Appareil pour régler un mécanisme à vitesse variable. Cette invention a pour objet un appareil pour régler un mécanisme à vitesse variable.
Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un organe destiné à tourner à une vitesse prédéterminée, un second organe tour nant dont la vitesse est influencée, au moins pour certaines valeurs de cette vitesse, par les variations de vitesse du mécanisme à ré gler, un dispositif par lequel des différences entre la vitesse constante prédéterminée et celle de l'organe soumis aux influences de la vitesse du mécanisme à régler provoquent des mouvements axiaux, et un dispositif par le quel ces mouvements axiaux sont utilisés pour effectuer le réglage du mécanisme en question. Il est ainsi possible d'empêcher des variations dans des mécanismes qui seraient autrement soumis à. des influences diverses et de maintenir l'égalité ou tout rapport dé siré avec une vitesse prédéterminée.
Dans de nombreuses machines textiles, telles que mécaniques à encoller la chaîne ou machines à apprêter la toile, métier et au- ires analogues, il est particulièrement dési rable que la vitesse à laquelle les fils ou les étoffes sont enroulés sur un rouleau ou dé bités d'un rouleau en rotation, et ainsi la ten sion exercée sur ces fils ou étoffes, soient maintenues constantes.
Par exemple, on peut désirer que la vi tesse d'enroulement d'une chaîne soit de six mètres à la minute. Si le rouleau enrouleur est à peu près plein, il est nécessaire de le faire tourner à une certaine vitesse. Lors qu'il est plein et qu'on le remplace par un rouleau vide, il faut tout d'abord accélérer la vitesse de rotation du rouleau vide pour maintenir la vitesse d'enroulement désirée, puis, au fur et à mesure que le diamètre de la masse enroulée augmente, il faut ralentir progressivement la .vitesse de rotation.
Au contraire, lorsqu'il s'agit d'ùn rou leau fournisseur, il faut augmenter progres sivement la vitesse de sa rotation lorsque le diamètre diminue, si la tension ou charge de la matière doit être maintenue constante, Selon un autre exemple, dans le cas d'un outil tournant agissant sur la surface d'extré mité d'une pièce telle qu'un plateau, et rece vant un mouvement d'avancement diamétral en travers de la surface, il est nécessaire, si la vitesse de taille doit être maintenue cons tante,
que lorsque l'outil se déplace progres sivement vers l'axe de rotation de la pièce d'ouvrage, les vitesses relatives de mouve ment des deux pièces soient réglées. 41 faut augmenter progressivement soit la vitesse de rotation de la pièce d'ouvrage, soit la vitesse d'avancement de l'outil.
En outre, il peut être désirable de faire en sorte que des va riations se produisant dans la résistance of ferte à l'outil, occasionnées soit par des dif férences dans le contour de la pièce d'ou vrage, soit dans la composition du métal dont la pièce d'ouvrage est faite, effectuent un réglage des vitesses relatives de mouvement de la pièce d'ouvrage et de- l'outil de nature à passer ces obstacles.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution et applications de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est un schéma d'un mécanisme auquel est appliquée une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention. Ce mécanisme comprend un rouleau récepteur et un rouleau de mesure ou de réglage sur lequel de la ma tière telle que fil, étoffe, papier ou fil métal lique est amenée à passer dans un trajet la conduisant au rouleau récepteur;
cette figure montre aussi comment la commande est ef fectuée à partir du rouleau mesureur sur l'appareil servant à régler la vitesse de rota tion du rouleau récepteur, puis par cet appa reil sur le rouleau récepteur.
