Dispositif de variation progressive de vitesse par courroie passant sur des poulies à diamètre progressivement variable La présente invention concerne un dispositif de variation progressive de vitesse par courroie passant sur des poulies à diamètre progressivement variable, utilisé dans la commande des organes de machines, de machines-outils notamment.
Elle a pour but, afin d'éviter les défauts des com mandes connues, de réaliser une commande asser vie, souple, rapide, précise, ne nécessitant qu'un fai ble effort de manoeuvre, exemple de réactions sur les organes de commande et capable d'un long fonc tionnement sans usure notable.
A cet effet, suivant l'invention, le dispositif com prend un mécanisme qui fait varier les diamètres d'enroulement de la courroie, ce mécanisme étant actionné par un fluide sous pression, qui agit pour chaque poulie dans un espace clos de volume varia ble solidaire de cette poulie, la quantité de fluide présent dans cet espace clos étant réglée par un dis tributeur à organe pilote de commande coopérant avec un élément suiveur, dont la position est asser vie à celle d'organes dont dépendent les diamètres d'enroulement de la courroie sur lesdites poulies.
Dans une forme d'exécution particulière du dis positif appliqué à des poulies pour courroies trapé zoïdales comprenant deux joues mobiles axialement l'une par rapport à l'autre sous l'action d'un piston mû par un fluide sous pression et solidaire de l'une desdites joues ledit piston constitue ledit élément sui veur et un distributeur à tiroir coulissant est formé par la coopération dudit piston suiveur avec un or gane pilote de commande disposé coaxialement et coulissant et qui présente des canaux longitudinaux,
respectivement pour l'arrivée de fluide sous pression et son évacuation .
Dans une autre forme d'exécution du dispositif de variation progressive de vitesse, une seule poulie comporte un organe de commande de variation de son diamètre, l'autre poulie ayant ses deux joues sollicitées en permanence l'une vers l'autre par une force axiale, ladite force axiale est produite par un fluide sous pression provenant de la même source d'alimentation que le fluide sous pression agissant sur l'autre poulie,
et la surface de poussée dudit fluide est inférieure à la surface de poussée du fluide dans l'autre poulie.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif de l'objet de l'in vention. . Dans ce dessin la fig. 1 montre une coupe longitudinale dudit dispositif ; la fig. 2 est une vue schématique de l'ensemble du dispositif avec une tringlerie de manoeuvre. Dans la forme d'exécution du dispositif repré senté aux fig. 1 et 2, on voit une joue 1, munie d'un prolongement tubulaire 2 -à alésage 3 qui est clavetée et bloquée sur l'extrémité conique d'un ar bre 4 du moteur électrique 5.
Sur ce prolongement tubulaire 2 sont usinées des cannelures 6 sur les quelles se centre une joue 7, à cannelures corres pondantes, munie de deux doigts 8 qui passent par des rainures 9 de longueur suffisante, et s'engagent dans des trous percés dans un piston 10 qui peut coulisser, à frottement doux, dans l'alésage 3. Ce piston 10, porteur d'un anneau d'étanchéité #11, a un alésage central 12, borgne, et il est percé longi tudinalement d'un nombre convenable de trous 14 qui débouchent dans un rainure intérieure 15, déli mitée par des faces 16 et 17.
Le piston 10 peut buter sur un disque 18, ayant un alésage de, même diamètre que l'alésage 12, et qui se centre serré, dans l'alésage 3 ; ce disque 18 est arrêté, longitudi nalement, par un jonc, et il est muni de deux an neaux d'étanchéité 20 et 21.
Dans l'alésage du disque 18 et dans l'alésage 12 du piston 10 s'engage, à frottement doux, et de fa çon étanche, un distributeur 22, traversé par un trou axial 23, et percé de trous longitudinaux 24 qui dé bouchent,- d'une part, dans une rainure extérieure 25 et, d'autre part, dans une rainure intérieure 28 dans laquelle aboutit un trou fileté 29, sur lequel se raccorde le tube 60, partiellement souple, qui amène le liquide sous pression.
-La rainure 25 et l'extrémité du distributeur 22 sont séparés par une partie cylin drique, délimitée par des faces 26 et 27, la longueur de cette partie cylindrique correspondant à la lar geur de la rainure 15, ou légèrement plus grande, de préférence. En bout du distributeur 22 est monté un tube 31, en partie souple, destiné au retour du liquide dans une bâche 32 où il sera repris pour, après filtrage, rentrer à nouveau dans le circuit en pression.
Le coulissement du distributeur 22 est commandé par un levier 33 oscillant autour d'un axe 34 et at telé par biellette 35 à une manette 36 se déplaçant sur un secteur gradué 37. Le distributeur 22 est ar rêté en rotation par son levier de commande 33 ou par tout autre moyen, de telle sorte que le piston 10, le disque 18, et l'ensemble du dispositif tourne ront par rapport à lui, d'ailleurs sans exercer d7ef- fort, et sous graissage abondant, le liquide sous pres sion utilisé étant de l'huile, de préférence.
