<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION en :B E L G I Q U E " MECANISME DE TRANSMISSION " @ La présente invention conclerne un mécanisme pour transmission de la puissance d'un organe moteur à un arbre résistant, suivant une loi qui peut être déterminée à l'avance, ce mécanisme ayant un fonctionnement basé sur les propriétés des volants gyroscopiques..
On sait que lorsqu'on fait pivoter un gyros- cope autour d'un axe contenu dans le plan du volant, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe de rotation de ce volant, on donne naissance à un couple de renversement
<Desc/Clms Page number 2>
dont l'axe est perpendiculaire à l'axe autour duquel on fait pivoter le volant. On voit ainsi que chacun des trois axes: axe de rotation, axe de pivotement et axe du couple, est respectivement perpendiculaire aux deux autres.
Le mécanisme de transmission conforme à l'in- vention comprend un volant gyroscopique dont la rotation est entretenue de toute manière connue, électriquement par exemple; ce volant est maintenu à l'intérieur d'une armature comportant des tourillons perpendiculaires à l'axe du volant et montés aux extrémités d'une fourche solidaire d'un arbre secondaire ou résistant.
D'autre part, l'organe moteur est lié aux tou- rillons de l'armature du gyroscope de manière à pouvoir imprimer à ces tourillons une succession de pivotements d'amplitude de 180 degrés, alternativement dans un sens et dans l'autre.
A cet effet,l'organe moteur actionne une fourche ou un collier engagé dans une gorge pratiquée sur un cou- lisseau susceptible de se-déplacer le long de l'arbre résistant tout en participant à sa rotation; ce coulis- seau étant, par ailleurs, relié à l'armature du gyroscope par l'intermédiaire d'un système mécanique convenable, bielles et manivelles, pignon et crémaillère, etc.....
L'invention est illustrée, à titre d'exemple, aux dessins annexés dans lesquels:
La fige 1 montre une première forme d'exécution schématisée du mécanisme.
La fig. 2 montre la coupe d'une variante plus perfectionnée.
Les fig. 3 et 4 montrent respectivement en
<Desc/Clms Page number 3>
élévation et en plan, un mécanisme complet de transmission.
La fige 5 montre une coupe en plan de la partie centrale de la figo 4.
La fige 6 montre un mécanisme complet conforme à la fige 1.
La fige 7 est une vue de détail de la partie droite de la fig. 6.
Sur la fige 1, on voit en 10 un volant gyrosoo- pique dont la rotation est supposée entretenue par tous moyens appropriés. Ce volant possède un axe de rotation 11, maintenu dans une armature quadrangulaire 12 qui, par ailleurs, comporte deux tourillons 13 et 14 dont l'axe passe par le centre du volant 10 et est perpendiculaire à l'axe de rotation 11 de ce volant.
Les tourillons 13 et 14 sont maintenus aux extré- mités des branches d'une fourche 15 solidaire d'un arbre secondaire ou résistant 16 supporté par un palier 17 du bâti.
Entre l'arbre 16 et le palier 17 est intercalé un mécanisme à roue libre ou enoliquetage séleoteur analogue 9, de toute disposition connue, dont le rôle est de permettre à l'arbre 16 de ne tourner que dans un seul sens.
L'arbre secondaire 16 comporte une région telle que 18, sur laquelle un coulisser 19 peut,se déplacer lon- gitudinalement, tout en participant à la rotation de l'arbre.
A cet effet, suivant l'exemple représenté, la partie 18 pos- sède une section carrée et le coulisseau 19un canal central de section correspondante.
Extérieurement, le coulisseau 19 comporte une gorge circulaire 20 entre les joues de laquelle rengage une fourche ou un oollier 21 formé à l'extrémité d'une
<Desc/Clms Page number 4>
tige 22 à laquelle les organes moteurs (non représentés) donnent un mouvement de va-et-vient d'amplitude convenable.
D'autre part, le coulisseau 19 est àolidaire d'une tige coudée 23, à l'extrémité de laquelle est formée une denture de crémaillère 24 en prise avec un pignon 25 monté sur le tourillon 14 de l'armature 12.
Entre l'arbre secondaire 16 et l'arbre d'utilisa- tion 26, soutenu par un palier 27, est prévu un second en- cliquetage 28, ou encliquetage moteur, semblable à l'en- cliquetage 9 et dont le sens de sélection est tel que l'arbre secondaire 16 puisse entrainer l'arbre d'utilisation 26, mais grâce auquel ce dernier arbre peut librement tourner lorsque l'arbre 16 est arrêté par l'encliquetage 9.
Le fonctionnement du mécanisme ainsi décrit est le suivant:
En supposant que les organes moteurs confèrent à la tige coudée 22 un mouvement de va-et-vient, cette tige transmet ce mouvement au coulisseau 19 sans être gênée par la rotation de ce coulisseau. La translation du coulisseau 19 produit le déplacement de la denture de crémaillère 24 et le pivotement de l'armature 12 par rap- port à la fourche 15'
Ce pivotement de l'armature 12 produit, en raison de la rotation propre du volant gyroscopique 10, un couple appliqué aux tourillons 13 et 14 et dont l'axe est toujours perpendiculaire à la fois à l'axe 11 du volant et aux tourillons 13 et 14.
On conçoit que lorsque l'axe du couple est per- pendiculaire à l'arbre secondaire 16, aucune rotation ntest transmise à la fourche 15. Cependant à mesurer que l'arma-
<Desc/Clms Page number 5>
ture 12 pivote par rapport à la fourche 15, l'axe du couple pivote avec elle, de sorte qu'un couple de rotation se trouve appliqué à la fourche 15, et par suite à l'arbre résistant 16; ce couple, qui est d'abord nul lorsque le plan de l'armature 12 comprend l'axe de l'arbre résistant 16, augmente peu à peu de valeur jusqu'à passer par un ma- ximum lorsque le plan de l'armature 12 est perpendiculaire à l'arbre résistant 16. Le couple appliqué à la fourohe 15 décroit ensuite jusqu'à s'annuler lorsque le demi-tour de l'armature 13 est accompli.
Il y a lieu de remarquer que le sens du couple qui prend ainsi naissance dans la fourche 15 est indépen- dant du sens dans lequel on fait pivoter l'armature 12; il ne dépend que du sens de rotation du volant 10.
Or, comme, après un demi-tour, le volant 10 s'est retourné, tout se passe comme si ce volant tournait en sens contraire; on conçoit donc que le couple appliqué à la fourche 15 s'inverse à chaque demi-tour, soit que l'on fasse pivoter l'armature 12 toujours dans le même sens, soit qu'on inverse le pivotement de cette armature.
Il en résulte que l'arbre secondaire 16 aurait tendance à tourner alternativement dans un sens et dans l'autre. Or, comme l'encliquetage 9 l'oblige à ne tourner que dans un seul sens, 1 arbre 16 donnera lieu à une suc- cession de demi-courses motrices entre lesquelles s'inter- oalent des temps d'arrêt, chaque demi-course motrice de l'arbre 16 entrainant l'arbre d'uilisation 26 grâce à l'encliquetage moteur 28; l'arbre secondaire 16 passant progressivement et sans choc, par suite de son inertie, de l'immobilité à la vitesse limite qui lui est'jassignée par
<Desc/Clms Page number 6>
l'arbre d'utilisation 26, et inversement.
