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APPARU,IL TRANSFORMATEUR DE VITESSES POUR TOUTES APPLICATIONS MECANIQUES.
Il existe de nombreux appareils utilisant des trains d' engrenages à, roues planétaires destinés à multiplier ou démul- tiplier les vitesses de rotation d'un organe récepteur ou d'en faire varier le sens,tels par exemple les palans et les appa- reils de mise en marche des moteurs à explosion.Mais les appa- reils connus de ce genre présentent l'inconvénient de provo- quer un bruit trop considérable ou de constituer une masse trop voluminicuse.
L'appareil faisant T'objet de ce brevet tend à suppri- mer ces inconvénients.Il se caractérise essentiellement en ce que sur l'arbre de commande et sur l'arbre récepteur sont montées librement des flasques entretoisées par des arbres servant d'axes à des roues planétaires en prise,soit avec une ou des couronnes à denture intérieure portées par un plateau calé sur l'arbre récepteur,soit aveo une ou des couronnes à
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denture intérieure portées par le carter,fixe ou mobile de 1' portées appareil,soit avec une ou des roues dentées par l'arbre de commande, de telle sorte que suivant le diamètre primitif de ces différentes roues et couronnes,de même module,se trouvant en prise,on obtiendra des vitesses réduites ou multipliées dans un sens ou dans l'autre,
par une rotation en sens unique de l'ar- bre de commande.
Cet appareil peut trouver de multiples applications dans l'industrie,non seulement il s'emploiera ùtilement dans la con- struction de palans,mais il trouvera emploi aussi dans différen- tes machines-outils,où il permettra la suppression de nombreux organes intermédiaires.
Le dessin annexé à ce mémoire montre, à titre d'exemples, différents modes de construction de l'appareil en question.
Dans sa forme générale,l'appareil comporte un carter ou caisse A pourvu de deux paliers B et 0,traversés l'un par l'ar- bre de commande D et l'autre par l'arbre récepteur E.Ces arbres D et E s'étendent jusqu'en un certain point à l'intérieur du
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carter A,pourvu d'une couronna déniét;
11iL±rlmarc<i<;fiL lf,
Sur l'arbre récepteur E est calé un plateau F portant une couronne dentée intérieurement G,tandis que sur ce même arbre tourne librement un croisillon I formé de deux flasques syrné- triques I et I' tournant librement sur l'arbre de commande D et portant des arbres J sur lesquels sont montées des roues planétaires K,engrénant avec la couronne G et des roues plané- taires L engrenant avec la couronne H.Les roues-planétaires L sont en prise d'autre part avec un pignan calé sur l'arbre mo- teur D,rnu par exemple par une manivelle N.(Fig.I).
Les roues planétaires K et L sont de même module,mais leur nombre de dents varie,il en sera donc de même des couronnes G et H.Si les roues L possèdent un diamètre primitif plus grand que celui des roues K,il en sera de même de la couronne fixe H par rapport à la couronne mobile G, et celle-ci transmettra,par le plateau F,à l'arbre E un mouvement réduit,mais de même sens que celui de l'arbre moteur D.Il en est ainsi dans l'appareil
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représenté schématiquement en Fig. I.
En effet si l'on fait tour- ner la manivelle à droite, le pignon M en engrenant avec les roues L fait tourner le croisillon I,I' également à droite, tandis que les roues planétaires L et K tournent à gauche,de telle sorte que le plateau F est sollicité par deux mouvements en sens contraire,l'un à droite provenant du croisillon I,I', l'autre à gauche provenant des roues K.L' entrainement du pla- teau F vers la droite sera ainsi ramené à gauche d'une quan- tité plus ou moins grande suivant le rapport des diamètres primitifs des roues planétaires K et L et de leurs couronnes respectives G et H,mais finalement le sens de rotation du pla- teau F et par suite de l'arbre récepteur E sera dirigé vers la droite.Si par contre le diamètre primitif de la couronne fixe
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T1 tari p1q:.j ppbi-h Ljuo nn:'l1:
i (ln Tn. nr'uronrtf 1<J1Jilo 0,p f'1pn de rotation du plateau F et par suite de l'arbre E sera diri- gé vers la gauche.