La fig. 2 est un plan-coupe de ladite forme d'exécution de l'appareil appliquée au mécanisme représenté en fig. 1, cet appareil servant à faire varier la vitesse de rotation du rouleau récepteur proportionnellement à la différence de vitesse entre un organe de l'appareil, tournant à une vitesse constante prédéterminée, et un second organe de l'ap pareil, tournant à une vitesse déterminée par celle du rouleau mesureur;
La fig. 3 est une demi-élévation et une demi-coupe-élévation suivant la ligne 3-3 de la fig. 2; La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 2; La fig. 5 représente une seconde forme d'exécution de l'appareil servant à faire va rier la vitesse de rotation du rouleau récep teur; La fig. 6 montre une variante de détail de l'appareil représenté dans la fig. 5;
La fig. 7 montre schématiquement une forme d'exécution de l'appareil, appliquée au réglage d'un rouleau fournisseur; La fig. 8. représente schématiquement une forme d'exécution de l'appareil, par exem ple du genre représenté en fig. 2 à 4, appli quée au réglage de la charge sur l'outil cou pant d'un tour, en faisant varier la vitesse de rotation de la pièce d'ouvrage; La fïg. <B>9</B> se rapporte à l'application d'une forme d'exécution de l'appareil à une variante du tour de la fig. 8;
La fig. 10 représente schématiquement une autre forme d'exécution de l'appareil, appliquée au réglage de la vitesse d'un véhi cule à moteur; La fig. 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 10.
Dans le mécanisme représenté en fig. 1, a représente un rouleau ou autre support sur lequel, par exemple, des fils de chaîne w fournis par une machine à encoller la chaîne ou analogue doivent être enroulés. Dans leur trajet les conduisant au rouleau a, on fait passer ces fils de chaîne sur un rouleau de mesure ou de réglage b monté à rotation; des rouleaux de guidage c et d disposés de façon appropriée maintiennent ces fils de chaîne en contact avec la surface du rouleau b.
En réalité, il peut être désirable d'utiliser le rouleau d ou un rouleau séparé convena blement disposé entre le rouleau d et le sup port ou rouleau récepteur a comme rouleau de mesure ou de réglage, parce qu'il est pos sible que les fils ou éléments analogues. pa tinent ou glissent de temps en temps dans une certaine mesure autour du rouleau b. L'appareil appliqué à ce mécanisme pour régler la vitesse du rouleau a est représenté en fig. 2 à 4. Il comprend un arbre e qui re çoit sa commande à une vitesse constante d'un moteur électrique ou d'une autre source.
Sur cet arbre est calé un rotor denté f (fig. 4) qui engrène avec deux rotors<I>g</I> et<I>h,</I> montés à rotation pour tourner dans un car ter i monté sur des paliers j, j prévus sur l'arbre e.
Deux tiroirs rotatifs<I>la,</I> k, comportant chacun un canal ki susceptible d'être placé de façon à relier deux canaux ii et i2 commu niquant avec la chambre à rotor centrale i' ou à couper la communication entre ces ca naux, sont montés à rotation dans le car ter i. De l'huile est refoulée le long d'un canal prévu dans l'arbre e et jusque dans la chambre i3, par une pompe convenable, et l'action des rotors tend à faire circuler cette huile par les canaux ii, i'.
Si les tiroirs k, k sont placés de façon à ouvrir complètement la communication entre les canaux respec tifs i', i', l'huile circule librement et le carter i reste à l'arrêt. Si les tiroirs sont partiel lement ou complètement fermés, la résistance offerte à. la circulation de l'huile fait tour ner le carter à une vitesse dépendant de la mesure dont les obturateurs sont fermés. Le carter est toujours plein d'huile sous la pres sion de la pompe. L'excès d'huile peut quitter la chambre par des canaux analogues aux canaux a' représentés sur la droite de la fig. 4.
Pour permettre de régler la position des tiroirs<I>le,</I> k, ils sont munis de couronnes den tées 7c2, k' qui engrènent avec un pignon central k 3 (fig. 3). Le moyeu de ce pignon k' est taraudé pour recevoir un manchon fileté an' d'un moyeu ira convenablement monté sur l'arbre e.
Un mouvement longitu dinal peut être imprimé au moyeu in par uné pièce m' dont le moyeu est taraudé et monté sur une vis m3 pouvant recevoir un M#mvement de rotation par l'intermédiaire de pignons coniques m' et m', ce dernier étant fixé sur une broche in' que l'on peut faire tourner à l'aide d'une manivelle m'.