La fig. 2 montre une variante suivant laquelle les mécanismes d'encliquetage 9 et 28 peuvent être suppri- més, de sorte que l'arbre résistant 16 peut être directe- ment accouplé aux appareils d'utilisation ; surcette fi- gure on reconnaît la plupart des organes représentés sur la fig. l, a'est-à-dire la tige 22, la fourche 21, la gorge 20, le coulisseau 19, la tige 23, la crémaillère 24, le pignon 25 et les tourillons 13 et 14 montés dans la fourche 15 solidaire de l'arbre résistant 16.
Cependant, l'armature qui maintient le gyros- cope, se présente ici sous la forme d'un tube 29 à l'inté- rieur duquel peut coulisser une enveloppe cylindrique 30 contenant le volant gyroscopique 31 maintenu par des roulements à billes 32.
Le volant gyroscopique 31 est creux, et contient une sorte de noyau 33 fixé à l'enveloppe 30 et comprenant tous les organes électro-magnétiques nécessaires à l'enre- tien de la rotation du volant 31; d'ailleurs, ce problème est parfaitement résolu à l'heure actuelle et en dehors de la présente invention.
Suivant l'axe de l'arbre résistant 16, se présente également un deuxième tube 34 muni de tourillons 35 portés par deux paliers (non représentés) du bâti ; ces tourillons sont soumis à des demi-rotations successives par l'inter- médiaire d'un mécanisme à pignon et crémaillère 36 conve- nablement agencé.
A l'intérieur du tube 34 peut se déplacer une sorte de piston 37, dans lequel on entretient une certaine aimantation au moyen, par exemple, d'un bobinage électrique 38. Cette aimantation est susceptible d'agio sur l'enveloppe 30 qu'on a soin de prévoir magnétique à cet effet.
@
<Desc/Clms Page number 7>
Extérieurement, la surface de l'enveloppe 30 est prévue sphérique, de même que la surface du piston aimanté 37, de manière à permettre le déplacement en tous sens de l'enveloppe par rapport au piston.
La tige 39 du piston 37 est elle-même animée d'un mouvement reotiligne alternatifo Le fonctionnement de la variante ainsi représentée est d'abord identique à celui-ci-dessus décrit.
Lorsque l'ensemble de l'armature 29 et du volant gyroscopique 31 a effectué un pivotement d'un demi-tour correspondant à une demi=rotation utile de l'arbre 16, l'axe de rotation du gyroscope se retrouve dans le prolon- gement de l'arbre 16, c'est-à-dire dans la position de la figure.
Si, à ce moment, on poursuivait le pivotement de l'armature, la rotation de 1 arbre 16 s'effectuerait en sens inverse et serait par conséquent nuisible.
Pour que cette rotation s'effectue dans le même sens, il est nécessaire d'inverser la rotation du volant 31 et, suivant la disposition représentée, on fait à ce moment, coulisser le piston 37 de manière à entrainer l'enveloppe 30 et à lui faire quitter l'armature 29 pour s'engager dans l'armature auxiliaire 34.
On fait alors pivoter d'un demi-tour l'arma- ture auxiliaire 34 em agissant sur le système pignon- crémaillère 36 de sorte que le volant 31 se trouve dans une position telle que sa rotation est inversée.
Il suffit donc, à ce moment, de faire coulis- ser à nouveau le piston 37 pour ramener l'enveloppe 30 dans l'armature 29; dès lors le pivotement de cette
<Desc/Clms Page number 8>
armature 29 autour des tourillons 13 et 14 engendrera une nouvelle demi-rotation utile de l'arbre résistant 16.
Par suite, cet arbre tournera constamment dans le même sens et le problème posé se trouve résolu.
Le retournement de l'enveloppe 30 contenant le volant gyroscopique 31, par pivotement de l'armature auxiliaire 54, donne également naissance à un couple dont ltaxe est perpendiculaire à l'axe de rotation du volant et à l'axe des tourillons 35, mais si ces tou- rillons sont soigneusement assujettis dans le bâti au moyen de paliers à billes par exemple; ils ne donnent naissance à aucun couple résistant notable et la dépense d'énergie employée pour le retournement du volant gyros- copique est très faible.
On peut profiter du temps pendant lequel l'en- veloppe 30 opère sa translation dans l'armature auxiliaire 34 pour communiquer électriquement au volant 31 une pro- vision d'énergie.
A cet effet, la tige 39 du piston 37 est conduc- trice, et se trouve à ce moment en contaot avec un frot- teur convenablement placé, le retour de l'électricité s'effectuant par la masse des organes.
Or, la tige 39 est, pendant la translation de l'enveloppe 30, en contact avec un plot isolé 41 de cette enveloppe, ce plot étant relié électriquement au noyau 33 qui, ainsi qu'il a été dit ci-dessus, provoque la ro- tation du volant 31.
Les fig. 3, 4 et 5 sont relatives à une forme de réalisation plus complète du mécanisme conforme à l'invention.
<Desc/Clms Page number 9>
Comme le montre la fige 8, le volant gyrosoo- pique 31 est disposé, comme dans la variante de la fige 2, autour d'un noyau fixe 33 agencé de manière à permettre électriquement l'entretien de la rotation du volaht 31.
Ce volant est maintenu,, par des roulements à billes 32, dans une enveloppe cylindrique 30, qui est elle-même conte- nue dans une armature 29 par l'intermédiaire d'un tube 42 reposant sur des billes 74, de sorte que le tube 42, bien qu'entraîné avec l'armature 29, peut tourner librement autour de son axe
L'armature 29 a une surface extérieure sphérique, de manière à déterminer une même sphère que les extrémi- tés de l'enveloppe 30. Cet ensemble est maintenu dans une sorte de ceinture 43 à laquelle est fixé l'arbre seoon- daire 16. A sa partie antérieure, la ceinture 43 forme un anneau 44 ( fige 3 et 4) qui, d'une part, est appuyé , par l'intermédiaire de billes 45, contre un anneau fixe 46 du bâti et, d'autre part, reçoit les tourillons 13 et 14 de l'armature 29.
L'arbre 16 est, par ailleurs, maintenu par un palier 64 et buté contre lui par l'intermédiaire de billes-85 et d'un collet 66 solidaire de l'arbre.
Le tourillon 14 porte une manivelle 47 articulée en 48 à une biellette 49 qui est elle-même attachée en 50 à l'extrémité d'un levier 51 pivotant autour d'un axe 52 de l'anneau 44 et articulé en 54 à une bielle 55 attachée à une broche 56 faisant partie d'un coulisseau 57 suscep- tible de se déplacer sur la partie carrée 18 de l'arbre 16 tout en participant à sa rotation.
Le levier 51, pivotant autour de l'axe 52
<Desc/Clms Page number 10>
possède un arceau 68 qui contourne la ceinture 43 et pivote autour d'un axe 67 situé dans le prolongement de l'axe 52. Par ailleurs, l'arceau 68 est articulé en 69 à une bielle 55 identique à celle précédemment décrite; cette bielle étant liée au coulisseau 57 par une deuxième broche 56 .