Il est évident d'autre part que si l'on fait attaquer par le pignon M de l'arbre D, non plus la roue L,mais la roue K, comme il est représenté en pointillé en Fig,I,on obtiendra une démultiplication différente et dans le même sens de marche.
Il faut également remarquer que deux systèmes,composés comme il vient d'être décrit,et dont les roues planétaires et les couronnes respectives possèdent des diamètres primitifs inverses l'un par rapport à l'autre ,donneront des rapports de vitesse indentiques,mais de sens contraire,suivant qu'une roue L ou L' attaque une couronne H ou H',celles-ci ayant des
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dit:tznùtrùf:! primitifs différents. Il fiiat bien rainari.iuor quo L marche de paire avec K et L'avec K',les roues G et G' étant identiques aux roues couronnes H et H'.
Dans ces conditions pour obtenir une échelle de vites- ses variée,il est loisible d'utiliser dans un même carter deux ou plusieurs couronnes fixes H et deux ou plusieurs couronnes mobiles G, dont les diamètres primitifs correspondront deux à
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dou'K,et qui peurrsnt pngronpr ror;PQg;;;ÏvnnlPl1t (.l,veç rlp.r.1 couan
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planétaires de diamètre correspondant et de position réglable sur les arbres des croisillons au moyen d'un mécanisme connu approprié;
L'on arrive ainsi à la combinaison représentée en
Fig.2,où le carter A fixé par les oreilles a, et formant comme précédemment carter étanche et bain d'huile,possède des pa- @ liers B et C traversés respectivement par l'arbre moteur D et l'arbre récepteur E.Le carter A porte intérieurement deux couronnes dentées intérieurement H,tandis que le plateau F calé sur l'arbre E porte deux couronnes dentées intérieurement
G.Avec chacune de ces couronnes fixes et mobiles engrènent des roues planétaires K et L tournant librement sur les ar- bres symétriquement opposés des croisillons I,I',montés éga- lement librement sur les arbres D et E.Ces roues planétai- res ont comme les couronnes fixes et mobiles H et C,
des dents en nombre égal deux à deux.Chacun des groupes de roues pla- nétaires KK',LL',engrène avec un des pignons M,M', M" , M''' montés sur l'arbre moteur D.
Par un mécanisme approprié, on peut caler sur les arbres
J des croisillons,à la fois,toutes les roues planétaires K et
L,en laissant libres les roues K' et L',ou vice-versa.Si,par exemple, on a calé les roues K et L,on obtiendra deux vites- ses différentes suivant que le pignon M ou M" transmet le mouvement de l'arbre D. Si l'on décale les roues K et L,et que l'on cale les roues K' et L',suivant que le pignon M' ou M"' entre en action,on obtiendra encore deux vitesses différentes,mais de sens contraire.
Ce résultat est obtenu sans devoir arrêter la manivelle N ou le moteur actionnant l'arbre D,uniquement par l'emploi de deux mécanismes semblables provoquant le calage et le décalas ge des roues planétaires K,K' et L'L'.On pourrait évidemment prévoir un mécanisme qui,en provoquant par exemple,l'engrène- ment des roues K et L,avec leurs couronnes respectives,produit automatiquement le désen rènement réciproque des roues K' et
L',et inversement, au moyen d'un même déplacement des croisil- lons I,I';dans ce cas,on donnerait une double largeur aux pi-
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gnons M,pour leur permettre de garder l'engrènement avec les roues K et L.
Pour multiplier encore le nombre des vitesses transmises on peut monter,sur les arbres des croisillons,des roues sup- plémentaires.Il en est ainsi dans la boite de vitesses repré- sentée en Fig. 3, laquelle comprend deux couronnes dentées mobi- les G portées par le plateau F et deux couronnes dentées fixes H portées par le carter A, comme en Fig.2, Mais les arbres J des tourillans I,I' portent,outre les roues planétaires K et L engrènant avec les couronnes G et H,des roues R,R',.. qui engrènent avec des pignons M montés supplémentairement sur I1 arbre D, jouant ainsi le rôle de harnais.On obtiendra donc au- tant de vitesses supplémentaires qu'il existe de roues R, Dans l'appareil représenté,les bres J sont mobiles longutidinale- ment dans les croisillons I,
I' et sont commandes,par exemple, par des croisillons V,faisant corps avec une buselure taillée en forme de via sans fin V' et actionnée par une roue à vis W, commandée par un moyen approprié.
