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Dispositif pour augmenter ou,amplifier la force transmise par des installations motrices.
Le but de l'invention est d'augmenter ou d'am- plifier la puissance transmise par les appareils moteurs existants, tels que les moteurs électriques, les turbines, les machines à vapeur, etc...
L'invention a principalement pour objet un am- plificateur de puissance destiné à faire partie d'une machine motrice ou à être accouplé à l'arbre de transmis- sion de puissance de façon à augmenter ou amplifier la puissance transmise par la machine ou l'arbre moteur.
Cette invention réside essentiellement dans la construction d'un amplificateur de puissance basé sur le principe du système planétaire et caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre central ou planétaire destiné à être actionné par la puissance qu'il 'reçoit d'une machine
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ou unité motrice, une roue ou poulie fixée à l'arbre pla- nétaire, deux disques supportés par ledit arbre de part et d'autre de cette poulie, un dispositif servant à empê- cher la rotation des disques, une série de galets ou or- ganes de roulement disposés à la façon de satellites au- tour de l'arbre central et destinés à exercer une action de frottement sur la poulie et à être maintenus en con- tact avec elle par les disques, un dispositif permettant de régler la position d'un.
des disques pour régler la pression de ce disque sur les galets, une seconde série de galets satellites de moindre diamètre que ceux de la première série sur lesquels ils sont montés de façon qu'ils puissent tourner, deux disques rotatifs servant à exercer une pression sur la seconde série de galets, un dispositif permettant de régler la position d'un de ces disques pour régler la pression qu'il exerce sur la secon- de série de galets, une troisième série de galets satelli- tes de même diamètre que ceux de la seconde série, cette troisième série de galets étant montée pour tourner sur la surface externe des deux disques rotatifs, une série ou couronne externe de galets satellites de même diamètre que ceux de la première série ou couronne interne de .
galets, cette série externe de galets étant montés pour tourner sur la troisième série ou couronne de galets, deux disques non rotatifs disposés l'un en regard de l'au- tre et munis d'anneaux d'usure à l'aide desquels ils sont destinés à exercer une pression sur la quatrième couronne ou série de galets, un dispositif permettant de régler la position d'un de ces disques pour régler la pression des anneaux d'usure desdits disques sur la quatrième série ou couronne de galets satellites, un dispositif grâce auquel la paire externe de disques se comporte à la façon d'un carter enveloppant les séries concentriques de galets et les disques,
'un dispositif servant à empêcher la paire externe de disques de tourner et un dispositif grâce
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auquel le mouvement de rotation et de roulement des ga- lets satellites amplifie ou augmente la puissance trans- mise par l'unité motrice par Il.intermédiaire de l'arbre central.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés qui en représentent schématiquement le mode de réalisation préféré dans lequel des couronnes concentriques de billes d'acier sont employées pour ampli- fier ou augmenter la puissance transmise par un moteur électrique.
Dans ces dessins :
La fig. 1 est une vue de côté représentant un amplificateur de puissance établi suivant l'invention et accouplé directement à l'arbre d'un moteur électrique.
La fig. 2 est une vue en bout de fig. 1.
La fig. 3 est une coupe verticale centrale de l'amplificateur et représente la disposition générale des séries concentriques de billes d'acier disposées à la fa- çon de satellites autour d'un arbre central.
La fig. 4 est une vue en élévation avec coupe verticale partielle suivant A-A, fig. 3.
L'amplificateur de puissance suivant l'inven- tion comprend un arbre central ou planétaire 1 supporté à ses extrémités par deux paliers appropriés 2 solidai- res d'un bâti robuste 3.
Cet arbre 1 est muni d'un élargissement 4 sur lequel est calée ou autrement fixée une roue ou pou- lie 5 présentant une gorge circonférèntielle 6 ayant en section une forme semi-circulaire et recevant une sé- rie annulaire ou couronne de billes d'acier satellites 7 qui possèdent un diamètre approprié et sont espacées de la distance voulue les unes des autres, de façon qu'el- les puissent tourner et rouler dans la gorge 6 de la poulie 5.