Les joues 1 et 7 constituent une poulie motrice sur laquelle s'enroule une courroie trapézoïdale 38 qui passe sur une poulie réceptrice constituée par une joue 39 solidaire d'un= arbre 41 qui entraîne en rotation, par cannelures, une joue 40 qui coulisse sur lui. Cet arbre 41 peut avoir un déplacement sui vant son axe, de longueur suffisante pour permettre à la poulie constituée par les joues 39 et 40 de sui vre les déplacements latéraux de la courroie 38 pen dant la variation de ses diamètres d'enroulement.
L'arbre 41 est alésé sur une longueur suffisante et il tourne dans des paliers 44 et 45, portés par des flasques 46 et 47 du bâti. Un pignon 48, calé sur l'arbre 41, engrène avec une roue 49 qui sera, par exemple, montée sur la broche de la machine (non représentée).
Un piston 51, muni d'un anneau d'étanchéité 50, coulisse à frottement doux, dans l'alésage de l'arbre 41 et il est relié à la joue 40 par des doigts 53 qui passent au travers de rainures 54, ménagées à cet effet, de sorte que tout déplacement longitudinal du piston 51 entraînera celui de la joue 40. L'arbre 41 est fermé en bout par un fond 55, porteur d'un an neau d'étanchéité 56, et il est arrêté en position par un jonc.
Le piston 51 est traversé par un alésage axial 58 dans lequel passe un tube 59, issu d'un raccord 52, qui s'y engage, avec une étanchéité suffisante, mais librement, de préférence ; le raccord 52 est en communication, par un tube 42, avec la source de liquide sous pression (non représentée).
La surface utile du piston 51 est plus petite que la surface utile du piston 10. Le fonctionnement a lieu de la façon suivante Le moteur électrique 5 commande, par l'arbre 4, la rotation de la poulie motrice, à joues 1 et 7. Cette rotation est transmise par la courroie trapé zoïdale 38 à la poulie réceptrice, à joues 39 et 40. Le liquide sous pression arrive par les tubes 42 et 60 et emplit les canalisations et les espaces compris entre le piston 10 et le fond constitué par le disque 18 et entre le piston 51 et le fond 55.
La manette 36, la biellette 35 et le levier 33 commandent le distributeur 22 dont le coulissement déterminera ou autorisera le déplacement ou l'arrêt du piston 10 de la façon suivante Dans la position de la fig. 1, la partie cylindri que du distributeur 22, délimitée par les joues 26 et 27, obture la rainure 15, délimitée par les faces 16 et 17. Si, partant de cette position, le distributeur 22 se déplace vers la droite, le bord de la face 27 découvre le bord de la face 16 établissant ainsi la communication entre la source du liquide sous pres sion et la face du piston 10 par les tubes et canaux 14, 24 et 60.
Le piston 10 reçoit alors une poussée vers la droite qui se transmet à la joue de la poulie 7 par les doigts 8 ; cette poussée est équilibrée par la poussée de même force et de sens opposé, qu1 agit sur le disque 18, lequel la répercute sur la joue 1, de sorte que la courroie 38 est prise entre deux forces égales et opposées. Le distributeur 22 stoppé, la pression qui s'exerce sur le piston 10 le déplace jusqu'à ce que le bord de la face 16, de la rainure 15, vienne au ras du bord de la face 27 du distri buteur 22 ; le piston 10 s'arrête et le liquide incom pressible empêche son mouvement vers la gauche.
Si le distributeur 22 se déplace vers la gauche, le bord de sa face 26 découvre le bord de la face 17 de la rainure 15, ce qui met en communication l'espace entre le piston 10 et le disque 18, les trous 14, avec le trou central 23 et le tube 31, et permet, sous la poussée du piston 10, l'évacuation sans pres sion appréciable du liquide dans la bâche 32. Lorsque le distributeur 22 arrête sa course vers la gauche, le piston 10 peut continuer son déplacement dans le même sens jusqu'à ce que le bord de la face 16, de la rainure 15, s'aligne sur le bord de la face 26 du distributeur et obture ainsi la rainure 15, ce qui stoppe le piston 10.
On voit qu'à tout déplacement à droite ou à gauche du distributeur correspond une position précise du piston 10, ainsi asservi à son mouvement.