Il faut remarquer que dans tous les systèmes représentés et décrits,le mouvement peut être donné soit par l'arbre D,soit par l'arbre E,soit encore par le carter A ou même par les croisillons I,I1 calés sur l'arbre D, tandis que les pignons M seront supprimés.Dans ce cas,on obtient encore des réductions .ou des multiplications de vitesses nouvelles.Enfin,on pourrait, mais moins simplement et moins avantageusement,obtenir de fai- bles réductions,en taillant les couronnes G et H extérieurement, en combinant par exemple une couronne G taillée extérieurement avec une couronne H taillée intérieurement ,ou vicé-versa.
Jusqu'ici on a supposé la ou leus couronnes mobiles et la ou les couronnes H fixes, on peut envisager le dispositif in- verse. La couronne H devenant mobile servira alors à transmettre le mouvement réduit dans le carter A,qui deviendra un tambour rotatif dont les tourillons B et C,tournent respectivement sur l'arbre moteur D et sur l'arbre récepteur E,devenu fixe,ainsi que son plateau F.
Une solution caractéristique est donné en
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Fig.4,où. l'on voit par raison d'équilibrage,deux plateaux fixes F disposés symétriquement par rapport à la couronne H mobile avec son carter A,et pourvus chacun d'une couronne G semblable,engrenant avec des roues planétaires K,K' montées sur l'arbre J,qui porte en même temps la roue planétaire L en prise avec la couronne mobile H.Dans ce cas les arbres D et G sont tous deux portés par des supports S,S'.
Sur l'arb bre D sont d'autre part montés de manière réglable les pignons M,M' engrènant respectivement avec les roues planétaires K et L.Sous cette forme le carter A convient tout spéciale- ment comme organe de transmission de mouvement rotatif :pou- lie de transmission,engrenage,tambour de meule, poulie à gradins,poulie à gorge, de même que comme rouleau compres- seur.Si l'on actionne deux groupes de roues planétaires i- dentiques,l'appareil fonctionnera comme un frein,car il ne reculera,ni n'avancera,
Revendications.
2.Appareil transformateur de vitesses pour toutes ap- plications mécaniques,basé sur l'emploi de mécanismes à roues planétaires,caractérisé en ce que sur l'arbre moteur et sur l'arbre récepteur sont montées des flasques entretoisées par des arbres servant d'axes à des roues planétaires en prise soit avec une ou des couronnes à denture intérieure portées par un plateau monté sur l'arbre récepteur,soit avec une ou des couronnes à denture intérieure portée par le carter fixe ou mobile de l'appareil,soit avec une ou des roues den- tées de l'arbre moteur,de telle sorte que suivant le diamètre primitif de ces différentes roues et couronnes,de même mo- dule, se trouvant en prise et la liaison de leurs supports avec les arbres moteur et récepteur,on obtiendra,pour des appareils à applications diverses,
des vitesses réduites ou multipliées, dans un sens ou dans l'autre,par une rotation en sens unique de l'arbre ou de l'organe moteur.
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APPEARED, IT TRANSFORMER OF SPEEDS FOR ALL MECHANICAL APPLICATIONS.
There are many devices using gear trains with planetary wheels intended to multiply or demultiply the rotational speeds of a receiving member or to vary the direction thereof, such as for example hoists and devices. for starting internal combustion engines. But known devices of this type have the drawback of causing too much noise or of constituting too large a mass.
The apparatus which is the subject of this patent tends to eliminate these drawbacks. It is characterized essentially in that on the control shaft and on the receiving shaft are freely mounted flanges spaced by shafts serving as axes. to planetary wheels engaged, either with one or more internally toothed crowns carried by a plate wedged on the receiving shaft, or with one or more crowns
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internal toothing carried by the casing, fixed or mobile of the device, either with one or more toothed wheels by the control shaft, so that depending on the pitch diameter of these different wheels and rings, of the same modulus, are finding it engaged, we will obtain reduced or multiplied speeds in one direction or the other,
by a one-way rotation of the control shaft.