Le mouvement longitudinal du moyeu in le long de l'arbre e imprime, à l'aide du manchon fileté në, un mouvement de rota tion partiel au pignon k3 et assure ainsi le réglage par rotation des tiroirs k. Un man chon i4, sur lequel est fixée une roue dentée <I>i',</I> est assujetti au carter<I>i.</I> Il est évident que par un réglage approprié des tiroirs k, la roue dentée i' peut être amenée à tourner constamment à toute vitesse, soit à celle de l'arbre primaire e, soit à une vitesse infé rieure.
La roue dentée i' engrène, par l'intermé diaire d'un pignon fou i6 (fig. 2), avec un pignon<I>i'</I> fixé sur un arbre n parallèle à l'ar bre e. Cet arbre<I>n</I> porte un rotor n' qui en grène avec deux rotors n', <I>n',</I> montés à rota tion dans un carter n3 et destinés à faire cir culer de l'huile d'une chambre centrale n' à travers des canaux qa', n', la communication entre ces derniers étant réglée par des tiroirs rotatifs o, o.
Des couronnes dentées, prévues sur ces tiroirs rotatifs, engrènent avec un pignon p pouvant tourner autour de l'arbre ya et pouvant être réglé circonférentiellement par un manchon fileté r réglable longitudi nalement à l'aide d'une cheviller'. Cette dernière, qui passe par une fente ni' de l'ar bre n, en venant de l'intérieur de cet ar bre est porté par un manchon taraudé r' vissé sur une vis r3 fixée de façon à pouvoir tourner avec une roue à chaîne r' (fig. 2 et 1);
cette roue r4 est reliée par une chaîne r' et une roue à chaîne r6 à l'arbre du rou leau de mesure ou de réglage b.
Toute variation de la position angulaire ou rotative des tiroirs o, o a évidemment pour effet de faire varier la vitesse à la quelle le carter n3 est entraîné.
Un manchon s est fixé sur le carter n3 et porte une roue dentée s' engrenant avec une roue dentée s2 calée sur un arbre s3 por tant une roue dentées' qui engrène avec une roue dentée ai calée sur l'arbre du rou leau récepteur a.
L'appareil décrit, appliqué au mécanisme de la fig. 1, fonctionne de la façon suivante: La roue dentée i', et par conséquent l'arbre de rotor n, sont entraînés à une vi- tésse constante prédéterminée, c'est-à-dire à la vitesse imprimée à l'arbre e et modifiée par le réglage des tiroirs lc, <I>le.</I> Si la vitesse à laquelle le rouleau de mesure ou de ré glage tourne, en raison du passage de la chaîne autour de lui, devait rester constante, les tiroirs o, o resteraient dans une position telle qu'ils assureraient une commande cons tante à la roue dentée s4. Cependant,
étant donné que le diamètre de la masse de fil se trouvant sur le rouleau récepteur a augmente, le rouleau b tend à tourner plus rapidement et il se produit ainsi une différence entre les vitesses de rotation de l'arbre n et de la roue à chaïne r4. En conséquence, cette dernière fonctionne pour faire tourner progressive ment les tiroirs o, o et pour maintenir ainsi l'état constant d'équilibre tel qu'il existait, la vitesse de rotation du rouleau a étant pro gressivement réduite au fur et à mesure que son diamètre augmente.
Si le mécanisme de la fig. 1 comprend aussi une machine à encoller les chaînes, une commande peut rationnellement être trans mise d'une roue dentée i8, montée sur le manchon i', aux rouleaux apprêteurs ou four nisseurs placés à l'extrémité opposée de la machine, de façon à pouvoir coordonner' et régler la vitesse à laquelle ces rouleaux sont entraînés avec la vitesse constante prédéter minée, telle que réglée en manaeuvraut la ma= nivelle m'.
Bien que l'appareil susdécrit constitue une forme d'exécution pratique de l'invention et que l'on préfère adopter en raison de sa sensibilité, il est évident que diverses autres formes d'exécution peuvent être utilisées pour produire la variation nécessaire de la vitesse de rotation du rouleau récepteur ou livreur proportionnellement à la diffé rence entre la vitesse constante prédéterminée et celle d'un organe tournant à une vitesse déterminée 'par celle d'un rouleau de mesure ou de réglage sur lequel la matière passe au cours de son trajet du rouleau fournisseur au rouleau récepteur.
