satellite, tourne librement, aucun, couple n'Af!'t
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transmis à la couronne 10, laquelle rente immobile.
Si le porte..satellite est immobilisé, il forme un engrenage de :réac:.. tion et le couple est transmis à l'arbre récepteur 2 par l'intermédiaire du pignon 13, des pignons satellites 8,Sa et: de la couronne dentée 10. L'arbre- récepteur 2 sera mis en! rotation dans le sens contraire au sens de rotation de l'arbre moteur 1 , la vitesse de rotation de 1' arbre récepteur par rapport à. la vitesse de l'arbre moteur dépendant essentiels lament du rapport. de la denture du pignon denté 13 à celle de la couronne dentée 10.
Mais conformément à l'invention, le porte-satellite eat . constitue par une flasque 7 de la poulie à gorge 7,7a, à rotation libre sur l'arbre moteur 1, entraînée par la poulie
6,6a, elle-même commandée par l'arbre moteur 1 par l'inter- médiaire de l'arbre de renvoi 3,le pignon à chaîne 5, la chaîne 12 et le pignon à chaîne 4 calé sur l'arbre moteur*
Lorsque le diamètre des Poulies 6,6a et 7,7a est déterminé do manière que la vitesse de rotation de la poulie 7,7a est égale à une fraction déterminée de la vitesse de l'arbre moteur 1, aucun couple n'est transmis à l'arbre récepteur 2 et celui-ci reste immobile.
En réduisant le diamètre de la poulie 7,7a et en augmentant celui de la poulie 6,6a, la vitesse de rotation de la poulie 7,7a augmente et un couple est transmis à l'arbre récepteur 2, qui se met en rotation dans le sens de rotation de l'arbre moteur 1, à une vitesse fonction de eelle de la poulie 7,7a. Dès que la poulie 7,7a atteint la vitesse de l'arbre moteur, l'arbre récepteur tourne lui aussi à la même vitesse et se trouve donc en prise di. recto.
Notons qu'en ce cas, les pignons satellites 8 et 8a ne tournent plus sur leurs axes respectifs, tout l'engrenage
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planétaire tournant en bloc. En augmentant la vitesse de rotation de la poulie 7,7a au-delà de celle de l'arbre
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moteur 1, on obtient une transmission turpultipliee'* La variation de la vitesse de rotation de la poulie 7,7a depuis une frantion déterminée (env,, 1/3) de- la vitesse de rotation de l'arbro moteur jusqu'à la vitesse de l'arbre' moteur et même au-delà permet dono de faire varier d'une ttlxlnière
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continue la vitesse de l'arbre récepteur depuis ItarrAt jufl- qu' à une vitesse' 4gale ou sup4rj,euro.
à ce 11 (le l'ambre moteur, le rapport de démultiplication variant donc depuis 'un rnnport infini (l'arrêt ou point mort) jusqu'à un rapport 1 : 1 et
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même au-dol., En réelant la vitesse de la poulie 7"Jr. . toute. vitesse- in±4rieure Î1 CA Ilh ,1pte.rmi.nont le point mort. on obtient une marche arrière de l'arbre r6centel1rt ri one en sens contraire au sens de rotation du 1!rhre mobor2r 1a vii- te8'50 étant démultipliée en fonction de celle de la poulie 7,7a.
Ce variateur permet donc d'obtenir tout rapport de démul-
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1;j¯pJicn1;i.on entre unp marche arrière démultipliée et une mar- che avant l'!urmn1.ti:>liÓe ou en nrige directe, en passant par un point mort, la variation du rapport rie démultiplication: étant continue. La commande peut tre nutO!11atirl1E", en fonc- tion de la vitesse de l'arbre moteur et/ou de celle de l'arbre récepteur et de la chBr{';A du moteur, ou encore t'1aniieiie.