This apparatus can find many applications in industry, not only it will be useful in the construction of hoists, but it will also find use in various machine tools, where it will allow the elimination of numerous intermediate parts.
The drawing appended to this specification shows, by way of example, different modes of construction of the apparatus in question.
In its general form, the apparatus comprises a casing or body A provided with two bearings B and 0, one traversed by the control shaft D and the other by the receiving shaft E. These shafts D and E extend to a certain point inside the
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housing A, provided with a deniet crown;
11iL ± rlmarc <i <; fiL lf,
On the receiving shaft E is wedged a plate F carrying an internally toothed ring G, while on this same shaft rotates freely a cross member I formed of two syringe flanges I and I 'rotating freely on the control shaft D and bearing J shafts on which are mounted planetary wheels K, meshing with the crown G and planetary wheels L meshing with the crown H. The planetary wheels L are engaged on the other hand with a pin wedged on the motor shaft D, rnu for example by a crank N. (Fig.I).
The planetary wheels K and L have the same modulus, but their number of teeth varies, so it will be the same for crowns G and H. If the wheels L have a pitch diameter greater than that of the wheels K, it will be even of the fixed ring gear H with respect to the movable ring G, and the latter will transmit, via the plate F, to the shaft E a reduced movement, but in the same direction as that of the motor shaft D. so in the device
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shown schematically in FIG. I.
In fact, if the crank is turned to the right, the pinion M, while meshing with the wheels L, turns the spider I, I 'also to the right, while the planetary wheels L and K turn to the left, so so that the plate F is requested by two movements in the opposite direction, one on the right coming from the cross member I, I ', the other on the left coming from the wheels KL'. The drive of the plate F to the right will thus be brought back to left of a greater or lesser quantity according to the ratio of the pitch diameters of the planetary wheels K and L and of their respective rings G and H, but finally the direction of rotation of the plate F and consequently of the shaft receiver E will be directed to the right If, on the other hand, the pitch diameter of the fixed crown
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T1 dried up p1q: .j ppbi-h Ljuo nn: 'l1:
i (ln Tn. nr'uronrtf 1 <J1Jilo 0, p f'1pn of rotation of the plate F and consequently of the shaft E will be directed towards the left.
On the other hand, it is obvious that if we make the pinion M of the shaft D attack, no longer the wheel L, but the wheel K, as it is represented in dotted lines in Fig, I, we will obtain a reduction different and in the same direction of travel.
It should also be noted that two systems, composed as it has just been described, and of which the planetary wheels and the respective rings have pitch diameters opposite to each other, will give identical speed ratios, but of opposite direction, depending on whether a wheel L or L 'attacks a crown H or H', these having
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says: tznùtrùf :! different primitives. It is well rainari.iuor quo L goes together with K and L'with K ', the wheels G and G' being identical to the crown wheels H and H '.
Under these conditions to obtain a varied speed scale, it is possible to use in the same casing two or more fixed crowns H and two or more mobile crowns G, the pitch diameters of which will correspond two to
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dou'K, and who fear pngronpr ror; PQg ;;; ÏvnnlPl1t (.l, veç rlp.r.1 couan
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planetary of corresponding diameter and adjustable position on the shafts of the cross members by means of an appropriate known mechanism;
We thus arrive at the combination represented by
Fig. 2, where the casing A fixed by the lugs a, and forming as previously a sealed casing and oil bath, has bearings B and C crossed respectively by the motor shaft D and the receiver shaft E. The housing A carries two internally toothed crowns H, while the plate F wedged on the shaft E carries two internally toothed crowns
G. With each of these fixed and movable crowns meshing planetary wheels K and L rotating freely on the symmetrically opposed shafts of the crosses I, I ', also freely mounted on the shafts D and E. These planetary wheels have like the fixed and mobile crowns H and C,
teeth in an equal number two to two. Each of the groups of planetary wheels KK ', LL' meshes with one of the pinions M, M ', M ", M' '' mounted on the drive shaft D.