Le coulisseau 57 est entouré, par l'intermé- diaire d'un roulement à billes, par un collier 58 de part et d'autre duquel s'étendent deux broches 59 auxquelles est attachée une bielle en forme de fourche 60.
La bielle 60 est fixée en 61 à un bras 62 libre- ment articulé autour d'un axe 63 du bâti, et auquel les organes moteurs donnent un mouvement oscillatoire d'une amplitude déterminée.
De même que la variante de la fig. 2, la forme d'exécution des fig. 3, 4 et 5 comporte un tube 34 de retournement du gyroscope; ce tube 34 possède des tourillons 35 solidement maintenus dans le bâti et l'un de ces tourillons est solidaire d'une petite manivelle 70, attachée par l'intermédiaire d'une biellette 71 à un levier 72 pivotant dans une portée 73 du bâti et articulé à l'extrémité d'une bielle 75 attachée, d'autre part à un bras 76 pivotant librement autour de l'axe 63 et rece- vant des organes moteurs un pivotement alternatif d'am- plitude et de cadence convenable-
De même que précédemment, le tube 34 contient, comme le montre la fig. 5, un piston magnétique 37 porté à l'extrémité d'une tige 39;
cette tige est reliée, par l'intermédiaire,d'une bielle coudée 78, à un bras 79 susceptible de pivoter librement autour de l'axe 63.
<Desc/Clms Page number 11>
De même que les bras 62 et 76, le bras 79 reçoit des organes moteurs un mouvement oscillatoire d'ampli- tude convenables
Le pivotement de ces trois bras 62,76 et 79 peut être obtenu au moyen de trois cames telles que 82 montées sur un arbre moteur commun 80 et dont, pour plus de clarté, une seule came a été représentée aux fig. 3 et 4.
A cet effet, chacun des bras 62, 76 et 79 porte un système de trois galets, dont le galet central 81 appuie sur une rampe extérieure 83 de la came 82, tandis que les deux autres galets 84 et 85 roulent sur deux rampes intérieures 86 et 87 de la cama.
Cette disposition a pour effet d'obtenir une commande absolument desmodromique des bras ocillants 62, 76 et 79. Les trois cames telles que 82 sont construites de façon semblable, c'est-à-dire que ces cames comprennent des parties en arcs de cercle de rayons différents, rac- cordées par des droites, de sorte que lorsqu'une came telle que 82 tourne, le bras pivotant correspondant reste d'abord immobile, pivote ensuite d'une amplitude propor- tionnée à la différence de rayon des arcs des rampes, puis reste à nouveau immobile et enfin revient à sa position primitive.
Les deux cames qui agissent sur les bras 62 et 76 sont géométriquement semblables; la came qui actionne le bras 79 possède un nombre double de sinuo- sités, deux déplacements de ce dernier bras devant correspondre à un mouvement de chacun des bras 62 et 76; enfin, les trois cames 82 sont décalées les unes; par
<Desc/Clms Page number 12>
rapport aux autres de manière que les oscillations des trois bras 62, 76 et 79 aient lieu successivement dans l'ordre suivant: 62; 79,76, 79 etc......
Dès lors, on conçoit aisément le fonctionnement de la disposition ainsi décrite; l'arbre moteur 80, étant mis en rotation, les cames 82 causent en premier lieu le pivotement du bras central 62; ce pivotement produit, par l'intermédiaire de la bielle 60, le déplacement du coulisseau 57 sur la partie carrée 18 de l'arbre 16. Ce déplacement engendre à son tour le pivotement du levier 51 et de son arceau 68 ; en raison des dimensions relatives du levier 51 et de la manivelle 47, le pivptement résultant de cette dernière atteint aisément une amplitude de 180 degrés exactement et sans point mort.
On obtient ainsi le pivotement d'un demi-tour de l'armature 29 du volant gyrosdopique, au cours de ce demi-tour, ainsi qu'il a été démontré ci-dessus, prend naissance un couple de rotation appliqué aux tourillons 13 et 14 de l'armature; ce couple a pour effet d'entraîner la rotation de l'arbre résistant 16 dans un sens qui est déterminé par le sens de rotation du Volant gyrosco- pique 31.
Il est à remarquer que ce couple coince l'en- veloppe 30 dans le tube 42 et la maintient ainsi en place; la ceinture 43 s'opposant par ailleurs aux déplacements accidentels.
Lorsque ce demi-tour est accompli, la came telle que 82, qui agit sur le bras pivotant 62 présente une partie circulaire de sorte que le bras 68 est immo- bilisé. Suivant la nature des appareils d'utilisation
<Desc/Clms Page number 13>
actionnée par l'arbre 16, ou bien cet arbre s'arrête, ou bien il continue de tourner par inertie. Dans ce dernier cas, l'armature 29 tourne, mais comme cette armature ne maintient le tube 42 que par l'intermédiaire des roulements à billes 74, ni le tube 42, ni l'enveloppe 30 ne participent à cette rotation.
Celle des cames telles que 82, qui agit sur le bras 79, fait alors pivoter ce bras de manière à ramener en arrière le piston magnétique 37. Comme à ce moment, l'axe de l'enveloppe 30 coïncide avec l'axe du tube 34, il n'y a aucune difficulté à faire passer cette enveloppe dans le tube.
Après cela, le bras pivotant 79 s'immobilise , au contraire, le bras 78 commence son pivotement; ce pivotement, transmis par le levier 72, la biellette 71, la manivelle 70, engendre un demi-tour complet du tube 34 ce qui a pour effet de retourner le volant gyroscopique.
Après quoi, le tube 34 s'immobilise, puis par un nouveau mouvement en sens inverse du bras 79, le pis- ton 37 est repoussé et l'enveloppe 30 se retrouve dane le tube 42. Les organes sont ainsi prêts à effectuer une nouvelle course motrice qui sera transmise à l'arbre 16, et ainsi de suite.
L'entretien de la rotation du volant gyrosoo- pique 31 peut s'effectuer, comme dans le cas de la fig. 2' au moyen d'un contact électrique établi lorsque l'enve- loppe 30 glisse dans le tube de retournement 34.
Les utilisation du mécanisme de transmission conforme à l'invention sont nombreuses; ce mécanisme permet de donner la solution de tous les problèmes qui peuvent se
<Desc/Clms Page number 14>
poser pour la transmission de la puissance.
Sous les formes précédemment indiquées, ce mécanisme communique à l'arbre résistant une vitesse constante, quelle que soit la grandeur, entre certaines limites, du couple résistant, si le couple moteur et la vitesse de rotation du volant gyroscopique sont également constante.
Si l'on désire que le mécanisme réalise la transmission d'une puissance oonstante, avec couple résistant et vitesse de l'arbre résistant variables, le résultat peut être obtenu par une modification automa- tique de la vitesse de rotation du volant gyrosoopique ou de son moment d'inertie, ou encore de l'amplitude de son pivotement alternatif; ces différents paramètres dé- terminant la valeur du couple moteur développé.