Dans 1.' exe'mplo de réalisation décrit, l'arbre moteur 1 et l'arbre de renvoi z gont atrniii>16B au moyen de pignnns à. chaîne 4,5 e't d'une chaîne 12. Bien entendu, cet accouplement des arbres 1 et 3 peut Atre r4a14 s6 au moyen cltengrennges, o.'arbr05 dlacco1\pl!'1en1; ou tout autre moyen assurant un en- ti-atnentert :xnn m2iasntxent de ltnrbre de rpnvni J.
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Suivant un développement de 1'invention, représenté
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par la Fige 2. l'arbre moteur 1 et l'arbre réCeptet1r 2 peu- vent être rendus solidaires l'un de l'autre. Cette possibili- té est remarquable dans ce sens qu'elle permet d'éliminer la courroie ainsi que les satellites et la couronne en prise
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directe est diminuer dès lors les résistances internes de la transmission. Il en résulte une augmentation intéressante du rendement.
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Dans cette' réalisation avivant la 1i, 2, la couronne- 10 est montée à rotation libre sur l'arbre récepteur 2. La couronne présente' une f(.>:'ure caiitral,e cannelle 180 dans la*- quelle s'engage un baladeur 15 présentant des cannelurea ex- ternes 16 et internes, coulissant aur l'arbre récepteur 2.
L'extrémité de l'arbre moteur 1 présente des cannelures 17, celle de l'arbre' récepteur 2 présente de!'! cannelures 14, correspondant aux cannelures internes du baladeur 15. En
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engageant le levier der commande 22 dang 19encoché a carres- nonctant la prise directe de la rainure de guidage renrésentée à la Fige 4, celui-ci,par l'intermédiaire d'une timonerie appropriée, commande le coulissement du baladeur, lequel s'engage sur l'arbre moteur 1 , crabotant ce lui-ci à l'arbre récepteur 2, et libère la couronne.
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Suivant un autre développement conforme à l'invention, cã1ment représenté la Fige 2, la transmission est équipée d'un dispositif auttmatinuo de rée,-ll1C'e du point mort, aux fins de compenser de faibles irr4autPràt4? d'adhérance de la courroie trapé7.o!rlaJe. Le levier de enmmnnrle 22 du variateur est couplé à la fasque mobile 7a de li poulie 7 a à diamé- tre variable l'intermédiaire d'une timonerie de commando 23,24, la fourche 24 étant envasée dans la rainuro d'une pièce
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de commande 25 solidaire de la flasque 7a de la poulie 7,7a.
Le déplacement du levier est guidé dans une rainure que pré-
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sente une pifu'ue fixe, représentée par la Fig. 4. Cette ra3.nu re présent des encoches a et b, correspondant respectivement à. la prise directe- et au point mort et permettant 1iTlth déplace- ment latéral dm. levier z Un r&'3Qort, non représenté., engage le levier de commande dans ces encoches, dans les positions appropriées..
Le bras inférieur du levier, lequel pivote autour d'un axe 28, porte une vis 20, parallèle à l'arbre récepteur 2 et sur laquelle est montée une roue 21 formant l'écrou. Un système do rappel, non représente, maintient l'écrou 2,1 au centre de- la vis 20. Une roue 19 est calée à rotation aur l'arbre ré- cepteur 2. Lorsque le levier 22 est engagé dans l'encoche b. correspondant au point mort, la roue 21 est pressée contre
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la ro1Îl.e z (voir aussi la a F1.;. 3)). Si l'arbre récepteur 2 est encore animé d'un mouvement de rotation, la rouer 19 en- traîne par friction la roue 21 forinint écrou et celui-ci, en iérlcant lz vis, agit, par l'intermédiaire du levier 22 et de la timonerie de cor,'mnn<le 23j24 sur la flasque mobile 7a de la poulie 7,7a à diamètre variabJe.
Un réglage parfài% du point mort est ainsi réalisé.