La couronne ou série annulaire de billes
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d'acier satellites 7 est maintenue de façon que les billes frottent constamment contre les parois de la gorge 6 par des rebords convenablement bisautés 8 et 8a de deux disques 9 et 9a disposés l'un en regard de l'autre.
Les disques à rebord 9 et 9a, disposés de part et d'autre de la poulie à gorge 5, sont montés sur l'ar- bre central 1 de façon qu'ils ne puissent pas tourner sur cet arbre, tandis que la partie biseautée de chacun des rebords 8 et 8a, laquelle partie est en contact avec les billes 7, est destinée à exercer sur ces billes la pression qui est nécessaire pour les maintenir en contact à friction avec la poulie à gorge, le disque 9a étant à cet effet susceptible d'être déplacé sur l'arbre 1 de la manière qui sera décrite plus loin.
Une seconde série annulaire de billes satelli- tes 10 est supportée par la série annulaire de billes 7, de façon que ces billes 10 puissent tourner, lesdi- tes billes étant de plus petit diamètre que les billes 7 et étant disposées de telle sorte que chacune d'elles exerce une action de frottement sur deux billes 7, comme on le voit dans la fig. 5.
Les billes 10 sont maintenues constamment en contact à friction avec les billes 7 par des rebords biseautés 11 et 11a solidaires d'une paire de disques intermédiaires rotatifs 12 et 12a.
Chacun des disques 12 et 12a est muni d'un moyeu 12b tournant sur les moyeux 19 de la paire inter- ne de disques 9 et 9a; et le disque rotatif 12a est susceptible d'être déplacé le long du moyeu 19 du dis- que à rebord 9a de façon à permettre de régler la pres- sion des rebords 11 et 11 sur les billes 10, ce qui règle la pression ou contact à friction entre les billes 7 et 10.
Une troisième série annulaire ou couronne de billes d'acier satellites 13 sont montées, à l'espace- @
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ment voulu, autour de la surface externe des parties coni- ques ou de section en V des rebords 11 et 11a des disques 12 et 12a. Les billes 13 ont de préférence le même diamètre que celles de la seconde série de billes satelli- tes 10 et sont espacées pour recevoir et supporter une quatrième série annulaire ou couronne de billes 14, qui ont de préférence le même diamètre que les billes 7 et qui sont espacées de façon à entrer en prise avec les billes 13 d'une manière analogue à ce qui a été décrit au sujet des billes 7 et 10.
La quatrième série ou couronne externe de bil- les 14 doit être soumise à une pression suffisante pour être constamment en contact à friction avec la couronne de billes 13. A cet effet, des anneaux d'usure coniques 16, en acier, sont montés dans des rebords internes 17 et 17a d'une paire de disques non rotatifs 18 et 18a dont les moyeux tournent autour des moyeux des disques rotatifs 12 et 12a.
Les disques ou flasques non rotatifs 18 et 18a qui sont destinés à maintenir les billes 14 en position et à se comporter en outre à la façon d'éléments d'enve- loppe ou de carter de l'appareil, sont de préférence sup- portés par les moyeux 12b des disques rotatifs 12 et 12a de telle manière que l'un d'eux soit susceptible d'être déplacé pour régler la pression des anneaux d'usu- re 16 sur les billes 14.
Ainsi qu'on l'a dit précédemment, on fait en sorte que toutes les billes satellites en acier soient constamment soumises à une pression propre à assurer le contact à friction régulier des billes contigües entre elles, d'une part, et des billes avec les rebords biseau- tés et les anneaux d'usure des disques et éléments de car- ter correspondants, d'autre part, afin de réaliser effica- cement le cycle des opérations pour amplifier ou augmenter la puissance transmise à l'arbre central par une unité
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motrice ou une machine analogue.