On peut, à cet effet faire usage de la dispo- sition suivante:
Un régulateur centrifuge, commandé par l'arbre moteur, manoeuvre un réhostat qui dose l'intensité du courant éleotrique entraînant la rotation du volant; le régulateur est taré pour que la vitesse de rotation du volant varie de zéro à un maximum, lorsque la vitesse angulaire de l'arbre moteur (c'est-à-dire la vitesse moyenne de pivotement des tourillons 13 et 14) varie, dans le même sens, entre deux vitesses voisines.
Lorsque ces conditions sont réalisées, tout le système possède un état d'équilibre stable, quelles que soient les valeurs des couples moteur et rétistant; de plus, l'action du régulateur sur la vitesse du volant maintient la vitesse du motéur entre les deux L'imites
<Desc/Clms Page number 15>
choisies. Or, si la vitesse des organes moteurs reste ainsi à peu près constante, il suffit que le couple moteur soit constant pour que la puissance mise en jeu reste elle-même sensiblement constante, bien que le couple résistant soit variable.
On peut aussi, lorsqu'on emploie un enoliquetage, agir sur l'amplitude du pivotement oscillatoire des tou- rillons 13 et 14, cette amplitude pouvant alors être dif- férente de 180 degréso
En outre, comme rien ne s'oppose, dans ce vas, à ce que le pivotement alternatif ait lieu sans temps d'arrêt, on peut engendrer ce pivotement de la manière représentée sur les fige 6 et 7.
Sur l'arbre moteur 80 est calée une manivelle 90 sur laquelle est articulée une bielle 93 dont l'autre extrémité 94 est attachée à un oollier 58 entourant, par l'intermédiaire d'un roulement à billes, un coulisseau 57 susceptible de glisser sur la partie carrée 18 de ltarbre secondaire 16; le coulisseau 57 porte deux broohes 56 aux extrémités desquelles sont articulées deux bielles jumelles 95 attachées en 96 à deux manivelles symétriques 97 calées directement sur des tourillons 13 et 14; on reoonnait en- suite les mêmes organes que dans la fig. 1, c'est-à-dire les armatures 15 et 12, l'axe 11 et le volant gyroscopique 10, puis le palier 17, les arbres 16 et 26 et les encliquetages 9 et 28.
On comprend aisément le fonctionnement de cette va riante qui est analogue à celles décrites précédemment; le pivotement alternatif des tourillons 13 et 14 a lieu sans arrêt et n'atteint pas 180 degrés afin que le système n'ait pas de point mort.
<Desc/Clms Page number 16>
Le réglage s'effectue à l'aide d'un régulateur centrifuge irréversible.
Le régulateur se compose de deux masses 98 (fig. 7) solidaire de deux crémaillères 99 et susceptibles de se mouvoir dans deux glissières 100 portées par l'arbre moteur ; les deux crémaillères 99 sont engagées sur un pignon 101 monté sur le même axe qu'une vis 102, cet axe commun est porté par la manivelle 90 ; la vis 102 est engagée dans un écrou carré 91, qui est empêché de participer à sa rota- tion et sur lequel est montée la tête de la bielle 93; un ressort 103 s'opposant à la rotation du pignon fait ainsi équilibre à la réaction centrifuge appliquée aux masses 98.
Dès lors, on conçoit facilement comment le régu- lateur agit sur la longueur utile de la manivelle 90, sur l'amplitude de l'oscillation des tourillons 13 et 14, et par conséquent sur l'importanoe du couple gyroscopique.
Le régulateur est Irréversible grâce à la pré- senoe de la vis 102 dont le pas est petit. Il est taré pour que la longueur de la manivelle 90 varie d'un minimum à un maximum, lorsque la vitesse de l'arbre moteur varie, dans le même sens, entre deux limites voisines.
Ce système possède les mêmes qualités que celui décrit plus haut, puisque le couple gyroscopique est une fonction semblable de la vitesse de rotation de l'arbre moteur; il obéit donc à la même loi de fonctionnement.
Un tel mode de réglage donne une solution du problème du changement de vitesse automatique d'un arbre résistant, suivant la valeur du couple résistant ; cette application est très fréquente en automobile.
La marche en sens inverse de l'arbre résistant peut être réalisée simplement, en inversant le sens de la rotation du volant gyroscopique, ce qui est très
<Desc/Clms Page number 17>
facile dans le cas de la commande par l'électricité.
Toutefois cette inversion est inopérante si un dispositif double d'encliquetage 9 et 28 procède à la sélection des impulsions motrices; il faut, dans ce cas, pour obtenir la marche inverse, changer le sens d'entraînement des deux encliquetages.
Pour obtenir le freinage de l'arbre résistant par les organes moteurs, ceux-ci étant en rotation , il suffit, comme pour le changement de marche, d'inverser soit le sens de rotation du volant, soit le sens d'entraînement de l'enoliquetage moteur 28.
Dans ce dernier cas, une semblable utilisation du mécanisme nécessite l'adjonction d'un troisième encli- quetage 104 ( fige 6) de sens convenable, intercalé entre l'arbre secondaire 16 et une roue dentée 105 mue par les organes moteurs au moyen d'un système d'engrenage 106, 107 et 108.
La vitesse de la roue 105 est calculée pour être supérieure à la vitesse maxima choisie pour l'arbre d'utilisation 26; le sens des encliquetages 28 et 104 est tel que la vitesse de l'arbre secondaire 16 reste cons- tamment comprise entre la vitesse de l'arbre d'utilisation 26 et celle de la roue dentée 105.
L'arbre secondaire 16 reçoit périodiquement de l'arbre d'utilisation 26, par l'intermédiaire de l'enoli- quetage moteur 28, des impulsions qui sont transmises à l'arbre moteur par le jeu des réactions gyroscopiques; on opère ainsi un freinage de l'arbre d'utilisation; dans la course à vide, la vitesse de l'arbre secondaire augmente sous l'effet des réaction gyroscopiques jusqu'à ce qu'elle
<Desc/Clms Page number 18>
ait atteint la vitesse de la roue 105, qu'elle ne peut dépasser par suite de la présence de l'encliquetage 104.
Il y a du reste analogie entre les différentes phases du freinage et ce qui a été indiqué au sujet de la propulsion.
On peut remplacer l'encliquetage moteur 28 par deux enoliquetages jumeaux montés sur les mêmes arbres, et dont les sens de sélection sont contraires, le chan- gement du sens d'entrainement est alors obtenu par débrayage de l'un et embrayage simultané de l'autre. L'en- oliquetage 9, restant simple, peut ne servir que pour la marche normale propulsée ; ilest débrayé pour la marche inverse et la marche normale en freinage, et c'est le troisième encliquetage 104, toujours en prise, qui le remplace.
La nécessité que la transmission possède, pour assurer un fonctionnement correct dans le freinage, un état d'équilibre stable, quelle que soit la forme d'éxé- cution de mécanisme envisagée, ne permet pas d'employer les dispositions de réglage décrites plus haut pour la transmission d'une puissance constante.