La fig. 5 représente une seconde forme d'exécution de l'appareil appliquée à un mé canisme analogue à celui de la fig. 1. Dans ce cas, la roue à chaîne r4 est montée folle sur un arbre t et est munie d'un moyeu fi leté r', qui se visse dans l'alésage taraudé d'un manchon C, coulissant sur une clavette placée sur l'arbre t.
Un bras d'un levier ar ticulé zu entre dans une gorge annulaire du manchon t1 et l'autre bras du levier est relié, par une bielle W, à un bras d'un second le vier articulé ace. Les extrémités du levier ec\ s'engagent dans des gorges annulaires des moyeux des éléments mobiles de poulies ex tensibles respectives u3 <I>et</I> u4. L'arbre de la poulie u' est relié, par des pignons u6 et 26e, à l'arbre du rouleau récepteur a.
L'arbre t est entraîné à une vitesse cons tante prédéterminée et, lorsque le diamètre de la masse de fil enroulé sur le rouleau a augmente et que le rouleau b tend ainsi à tourner plus rapidement, la vitesse de rota tion du moyeu fileté r' varie par rapport à celle du manchon t' et un mouvement axial est ainsi imprimé à ce dernier le long de l'arbre t, ce qui a pour effet de faire va rier les diamètres de travail des poulies u3 et u4, en réduisant ainsi progressivement la vitesse de rotation du rouleau a.
Au lieu d'utiliser des poulies extensibles, comme dans la forme d'exécution de la fig. 5, on peut aussi utiliser deux poulies coniques v, v, comme représenté dans la variante de la fig. 6, ou bien le mouvement axial du man chon t' peut être amené à faire varier la vi tesse d'un moteur électrique servant à la com mande du rouleau récepteur.
Dans les mécanismes à vitesse variablé tels que représenté en fig. 1, le remplace ment d'un rouleau récepteur plein par un rouleau récepteur vide nécessite naturelle ment une augmentatiôn de la vitesse de rota tion du rouleau. Les formes d'exécution dé crites de l'appareil selon l'invention assurent rapidement cette augmentation de vitesse et fonctionnent ensuite pour réduire progres sivement la vitesse du rouleau.
Dans le cas d'un rouleau fournisseur (fig. 7), on fait passer les fils entre des rouleaux tireurs dévideurs non représentés, entraînés à la vitesse nécessaire, et un frein convenable 11 est prévu pour régler la vitesse à laquelle la matière quitte le rouleau four nisseur 12. L'un des rouleaux tireurs dévi- deurs tourne à une vitesse constante prédé terminée et est relié à commande à un arbre t sur lequel est monté coulissant un man chon 1l constituant l'organe à vitesse cons tante prédéterminée.
Ce manchon est taraudé et est en prise avec une douille filetée r' tournant librement sur l'arbre L. Cette douille est solidaire d'une roue r4 qui reçoit sa commande par chaîne, d'une roue montée sur l'arbre du rouleau 12. Lorsque le diamètre du rouleau fournisseur diminue, par suite du retrait du fil, sa vitesse de rotation doit augmenter pour maintenir la vitesse de li vraison constante nécessaire.
Lorsque l'arbre du rouleau 12 tourne plus vite, la roue r4 tourne à une vitesse différente de celle de l'arbre t,, ce qui produit un mouvement axial du manchon t' sur la douille r' et par suite une diminution de l'action du frein, de ma nière à maintenir constante la vitesse de dé bit du fil et par suite la tension entre le rouleau fournisseur et les rouleaux tireurs dévideurs. A titre de variante, au lieu de faire varier le freinage, on peut régler la vitesse à laquelle le rouleau fournisseur est entraîné.
La fi-. 8 se rapporte à une application d'un appareil analogue à celui représenté en fi-. 2 à 4. 13.est une pièce d'ouvrage af fectant la forme d'un plateau sur la surface duquel travaille un outil tournant 14, porté par un porte-outil 15, qui est réglable pour déplacer l'outil diamétralement à travers la surface du plateau à l'aide d'une vis 16.