Suivant un autre développement de l'invention, la force
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motrice peut également être appliquée à l'nrhre 3, l'F..!"b1'e 1 devenant un simple arbre de renvoi, sane autre modifioatiort du dispositif ou de son mode de fonctionne,-.ient,, Une des deux poulies 6,6a, 7,70. peut P-tre à diamètre fixe. Dan!! ce ois, la vl1.riatior. de diomstre de la poulie variable doit être compensée au moyen d'un tendeur de courroie,,
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La force motrice peut enrore étro appliquée l'arbre 2#,
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Dans ce cae, le pignon. à chatne 4, normalement cale sur
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l'arbre 1, doit dtre monté et calé à,ratation sur l'arbre 2, 7!r pïenon, à chatne 5 étant déplace sur l'arbre 3 pour 8tre cale de l'autre ceté de la poulie 6,6as face au pignon à chaîne 4.
Cette modification, dans lanuelle l'arbre 1 devient l'arbre récepteur, ne change pas le mode de fonctionnement du dispositifs
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Suivan,t un autre daveloppemrnt de l'invention, fepr!'!'- sentn par la Fie. z, la poulie 6,6a est calée à rotation sur l'arbre moteur 1, la flastlue 6a pouvant coulisser sur l'Arbre t.
Une- Hacondf poulie à orGe 7,7as diamètre variable, est montée à rotat9.on libre fiiir l'arbT'O moteur 1, 1r flasque 7a étant (1ouJ.i8:;;anir, aux fins de la variation du diamètre, ce'ne'-ci étant commandée conjointement avec la flasque 6a, au moyen d'un dispositif approprié connu, La flasque 7 de' la poulie 7,7a est calée axialoment sur !'arbre moteur et porte
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la couronne 10 dPntttt^ 3.ntcrlAttre. Cette couronne 10 forme l'en1"enf\ffe de réaction d'un train d'engrenages pianota ires composé> d'un piy,tr.on 13 calé, à rotation sur l'arbre moteur 1 et de satellites 8ôa portés par un pnrtesata7litea 31 (le l'arbre récepteur 2.
La poulie 6,6a entraîne la poulie 7,7a au moyen d'une
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courroie trané2lSxda.ie ou ronde pansant sur deux poulies z 3Q mont4e.s à rotation libre xsur un arbre de renvoi 3 ne+- nendiculairR aux arbres moteur 1 et récepteur 2.
Guettez variante conforme à l'invention fonctionne suri- vant le m6me' principe que la réalisation de la Ir't, 1 et permet également d'obtenir tout rapport de démultiplication depuis une marche avant 811rom1 'tiplie jusqu'à uns marche arrière démultipliée, en patsant nar un point mort.
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La força motrice pe1 t Áp,8 larnent 8tre appliquée à l'arbre 3. Dans ce cas, une des poulies 29 ou 30 doit être calée à rotation sur l'arbre 3. L'arbre'% reste l'arbre
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réne'p'to1.1r.
Aux fins d'immobiliser l'arbre récepteur au point mort. celui-ci, par suite de lèveras irr4çilarit4s d'adhérante de la courroie pouvant encore 6tre- animé d'un mouvement de ro- tation trs lent. le 1(evîer de cor=mnde (pig. 5 et 6) peut 6tre pourvu d'un secteur de roue 27 monté conce!1trirue-n1l"nt au point d'appui (ou pivot) 26 du levier de commnnde 22.
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Lorsque le levier de conrrnande est enlace sous l'action d'un ressort de rappel dans lencoa2.. b correspondant au point mort de la rpinure (!'! mn3dspe, ce secteur de roue est ap- pliqué contre une roue 19 calée sur l'arbre récepteur. Si ce de-miel' est animé d'un mouvement de rotation, la roue 19 entratne par friction le. secteur de roue 27 et agit ainsi
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811r la flasnua mobile de la poulie 6, 6a, par l'intermédiaire- du levier de commande, jUSf1l1' à ce que l'arbre récepteur soit effe<-tivet-ent immobilisé.
Bien entendu, les réalisations décrites ne sont données qu'à titre d'exemple non limitatif. D'autres variantes peu- vent être par les hommes de métier, dans le cadre de- la présente invention.