Mais on peut, par exemple, faire usage d'un système dans lequel la vitesse de rotation du volant gyrosoopique (ou l'amplitude de son pivotement alternatif) est déterminée directement par une commande spéciale Si, pour une position donnée de cette commande, le couple ré- sistant du moteur, qui absorbe ici l'énergie, reste cons- tant, la vitesse de l'arbre freiné se maintiendra cons- tante; elle sera d'autant plus faible que le volant tour- nera plus vite (ou que l'amplitude du pivotement sera plus grande) ou que le couple résistant dû/au moteur sera
<Desc/Clms Page number 19>
plus petit.
Le dispositif employé dans la marche propul- sive, où la vitesse du volant (-Où l'amplitude de son pivotement) est déterminée par un régulateur, peut cepen- dant être utilisé sans inconvénient: il suffit alors, quand on veut obtenir le freinage, de débrayer en même temps le régulateur et de remplacer son action par une commande directe.
Lorsqu'on applique l'invention à un véhicule automobile, le mécanisme se substitue à tous les organes actuellement interposés entre le moteur et les roues. On peut en effet, supprimer la boite de vitesse et l'embrayage; en employant plusieurs mécanismes conformes à l'invention, on pourrait même commander séparément chaque roue du véhicule et supprimer le différentiel.
On obtient ainsi, par la suppression de tout engrenage (les organes qui transmettent l'effort moteur ne comprennent que des encliquetages ou des roulements) une amélioration de rendement mécanique, sensible surtout pour les vitesses autres que la prise directe, qui disparait avec ses inconvénients.
Grâce à la souplesse d'un tel mécanisme de transmission, le moteur qui actionne le véhicule pourra ne posséder qu'un petit nombre de cylindres et tourner beaucoup plus lentement ; sadurée en sera très accrue et sa marche rendue plus économique.
Quoi qu'il en soit, il sera préférable que le nombre de cylindres soit convenablement déterminé, de manière que chaque temps moteur corresponde à une course motrice du mécanisme; les autres courses ne consomment qu'une énergie insignifiante; elles pourront/ .donc
<Desc/Clms Page number 20>
t'effectuer sur la vitesse acquise par les organes tour- nants du moteur.
Enfin, il est à remarquer que ce mécanisme permet, dans tous les cas, d'obtenir un freinage par les organes moteurs.
Il est évident que l'invention n'est pas limi- tée aux quelques exemples qui viennent d'être décrits et qui pourront subir des modifications. C'est ainsi, en par- ticulier, qu'au lieu d'être entretenue électriquement, la rotation du volant gyroscopique pourrait être assurée mécaniquement. En effet, il suffirait de disposer d'un mécanisme d'embrayage qui, lorsque le volant est amené dans le tube de retournement, lance ce volant à la vitesse voulue et entretient ainsi périodiquement sa rotation.
De même, dans le cas où, pour réaliser la trans- mission d'une puissance constante, il est nécessaire de faire varier le couple engendré par le volant, au lieu de modifier, ainsi qu'il a été dit ci-dessus, la vitesse de rotation du volant, on pourrait faire varier le moment d'inertie de ce volant en maintenant simultanément sa vitesse constante, par exemple par le moyen indiqué au paragraphe précédent; cette variation du moment d'inertie du volant pourrait se réaliser en modifiant la distance à son axe de certaines des masses qui le constituent.
Cette dernière solution permettrait même d'évi- ter le retournement du volant; la course à vide ou nui- sible pourrait avoir lieu lorsque le moment d'inertie est le plus faible, et au contraire la course motrice serait assurée lorsque, les masses étant revenues à la périphérie
<Desc/Clms Page number 21>
du volant, le moment d'inertie serait maximum.
Quant aux organes moteurs, ils peuvent fort bien, dans certains cas, ne pas être rotatifs, puisque le mouve- ment principal qu'ils doivent engendrer est reotiligne et alternatif.
<Desc / Clms Page number 1>
PATENT FOR INVENTION in: BELGIUM "TRANSMISSION MECHANISM" @ The present invention concludes a mechanism for transmitting power from a driving member to a resistant shaft, according to a law which can be determined in advance, this mechanism having a operation based on the properties of gyroscopic flywheels.
We know that when a gyroscope is made to pivot around an axis contained in the plane of the steering wheel, that is to say perpendicular to the axis of rotation of this steering wheel, a reversal torque is created.
<Desc / Clms Page number 2>
the axis of which is perpendicular to the axis around which the steering wheel is rotated. It can thus be seen that each of the three axes: axis of rotation, axis of pivoting and axis of the torque, is respectively perpendicular to the other two.
The transmission mechanism according to the invention comprises a gyroscopic flywheel, the rotation of which is maintained in any known manner, electrically for example; this flywheel is held inside a frame comprising journals perpendicular to the axis of the flywheel and mounted at the ends of a fork secured to a secondary or resistant shaft.
On the other hand, the motor member is linked to the journals of the frame of the gyroscope so as to be able to impart to these journals a succession of pivotings with an amplitude of 180 degrees, alternately in one direction and the other.
To this end, the motor member actuates a fork or a collar engaged in a groove made on a slide capable of moving along the resistant shaft while participating in its rotation; this slide being, moreover, connected to the frame of the gyroscope by means of a suitable mechanical system, connecting rods and cranks, pinion and rack, etc .....
The invention is illustrated, by way of example, in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 shows a first schematic embodiment of the mechanism.
Fig. 2 shows the section of a more sophisticated variant.
Figs. 3 and 4 show respectively in
<Desc / Clms Page number 3>
elevation and in plan, a complete transmission mechanism.
Figure 5 shows a plan section of the central part of figure 4.
Fig 6 shows a complete mechanism conforming to Fig 1.
Fig. 7 is a detail view of the right part of FIG. 6.
In fig 1, we see at 10 a gyroscopic flywheel, the rotation of which is assumed to be maintained by any appropriate means. This flywheel has an axis of rotation 11, held in a quadrangular frame 12 which, moreover, comprises two journals 13 and 14, the axis of which passes through the center of the flywheel 10 and is perpendicular to the axis of rotation 11 of this flywheel. .
The journals 13 and 14 are held at the ends of the branches of a fork 15 integral with a secondary or resistant shaft 16 supported by a bearing 17 of the frame.
Between the shaft 16 and the bearing 17 is interposed a freewheel mechanism or similar selector roller 9, of any known arrangement, the role of which is to allow the shaft 16 to rotate only in one direction.
The secondary shaft 16 comprises a region such as 18, on which a slide 19 can move longitudinally, while participating in the rotation of the shaft.
For this purpose, following the example shown, part 18 has a square section and slide 19 has a central channel of corresponding section.
Externally, the slide 19 has a circular groove 20 between the cheeks of which engages a fork or an oollier 21 formed at the end of a
<Desc / Clms Page number 4>
rod 22 to which the driving members (not shown) give a back and forth movement of suitable amplitude.
On the other hand, the slide 19 is integral with a bent rod 23, at the end of which is formed a rack toothing 24 in engagement with a pinion 25 mounted on the journal 14 of the frame 12.
Between the secondary shaft 16 and the use shaft 26, supported by a bearing 27, is provided a second ratchet 28, or motor ratchet, similar to the ratchet 9 and whose selection direction is such that the secondary shaft 16 can drive the use shaft 26, but thanks to which the latter shaft can freely rotate when the shaft 16 is stopped by the catch 9.