By an appropriate mechanism, we can wedge on the trees
J crosses, at the same time, all the planetary wheels K and
L, leaving the wheels K 'and L' free, or vice versa. If, for example, the wheels K and L have been chocked, two different speeds will be obtained depending on whether the pinion M or M "transmits the movement of the shaft D. If the wheels K and L are shifted, and the wheels K 'and L' are chocked, depending on whether the pinion M 'or M "' comes into action, two more speeds will be obtained different, but in the opposite direction.
This result is obtained without having to stop the crank N or the motor actuating the shaft D, only by the use of two similar mechanisms causing the stalling and the offset of the planetary wheels K, K 'and L'L'. obviously provide a mechanism which, by causing for example the meshing of the wheels K and L, with their respective crowns, automatically produces the reciprocal release of the wheels K 'and
L ', and vice versa, by means of the same displacement of the cross members I, I'; in this case, we would give a double width to the pi-
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gnons M, to allow them to keep the mesh with the wheels K and L.
To further increase the number of gears transmitted, additional wheels can be fitted on the spider shafts. This is the case in the gearbox shown in Fig. 3, which comprises two movable toothed crowns G carried by the plate F and two fixed toothed crowns H carried by the housing A, as in Fig. 2, But the shafts J of the journals I, I 'carry, in addition to the planetary wheels K and L meshing with crowns G and H, wheels R, R ', .. which mesh with pinions M mounted additionally on shaft D, thus playing the role of a harness. We will therefore obtain as many additional speeds as 'there are wheels R, In the apparatus shown, the beams J are movable lengthwise in the cross-pieces I,
I 'and are controlled, for example, by crosses V, being integral with a nozzle cut in the form of an endless via V' and actuated by a screw wheel W, controlled by suitable means.
It should be noted that in all the systems represented and described, the movement can be given either by the shaft D, or by the shaft E, or even by the casing A or even by the crosses I, I1 wedged on the shaft. D, while the pinions M will be omitted. In this case, one still obtains reductions. Or new multiplications of speeds. Finally, one could, but less simply and less advantageously, obtain weak reductions, by cutting the crowns G and H externally, for example by combining a crown G cut externally with a crown H cut internally, or vice versa.
Hitherto, it has been assumed that the crown or crowns are mobile and the crown or crowns H are fixed, it is possible to envisage the reverse device. The crown H becoming mobile will then serve to transmit the reduced movement in the casing A, which will become a rotating drum whose journals B and C, turn respectively on the motor shaft D and on the receiver shaft E, which has become fixed, as well as its F.
A characteristic solution is given in
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Fig. 4, where. we see by reason of balancing, two fixed plates F arranged symmetrically with respect to the mobile ring H with its casing A, and each provided with a similar ring G, meshing with planetary wheels K, K 'mounted on the 'shaft J, which at the same time carries the planetary wheel L in engagement with the movable ring gear H. In this case the shafts D and G are both carried by supports S, S'.
On the other hand, the pinions M, M 'meshing respectively with the planetary wheels K and L are mounted on the shaft D in an adjustable manner. In this form the housing A is particularly suitable as a rotary motion transmission member: transmission pulley, gear, grinding wheel drum, stepped pulley, grooved pulley, as well as a compression roller. If two groups of iden- tical planetary wheels are operated, the device will function as a brake , for he will neither retreat nor advance,
Claims.
2. Gear transformer for all mechanical applications, based on the use of planetary wheel mechanisms, characterized in that on the motor shaft and on the receiver shaft are mounted flanges spaced by shafts serving as. axles with planetary wheels engaged either with one or more internally toothed crowns carried by a plate mounted on the receiving shaft, or with one or more internally toothed crowns carried by the fixed or mobile casing of the device, or with one or more toothed wheels of the motor shaft, such that depending on the pitch diameter of these different wheels and crowns, of the same module, being in engagement and the connection of their supports with the motor and receiver shafts , we will obtain, for devices with various applications,
speeds reduced or increased, in one direction or the other, by a one-way rotation of the shaft or the motor member.
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