Une roue à chaîne 17, fixée sur la -vis<B>16,</B> est reliée par une chaîne 18 à une roue à ëha3ne 19 fixée sur une vis 20 de tout pas convenable par rapport à celui de la vis 16.
Le moyeu d'une fourchette d'embrayage 21 est monté sur la vis 20 et cette fourchette enserre une roue de friction 22, clavetée sur un arbre 23, qui est relié par une roue à chaîne 24 et une chaîne 25 à la roue r4 d'un appareil tel que représenté dans les fig. 2, 3 et 4.
Le pignon de sortie 84 de cet appareil est en prise avec un pignon 26 calé sur un arbre <B>27.</B> Une roue à chaîne 29, montée sur cet ar bre, relie l'arbre par une chaîne 30 et une roue à chaîne 31 à l'arbre portant la pièce d'ouvrage 13. Une seconde roue à chaîne 32, montée sur l'arbre 27, relie cet arbre par une chaîne 33 et une roue à chaîne 34 à un arbre 35 portant un plateau de friction 36.
Lorsque l'outil 14 est avancé vers le cen tre de la pièce d'ouvrage, la roue de friction 22 est progressivement déplacée vers le cen tre du plateau 36 qui tourne à la vitesse constante prédéterminée. Ce mouvement de la roue 22 a pour effet qu'elle est mise en rotation de plus en plus lentement et par con séquent il en est de même de l'arbre 23 et, par lui, de la roue à chaîne r4. Le résultat de ce ralentissement progressif de la roue r4 est, comme précédemment décrit, une augmentation progressive de la vitesse de la roue de sortie s4 et, en conséquence, de celle de la pièce d'ouvrage.
La fig. 9 se rapporte à une application de l'appareil des fig. 2 à 4 à une variante de la disposition représentée dans la fig. 8. Dans cette disposition, on fait usage de la pression variable exercée sur l'outil pour faire varier la vitesse de rotation de la pièce d'ouvrage et maintenir ainsi constante la -vi tesse de taille.
Selon cette disposition, l'ou til 14 peut coulisser dans son porte-outil 15 contre l'action d'un ressort de compression 37, disposé entre une bride 141 de la tige de l'outil et une bride 381 prévue sur une bride 38 portant une roue dentée 39 et l'élément entraîné 40 d'un embrayage à friction. L'élé ment d'entraînement 41 de l'embrayage à friction reçoit du mouvement à une vitesse constante prédéterminée au moyen d'une roue dentée 42 et d'un pignon allongé 43 de toute source convenable.
La roue dentée 39, montée sur la broche 38, engrène avec un pignon 45 monté à rotation sur le porte-outil 15 et qui engrène aussi avec un pignon allongé 46 portant une roue à chaîne 47 destinée à être reliée par une chaîne à la roue r4 d'un appareil tel que celui représenté dans les fig. 2, 3 et 4, pour régler la vitesse de rota tion de la pièce d'ouvrage. Il est évident que lorsque l'outil entre tout d'abord dans la pièce d'ouvrage près de la, périphérie de cette dernière, il est exercé sur l'outil une certaine pression longitudinale qui est fonction de la vitesse de rotation de la pièce.
Cette pression comprime le ressort 37 et a pour effet qu'une commande est transmise par l'embrayage à friction à une certaine vitesse au pignon 46 et le cas échéant à la roue r4. Lorsque l'outil se déplace vers le centre de la pièce, la vitesse superficielle de la partie de la pièce avec laquelle l'outil vient en prise diminue pro gressivement par suite de la réduction de dia mètre.
Cette réduction "de la vitesse superfi cielle réduit la pression exercée sur le res sort 37 et relâche la pression. exercée sur l'embrayage à friction en augmentant ainsi le patinage de ce dernier et en réduisant la vitesse de rotation imprimée au pignon 46, ce qui a pour résultat qu'en raison de la ré duction de la vitesse de rotation de la roue r4, l'appareil dont fait partie cette roue r4 fonctionne pour augmenter la vitesse de ro tation de la pièce d'ouvrage et rétablir ainsi la pression de travail prédéterminée exercée sur l'outil.