The operation of the mechanism thus described is as follows:
Assuming that the drive members give the bent rod 22 a reciprocating movement, this rod transmits this movement to the slide 19 without being hampered by the rotation of this slide. The translation of the slide 19 produces the displacement of the rack teeth 24 and the pivoting of the frame 12 with respect to the fork 15 '.
This pivoting of the frame 12 produces, due to the proper rotation of the gyroscopic flywheel 10, a torque applied to the journals 13 and 14, the axis of which is always perpendicular to both the axis 11 of the flywheel and to the journals 13 and 14.
It will be understood that when the torque axis is perpendicular to the secondary shaft 16, no rotation is transmitted to the fork 15. However, to measure that the arma-
<Desc / Clms Page number 5>
ture 12 pivots relative to the fork 15, the torque axis pivots with it, so that a rotational torque is applied to the fork 15, and consequently to the resistant shaft 16; this torque, which is initially zero when the plane of the armature 12 includes the axis of the resistant shaft 16, gradually increases in value until it goes through a maximum when the plane of the armature 12 is perpendicular to the resistant shaft 16. The torque applied to the fork 15 then decreases until it is canceled when the half-turn of the frame 13 is accomplished.
It should be noted that the direction of the torque which thus originates in the fork 15 is independent of the direction in which the armature 12 is pivoted; it only depends on the direction of rotation of the handwheel 10.
Now, since, after a U-turn, the steering wheel 10 is turned over, everything happens as if this steering wheel turns in the opposite direction; It is therefore conceivable that the torque applied to the fork 15 is reversed at each half-turn, either that the armature 12 is always rotated in the same direction, or that the pivoting of this armature is reversed.
As a result, the secondary shaft 16 would tend to rotate alternately in one direction and the other. However, as the ratchet 9 forces it to turn in only one direction, 1 shaft 16 will give rise to a succession of driving half-strokes between which stop times are interposed, each half- driving stroke of the shaft 16 driving the using shaft 26 thanks to the motor snap-in 28; the secondary shaft 16 passing gradually and without shock, as a result of its inertia, from immobility to the speed limit which is assigned to it by
<Desc / Clms Page number 6>
the utilization shaft 26, and vice versa.
Fig. 2 shows a variant in which the latching mechanisms 9 and 28 can be omitted, so that the resistance shaft 16 can be directly coupled to the devices for use; In this figure, most of the parts shown in FIG. l, a that is to say the rod 22, the fork 21, the groove 20, the slide 19, the rod 23, the rack 24, the pinion 25 and the journals 13 and 14 mounted in the fork 15 integral with the 'resistant tree 16.
However, the frame which holds the gyroscope is here in the form of a tube 29 inside which can slide a cylindrical casing 30 containing the gyroscopic flywheel 31 held by ball bearings 32.
The gyroscopic flywheel 31 is hollow, and contains a kind of core 33 fixed to the casing 30 and comprising all the electromagnetic elements necessary to maintain the rotation of the flywheel 31; moreover, this problem is perfectly resolved at the present time and apart from the present invention.
Along the axis of the resistant shaft 16, there is also a second tube 34 provided with journals 35 carried by two bearings (not shown) of the frame; these journals are subjected to successive half-rotations through the intermediary of a properly arranged rack and pinion mechanism 36.
Inside the tube 34 can move a kind of piston 37, in which a certain magnetization is maintained by means, for example, of an electric coil 38. This magnetization is capable of acting on the casing 30 that care is taken to provide magnetic for this purpose.
@
<Desc / Clms Page number 7>
Externally, the surface of the casing 30 is provided spherical, as is the surface of the magnetic piston 37, so as to allow movement in all directions of the casing relative to the piston.
The rod 39 of the piston 37 is itself driven by a reciprocating reotilinear movement. The operation of the variant thus represented is first of all identical to that described above.
When the whole of the frame 29 and of the gyroscopic flywheel 31 has pivoted by half a turn corresponding to a half = useful rotation of the shaft 16, the axis of rotation of the gyroscope is found in the extension. gement of the shaft 16, that is to say in the position of the figure.
If, at this moment, one continued the pivoting of the armature, the rotation of 1 shaft 16 would take place in the opposite direction and would therefore be harmful.
For this rotation to take place in the same direction, it is necessary to reverse the rotation of the flywheel 31 and, according to the arrangement shown, at this time, the piston 37 is slid so as to drive the casing 30 and to make it leave the frame 29 to engage in the auxiliary frame 34.
The auxiliary armature 34 is then pivoted by half a turn acting on the rack-and-pinion system 36 so that the flywheel 31 is in a position such that its rotation is reversed.
It is therefore sufficient, at this moment, to slide the piston 37 again to bring the casing 30 back into the frame 29; therefore the pivoting of this
<Desc / Clms Page number 8>
reinforcement 29 around the journals 13 and 14 will generate a new useful half-rotation of the resistant shaft 16.
As a result, this shaft will constantly rotate in the same direction and the problem posed is solved.
The turning over of the casing 30 containing the gyroscopic flywheel 31, by pivoting the auxiliary frame 54, also gives rise to a torque whose axis is perpendicular to the axis of rotation of the flywheel and to the axis of the journals 35, but if these journals are carefully secured in the frame by means of ball bearings for example; they do not give rise to any notable resistive torque and the energy expenditure employed for turning the gyroscopic flywheel is very low.
It is possible to take advantage of the time during which the casing 30 operates its translation in the auxiliary frame 34 to communicate electrically to the steering wheel 31 a supply of energy.
To this end, the rod 39 of the piston 37 is conductive, and is at this moment in contact with a suitably placed friction washer, the return of electricity being effected by the mass of the components.
However, the rod 39 is, during the translation of the casing 30, in contact with an isolated stud 41 of this casing, this stud being electrically connected to the core 33 which, as has been said above, causes the handwheel rotation 31.
Figs. 3, 4 and 5 relate to a more complete embodiment of the mechanism according to the invention.
<Desc / Clms Page number 9>
As shown in fig 8, the gyroscopic flywheel 31 is arranged, as in the variant of fig 2, around a fixed core 33 arranged so as to allow electrically maintenance of the rotation of the volaht 31.
This flywheel is maintained, by ball bearings 32, in a cylindrical casing 30, which is itself contained in a frame 29 by means of a tube 42 resting on balls 74, so that the tube 42, although driven with the frame 29, can rotate freely around its axis
The frame 29 has a spherical outer surface, so as to determine the same sphere as the ends of the casing 30. This assembly is held in a sort of belt 43 to which the secondary shaft 16 is attached. At its front part, the belt 43 forms a ring 44 (freezes 3 and 4) which, on the one hand, is pressed, by means of balls 45, against a fixed ring 46 of the frame and, on the other hand, receives the journals 13 and 14 of the frame 29.
The shaft 16 is, moreover, held by a bearing 64 and abutted against it by means of balls-85 and a collar 66 secured to the shaft.
The journal 14 carries a crank 47 articulated at 48 to a link 49 which is itself attached at 50 to the end of a lever 51 pivoting around an axis 52 of the ring 44 and articulated at 54 to a connecting rod 55 attached to a pin 56 forming part of a slide 57 capable of moving on the square part 18 of the shaft 16 while participating in its rotation.