On donne à la paire interne de disques 9 et 9a des moyeux relativement longs 19 qui entourent l'arbre central 1 et, pour empêcher ces disques de tourner autour de l'arbre ou avec lui,. on monte l'extrémité externe du moyeu 19 du disque 9 dans le palier 2 et on l'empé- che de tourner dans ce palier à l'aide d'une clavette 20, pendant qu'on monte le moyeu 19 du disque 9a de façon coulissante sur l'arbre 1 à l'aide d'une languette ou clavette coulissante 21, qui empêche aussi le disque de tourner.
Pour permettre de régler la position du disque 9a sur l'arbre 1 de façon à permettre de régler la pres- sion des rebords 8 et 8a sur les billes espacées 7, l'extrémité externe du moyeu 19 dudit disque 9a est filetée pour recevoir une paire d'écrous 22 qui peuvent être serrés contre le palier 2 de façon à effectuer le réglage précis du disque 9a sur l'arbre 1, lesdits écrous verrouillant automatiquement le disque dans la po- sition de réglage à laquelle il a été amené.
Sur l'arbre central 1 est montée, entre le moyeu de la poulie à gorge 5 et le moyeu du disque fixe 9, une butée à billes 23 dont le rôle est de réduire le frottement au minimum et, en même temps, d'empêcher le mouvement latéral du disque.
Les disques intermédiaires 12 et 12a peuvent tourner sur les moyeux 19 des disques 9 et 9a et, pour permettre de régler la position du disque rotatif 12a afin de régler la pression des rebords 11 et lla sur les billes 10 et 13, une butée à billes 24 est montée de façon coulissante sur le moyeu 19 et prend appui contre le moyeu 12b du disque 12a, une paire d'écrous de réglage 25 étant montés sur la partie filetée du moyeu 19, pour permettre de régler la position de ce disque et régler ainsi la pression des rebords 11 et lla sur les billes 10 et 13.
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Le disque ou élément de carter externe 18, mon-- té sur le moyeu du disque rotatif 12, est fixé de façon qu'il ne puisse pas tourner par une ou plusieurs goupil- les 26 qui sont.ajustées dans l'extrémité du moyeu du disque par une de leurs estrémités et convenablement asa semblées avec le palier 2 par leur autre extrémité, . comma représenté, d'autres moyens appropriés pouvant d'ailleurs, si on le désire, être substitués à ceux qui viennent d'être décrits pour empêcher le disque 18 de tourner.
Le disque ou élément de carter non rotatif op- posé 18a est susceptible d'être réglé en position lon- gitudinalement sur le moyeu 12b du disque rotatif 12a pour permettre de régler la pression des anneaux d'usure
16 sur les billes 14. A cet effet, la partie externe du moyeu 12b du disque 12a est filetée pour recevoir une paire d'écrous de blocage et de réglage combinés 18b prenant appui contre le moyeu du disque 18a, de sorte que, par la manoeuvre des dits écrous, on effectue le ré- glage de l'élément de carter 18a.
Entre le disque fixe 9 et le disque rotatif
12 est montée une butée à billes 27, et une butée à bil- les similaire 28 est montée entre le disque rotatif 12 et le disque fixe et non réglable 18 pour réduire le frottement au minimum et, en même temps, empêcher le mou- vement latéral desdits disques pendant le réglage des dis- ques 9a, 12a et 18a.
Pour empêcher tout mouvement de rotation acci- dentel du disque 18a pendant la rotation du disque 12a, les disques 18 et 18a sont fixés l'un à l'autre par une bande ou cercle de recouvrement métallique 29, qui est fixé à cès disques par des goujons 30. Toutefois, pour permettre de régler le dis.que 18a lorsque cela est dési-\ rable, les goujons 30 vissés dans ce disque passent à travers des fentes allongées 31 du cercle 29.