Cette disposition permet aussi, dans le cas où la pression exercée sur l'outil varie par suite de la rencontre d'un noeud ou d'une partie dure dans la matière de la pièce d'ouvrage ou dans le cas de variations du contour de la surface sur laquelle il est tra vaillé, des variations temporaires automa tiques de la vitesse de rotation de la pièce d'ouvrage et empêche ainsi la surcharge ou la rupture de l'outil. L'embrayage à friction 40, 41 est représenté comme étant un em brayage à cônes, mais il peut être un em brayage à disques multiples ou tout autre type convenable d'embrayage.
Les fig: 10 et 11 représentent -une forme d'exécution de l'appareil appliquée au ré glage de la vitesse d'un véhicule à moteur, cet appareil présentant un dispositif pour ne mettre le second organe tournant sous l'in fluence du véhicule moteur qu'à partir d'une certaine vitesse.
Dans cet appareil, un arbre 48, recevant la commande, à toute vitesse constante pré déterminée, par l'intermédiaire d'une roue dentée 481, d'une source convenable non re- préséntée, telle, par exemple, qu'un moteur électrique, porte, claveté de façon à pouvoir coulisser sur lui, un manchon 49. Une partie taraudée 491 de ce manchon attaque le file tage d'une vis 50 pouvant tourner librement sur un prolongement 482 de l'arbre 48.
Une poulie 51, recevant la commande par l'inter médiaire d'un dispositif convenable non représenté à une vitesse proportionnée à celle du véhicule, porte deux cliquets articulés 52, 52, qui sont maintenus par des ressorts 53, 53 dégagés des épaulements 54, 54 d'une came 55 disposée sur la vis 50, lorsque la pou lie 51 est arrêtée ou tourne à faible vitesse.
Un ressort 56, disposé entre une bride 49' du manchon 49 et une pièce à bride 57 pouvant coulisser sur le manchon, est destiné à faire presser la' pièce 57 'contre un bras d'un levier 58 fixé en 59 sur la tige d'une soupape non représentée, réglant la distribu tion de combustible au moteur du véhicule, lorsque le manchon est déplacé axialement vers la droite dans la fi-. 10.
Une transmission 60, comprenant un res sort 61, est disposée entre le levier 58 et la pédale usuelle 601 de l'accélérateur. Ainsi que le montre la fig. 10, l'extrémité du man chon 49 est destinée à venir en contact avec un bras d'un levier 62, articulé en 63 et ayant son autre bras relié à une barre 64 d'actionnement du mécanisme de freins. Une barre 65 permet d'actionner la barre 64 à l'aide de la pédale usuelle 66 ltirsqu'on le désire.
Lorsque le véhicule est arrêté ou marche à faible vitesse, le manchon 49 occupe une position à gauche de celle représentée dans la fig. 10 et les leviers 58 et 62 ne sont pas en prise. De plus, les cliquets 52, 52 sont maintenus dégagés de la came 55 prévue sur la vis 50. Lorsque la vitesse du véhicule at teint une certaine valeur, les cliquets 52 sont amenés par la force centrifuge à attaquer la came 55 et à entraîner la vis 50. Quand la vitesse de la vis devient plus grande que celle du manchon 49, qui tourne à la vitesse cons tante prédéterminée, ce manchon est déplàcé axialement vers la droite dans la fig. 10.
Lorsque la vitesse du véhicule atteint une valeur déterminée, par exemple 50 kilomètres à l'heure, le levier 58 est attaqué et la dis tribution de combustible est réduite, puis en même temps le levier 62 est déplacé pour freiner le .véhicule. Quand la vitesse du véhi cule diminue de nouveau, le rizanchon 49 est amené à reculer vers la gauche, de sorte. que la distribution de combustible et le méca nisme des freins sont laissés sous la com mande habituelle du conducteur.
Il est évident qu'au lieu d'appliquer une forme d'exécution de l'appareil à la limita tion de la vitesse maximum pouvant être at teinte par un véhicule, on pourrait également appliquer une forme d'exécution de l'appareil, avec la même facilité, pour effectuer le ré glage nécessaire lorsqu'il faut que la vitesse, par exemple d'une pièce tournante, ne tombe pas au-dessous d'un minimum prédéterminé.