The lever 51, pivoting around the axis 52
<Desc / Clms Page number 10>
has a hoop 68 which bypasses the belt 43 and pivots about an axis 67 located in the extension of the axis 52. Furthermore, the hoop 68 is articulated at 69 to a connecting rod 55 identical to that previously described; this connecting rod being linked to the slide 57 by a second pin 56.
The slide 57 is surrounded, by the intermediary of a ball bearing, by a collar 58 on either side of which extend two pins 59 to which a fork-shaped connecting rod 60 is attached.
The connecting rod 60 is fixed at 61 to an arm 62 freely articulated around an axis 63 of the frame, and to which the motor members give an oscillatory movement of a determined amplitude.
As with the variant of FIG. 2, the embodiment of FIGS. 3, 4 and 5 comprises a tube 34 for turning the gyroscope; this tube 34 has journals 35 securely held in the frame and one of these journals is secured to a small crank 70, attached by means of a link 71 to a lever 72 pivoting in a bearing 73 of the frame and articulated at the end of a connecting rod 75 attached, on the other hand to an arm 76 pivoting freely around the axis 63 and receiving from the driving members an alternating pivoting of suitable amplitude and rate.
As before, the tube 34 contains, as shown in FIG. 5, a magnetic piston 37 carried at the end of a rod 39;
this rod is connected, by means of a bent connecting rod 78, to an arm 79 capable of pivoting freely around the axis 63.
<Desc / Clms Page number 11>
Like the arms 62 and 76, the arm 79 receives from the motor members an oscillatory movement of suitable amplitude.
The pivoting of these three arms 62, 76 and 79 can be obtained by means of three cams such as 82 mounted on a common motor shaft 80 and of which, for greater clarity, a single cam has been shown in FIGS. 3 and 4.
For this purpose, each of the arms 62, 76 and 79 carries a system of three rollers, the central roller 81 of which presses on an outer ramp 83 of the cam 82, while the other two rollers 84 and 85 roll on two inner ramps 86 and 87 of the cama.
This arrangement has the effect of obtaining absolutely desmodromic control of the occlusal arms 62, 76 and 79. The three cams such as 82 are constructed in a similar fashion, that is to say that these cams comprise parts in arcs of a circle. of different radii, connected by straight lines, so that when a cam such as 82 rotates, the corresponding pivot arm first remains stationary, then pivots by an amplitude proportional to the difference in radius of the arcs of the ramps, then remains motionless again and finally returns to its original position.
The two cams which act on the arms 62 and 76 are geometrically similar; the cam which actuates the arm 79 has a double number of sinuosities, two movements of the latter arm having to correspond to a movement of each of the arms 62 and 76; finally, the three cams 82 are offset one by one; by
<Desc / Clms Page number 12>
with respect to the others so that the oscillations of the three arms 62, 76 and 79 take place successively in the following order: 62; 79,76,79 etc ......
Therefore, it is easy to see the operation of the arrangement thus described; the motor shaft 80, being rotated, the cams 82 firstly cause the pivoting of the central arm 62; this pivoting produces, by means of the connecting rod 60, the movement of the slide 57 on the square part 18 of the shaft 16. This movement in turn causes the pivoting of the lever 51 and of its hoop 68; due to the relative dimensions of the lever 51 and of the crank 47, the pivoting resulting from the latter easily reaches an amplitude of exactly 180 degrees and without neutral.
One thus obtains the pivoting of a half-turn of the frame 29 of the gyrosdopic flywheel, during this half-turn, as has been demonstrated above, a rotational torque is created applied to the journals 13 and 14 of the frame; this torque has the effect of causing the rotation of the resistant shaft 16 in a direction which is determined by the direction of rotation of the gyroscopic flywheel 31.
It should be noted that this couple wedges the envelope 30 in the tube 42 and thus maintains it in place; the belt 43 also opposing accidental movements.
When this half-turn is accomplished, the cam such as 82, which acts on the pivot arm 62, has a circular portion so that the arm 68 is immobilized. According to the nature of the devices of use
<Desc / Clms Page number 13>
actuated by shaft 16, either this shaft stops, or it continues to rotate by inertia. In the latter case, the armature 29 rotates, but since this armature only maintains the tube 42 by means of the ball bearings 74, neither the tube 42 nor the casing 30 participate in this rotation.
That of the cams such as 82, which acts on the arm 79, then causes this arm to pivot so as to bring back the magnetic piston 37. As at this moment, the axis of the casing 30 coincides with the axis of the tube. 34, there is no difficulty in passing this envelope through the tube.
After that, the pivoting arm 79 stops moving, on the contrary, the arm 78 begins its pivoting; this pivoting, transmitted by the lever 72, the connecting rod 71, the crank 70, generates a complete half-turn of the tube 34 which has the effect of turning the gyroscopic flywheel upside down.
After this, the tube 34 comes to a standstill, then by a new movement in the opposite direction of the arm 79, the piston 37 is pushed back and the casing 30 is found in the tube 42. The components are thus ready to perform a new one. driving stroke which will be transmitted to shaft 16, and so on.
Maintenance of the rotation of the gyroscopic flywheel 31 can be carried out, as in the case of FIG. 2 'by means of an electrical contact made when the casing 30 slides into the turning tube 34.
The uses of the transmission mechanism according to the invention are numerous; this mechanism makes it possible to give the solution to all the problems that may arise
<Desc / Clms Page number 14>
pose for power transmission.
In the forms indicated above, this mechanism communicates to the resistant shaft a constant speed, whatever the magnitude, between certain limits, of the resistant torque, if the engine torque and the speed of rotation of the gyroscopic flywheel are also constant.
If it is desired that the mechanism carry out the transmission of a constant power, with resistance torque and variable speed of the resistant shaft, the result can be obtained by an automatic modification of the speed of rotation of the gyrosoopic flywheel or by its moment of inertia, or the amplitude of its reciprocating pivoting; these various parameters determine the value of the engine torque developed.
The following provision can be used for this purpose:
A centrifugal regulator, controlled by the motor shaft, operates a rehostat which measures the intensity of the electric current causing the rotation of the flywheel; the regulator is calibrated so that the speed of rotation of the flywheel varies from zero to a maximum, when the angular speed of the motor shaft (that is to say the average speed of pivoting of the journals 13 and 14) varies, in the same direction, between two neighboring speeds.
When these conditions are met, the whole system has a stable state of equilibrium, whatever the values of the motor and retentive torques; moreover, the action of the regulator on the speed of the steering wheel maintains the speed of the motor between the two.
<Desc / Clms Page number 15>
chosen. Now, if the speed of the driving members thus remains approximately constant, it suffices for the engine torque to be constant for the power brought into play itself to remain approximately constant, although the resistive torque is variable.
It is also possible, when a jig is used, to act on the amplitude of the oscillatory pivoting of the journals 13 and 14, this amplitude then being able to be different by 180 degrees.
In addition, as there is nothing in this case to prevent the reciprocating pivoting from taking place without stopping time, this pivoting can be generated in the manner shown in figs 6 and 7.