La courroie 38, qui passe entre les joues 1 et 7 de la poulie motrice, a une longueur constante et s'enroule sur la poulie réceptrice à joues 39 et 40. Le liquide sous pression qui arrive par le tube 42 est conduit par le tube 59 et l'alésage 58 entre le piston 51 et le fond 55 sur lesquels il exerce une force sensiblement égale et de sens contraire ; celle qui pousse sur le piston 51 est transmise par les doigts 53 à la joue 40 et celle qui agit sur le fond 55 se répercute sur la joue 39, de sorte que la cour roie 38 est serrée, par les joues 39 et 40, par deux forces opposées.
L'intensité des forces qui serrent la courroie 38 dépend, à pression égale, de la surface utile des pis tons 10 et 51 ; le piston 10 ayant, par construction, une surface utile supérieure -à la surface utile du piston 51, le serrage qu'il provoque sur la courroie 38 sera supérieur à celui créé par le piston 51.
D'autre part, par suite de l'effet du distributeur 22, la force qui s'exerce sur le piston 10 peut, ou correspondre à sa surface et à la pression reçue, ou être supprimée quand le distributeur 22 obture l'ar rivée du liquide sous pression, bloquant ainsi le pis ton 10, ou encore, être annulée lorsqu'il permet l'évacuation dudit liquide vers la bâche 32.
Quand le distributeur 22 autorise l'évacuation du liquide vers la bâche 32, la pression exercée par les joues 1 et 7 sur la courroie 38 s'annule, tandis que son serrage, par les joues 39 et 40 sur ses côtés inclinés, est toujours maintenu, ce qui l'oblige à s'écarter du centre de rotation en augmentant son diamètre d'enroulement et fait, sa longueur étant constante, qu'elle diminue obligatoirement son dia mètre d'enroulement sur la poulie motrice dont la joue 7 s'écarte de la joue 1 et entraîne le piston 10 qui refoule le liquide au travers des trous 14, 23 et le tube 31, vers la bâche 32.
La courroie 38 ainsi amenée à l'enroulement de diamètre maximum sur la poulie réceptrice à joues 39 et 40 et au plus petit diamètre possible sur la poulie motrice à joues 1 et 7, en passant progressi vement par tous les diamètres intermédiaires, donne la démultiplication minimum entre les arbres 2 et 41. Si, dans cette position, on déplace le distributeur 22 vers la droite de figure, le liquide sous pres sion, comme déjà expliqué, arrive, entre le piston 10 et le disque 18, et crée les forces de serrage dont la réaction sur les faces de la courroie 38 sont supé rieures, comme il a été dit plus haut, à celles créées sur ladite courroie 38 par l'effet de la pression en tre le piston 51 et le fond 55.
Par suite de cette dif férence d'action, les joues 1 et 7 se rapprocheront, et la courroie, de longueur constante, est tirée et écarte progressivement, à l'encontre de la poussée du piston 51, les joues 39 et 40_ de la poulie réceptrice, en passant par tous les diamètres d'enroulement in termédiaires, jusqu'au diamètre d'enroulement mini mum comme indiqué fia. 1 et 2.
Chaque position du distributeur 22 détermine, comme exposé précédemment, une position corres pondante du piston 10 et stabilise la courroie 38 à un enroulement qui donnera un rapport de vitesse de rotation défini entre les arbres 4 et 41 ; cette po sition du distributeur sera avantageusement repérée sur un secteur tel que 37, ou analogue, à graduation étalonnée, simple ou multiple, pour donner une indi cation convenable de la vitesse de l'arbre récepteur, ou de la broche de la machine.
On combinera, avec avantage, la poussée sur le piston 51, produite par le liquide sous pression, avec une poussée élastique, d'intensité croissante avec l'écartement des joues 39 et 40 ; il suffira, pour cela, de disposer un ressort (non représenté), entre le pis ton 51 et le fond 55, concentriquement à l'axe.
Il sera avantageux, pour alimenter en fluide sous pression le dispositif décrit, d'utiliser une pompe comportant une soupape de décharge, de façon à maintenir le liquide sous pression. sensiblement cons tante, dans le circuit hydraulique, malgré les fuites possibles qui auront tendance à augmenter avec l'usure, de sorte que le bon fonctionnement et l'effi cacité de la commande resteront inchangés pendant une longue durée d'utilisation.
La description qui précède montre que les for ces engendrées par le liquide sous pression dans le dispositif en question sont convenablement équili brées et n'exercent aucune réaction nuisible extérieu re au système. On emploiera, avec avantage, l'huile de graissage de la machine, comportant le dispositif décrit, comme liquide moteur sous pression, ce qui aura l'avantage d'assurer un graissage efficace et évi tera toute usure notable.
L'effort pour la commande des variations de rap port de vitesse se réduit à l'effort nécessaire pour mouvoir le distributeur 22, lequel n'oppose qu'une très faible résistance à son déplacement qui pourra être lent ou rapide, soit vers la droite, soit vers la gauche de figure en déterminant un changement de rapport de vitesse progressif, lent ou accéléré, sui vant les besoins.