On the motor shaft 80 is wedged a crank 90 on which is articulated a connecting rod 93, the other end 94 of which is attached to an oollier 58 surrounding, by means of a ball bearing, a slide 57 capable of sliding on the square part 18 of the secondary shaft 16; the slide 57 carries two broohes 56 at the ends of which are articulated two twin connecting rods 95 attached at 96 to two symmetrical cranks 97 wedged directly on the journals 13 and 14; the same organs as in fig. 1, that is to say the frames 15 and 12, the axis 11 and the gyroscopic flywheel 10, then the bearing 17, the shafts 16 and 26 and the catches 9 and 28.
It is easy to understand the operation of this variant which is similar to those described above; the reciprocating pivoting of the journals 13 and 14 takes place without stopping and does not reach 180 degrees so that the system does not have a neutral point.
<Desc / Clms Page number 16>
The adjustment is made using an irreversible centrifugal regulator.
The regulator consists of two masses 98 (fig. 7) integral with two racks 99 and capable of moving in two slides 100 carried by the motor shaft; the two racks 99 are engaged on a pinion 101 mounted on the same axis as a screw 102, this common axis is carried by the crank 90; the screw 102 is engaged in a square nut 91, which is prevented from participating in its rotation and on which the head of the connecting rod 93 is mounted; a spring 103 opposing the rotation of the pinion thus balances the centrifugal reaction applied to the masses 98.
Consequently, it is easy to see how the regulator acts on the useful length of the crank 90, on the amplitude of the oscillation of the journals 13 and 14, and consequently on the importance of the gyroscopic torque.
The regulator is irreversible thanks to the presence of the screw 102 whose pitch is small. It is calibrated so that the length of the crank 90 varies from a minimum to a maximum, when the speed of the motor shaft varies, in the same direction, between two neighboring limits.
This system has the same qualities as that described above, since the gyroscopic torque is a similar function of the speed of rotation of the motor shaft; it therefore obeys the same operating law.
Such an adjustment mode gives a solution to the problem of automatic speed change of a resistant shaft, depending on the value of the resistant torque; this application is very common in automobiles.
The reverse movement of the resistant shaft can be achieved simply, by reversing the direction of rotation of the gyroscopic handwheel, which is very
<Desc / Clms Page number 17>
easy in the case of control by electricity.
However, this inversion is inoperative if a double ratchet device 9 and 28 selects the drive pulses; In this case, to obtain reverse operation, the direction of drive of the two clicks must be changed.
To obtain the braking of the resistant shaft by the driving members, these being in rotation, it is sufficient, as for the change of gear, to reverse either the direction of rotation of the flywheel, or the direction of drive of the 'motor ratchet 28.
In the latter case, a similar use of the mechanism requires the addition of a third latch 104 (pin 6) of suitable direction, interposed between the secondary shaft 16 and a toothed wheel 105 driven by the motor members by means of 'a gear system 106, 107 and 108.
The speed of the wheel 105 is calculated to be greater than the maximum speed chosen for the use shaft 26; the direction of the catches 28 and 104 is such that the speed of the secondary shaft 16 remains constantly between the speed of the use shaft 26 and that of the toothed wheel 105.
The secondary shaft 16 periodically receives from the use shaft 26, via the motor coaming 28, pulses which are transmitted to the motor shaft by the play of gyroscopic reactions; the use shaft is thus braked; in the empty stroke, the speed of the secondary shaft increases under the effect of the gyroscopic reactions until it
<Desc / Clms Page number 18>
has reached the speed of the wheel 105, which it cannot exceed due to the presence of the catch 104.
There is, moreover, an analogy between the different phases of braking and what has been indicated on the subject of propulsion.
The motor ratchet 28 can be replaced by two twin joggers mounted on the same shafts, and whose selection directions are opposite, the change of the direction of drive is then obtained by disengaging one and simultaneous engagement of the l. 'other. The wrapping 9, remaining simple, can only be used for normal powered walking; it is disengaged for reverse travel and normal braking, and it is the third ratchet 104, still engaged, which replaces it.
The need for the transmission to have, in order to ensure correct operation in braking, a stable state of equilibrium, whatever the form of execution of the mechanism envisaged, does not allow the use of the adjustment arrangements described above. for constant power transmission.
But one can, for example, make use of a system in which the speed of rotation of the gyrosoopic flywheel (or the amplitude of its reciprocating pivoting) is determined directly by a special command If, for a given position of this command, the the resistant torque of the motor, which here absorbs the energy, remains constant, the speed of the braked shaft will be kept constant; it will be all the weaker the faster the flywheel turns (or the greater the swiveling amplitude) or the greater the resistance torque due / to the engine.
<Desc / Clms Page number 19>
smaller.
The device used in propulsive walking, where the speed of the steering wheel (or the amplitude of its pivoting) is determined by a regulator, can however be used without inconvenience: it is then sufficient, when braking is desired , disengage the regulator at the same time and replace its action with a direct command.
When the invention is applied to a motor vehicle, the mechanism replaces all the components currently interposed between the engine and the wheels. We can indeed remove the gearbox and the clutch; by using several mechanisms in accordance with the invention, it would even be possible to control each wheel of the vehicle separately and eliminate the differential.
Thus, by eliminating all gearing (the components which transmit the motor force only include snap-fastenings or bearings), an improvement in mechanical efficiency is obtained, particularly noticeable for speeds other than direct drive, which disappears with its drawbacks. .
Thanks to the flexibility of such a transmission mechanism, the engine which drives the vehicle may have only a small number of cylinders and turn much more slowly; its duration will be greatly increased and its operation made more economical.
In any case, it will be preferable that the number of cylinders is suitably determined, so that each engine stroke corresponds to a driving stroke of the mechanism; the other races consume only insignificant energy; they can /. therefore
<Desc / Clms Page number 20>
perform at the speed acquired by the rotating parts of the engine.
Finally, it should be noted that this mechanism makes it possible, in all cases, to obtain braking by the driving members.
It is obvious that the invention is not limited to the few examples which have just been described and which may undergo modifications. Thus, in particular, instead of being electrically maintained, the rotation of the gyroscopic flywheel could be ensured mechanically. Indeed, it would be sufficient to have a clutch mechanism which, when the flywheel is brought into the turning tube, starts this flywheel at the desired speed and thus periodically maintains its rotation.
Likewise, in the case where, to achieve the transmission of a constant power, it is necessary to vary the torque generated by the flywheel, instead of modifying, as has been said above, the torque. speed of rotation of the flywheel, the moment of inertia of this flywheel could be varied while simultaneously maintaining its constant speed, for example by the means indicated in the previous paragraph; this variation in the moment of inertia of the flywheel could be achieved by modifying the distance from its axis of some of the masses which constitute it.
The latter solution would even make it possible to prevent the steering wheel from turning over; the empty or harmful stroke could take place when the moment of inertia is weakest, and on the contrary the driving stroke would be assured when, the masses having returned to the periphery
<Desc / Clms Page number 21>
of the flywheel, the moment of inertia would be maximum.
As for the motor organs, they may very well, in certain cases, not be rotary, since the main movement which they must generate is reotilinear and reciprocating.