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Comme représenté dans la figure 1, l'arbre cen- tral 1 de l'amplificateur de puissance peut être accou- plé directement à l'arbre d'un moteur électrique normal 32, tandis que l'extrémité opposée dudit arbre central peut être disposée pour recevoir une poulie de transmis- sion de puissance ou un autre dispositif permettant de transmettre dans la mesure nécessaire la puissance augmen- tée ou amplifiée du moteur 32.
Bien qu'on ait décrit le mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel des séries annulaires concentriques de billes d'acier sont employées, il est évident que d'autres types de galets appropriés pour- raient être substitués aux billes d'acier.
Il va de soi que bien que l'arbre 1 de l'am- plificateur ait été décrit et représenté comme travaillant horizontalement, on pourrait disposer la construction de façon que l'arbre travaille verticalement ou detoute au- tre manière convenable.
En outre, si on le désire, l'amplificateur de puissance peut être construit sous forme d'une unité sépa- rée et destiné à recevoir sa commande d'une installation motrice à l'aide d'engrenages de transmission ou de tout autre dispositif convenable.
En fonctionnement, un mouvement de rotation est communiqué à l'arbre central 1, par exemple par le mo- teur électrique 32 de fig. 1. Le mouvement de rotation de la roue 5 communique un mouvement de rotation et de roulement à la série interne ou première série de billes d'acier 7, qui font mouvoir les billes 10 et, par l'intermédiaire de ces billes, les disques rotatifs 12 et 12a, qui font à leur tour mouvoir les autres séries con- centriques de billes 13 et 14.
Les forces angulaires de sens opposé qui s'exercent en raison de la disposition desdites billes et du frottement des billes entre elles et avec les disques fixe et rotatif s'y
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rapportant, combinées avec la pression qui est exercée sur les billes par les disques réglables, augmentent ou amplifient la puissance dont on dispose pour la transmis- sion à partir de l'arbre central.
On a constaté que, avec un amplificateur expé- rimental établi selon les fig. 3 et 4 des dessins et un petit moteur électrique transmettant sa puissance à l'ar- bre 1 à l'aide d'une transmission à courroie, la puis- sance transmise à partir dudit moteur par l'intermédiaire de l'amplificateur peut être augmentée ou amplifiée con- sidérablement, cet accroissement ou amplification de puissance variant selon la vitesse de rotation de l'arbre central de l'am plificateur.
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Device for increasing or amplifying the force transmitted by motor installations.
The aim of the invention is to increase or amplify the power transmitted by existing motor devices, such as electric motors, turbines, steam engines, etc.
The main object of the invention is a power amplifier intended to form part of a prime mover or to be coupled to the power transmission shaft so as to increase or amplify the power transmitted by the machine or the power transmission. 'engine shaft.
This invention resides essentially in the construction of a power amplifier based on the principle of the planetary system and characterized by the fact that it comprises a central or planetary shaft intended to be actuated by the power which it receives from a machine.
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or drive unit, a wheel or pulley fixed to the planetary shaft, two disks supported by said shaft on either side of this pulley, a device serving to prevent the rotation of the disks, a series of rollers or Running gear arranged like planets around the central shaft and intended to exert a frictional action on the pulley and to be kept in contact with it by the discs, a device making it possible to adjust the position of a.
discs for adjusting the pressure of this disc on the rollers, a second series of satellite rollers of smaller diameter than those of the first series on which they are mounted so that they can rotate, two rotating discs serving to exert pressure on the second series of rollers, a device making it possible to adjust the position of one of these discs in order to adjust the pressure it exerts on the second series of rollers, a third series of satellite rollers of the same diameter as those of the second series, this third series of rollers being mounted to rotate on the external surface of the two rotating discs, an external series or crown of satellite rollers of the same diameter as those of the first series or internal crown of.
rollers, this external series of rollers being mounted to rotate on the third series or ring of rollers, two non-rotating discs arranged one opposite the other and provided with wear rings with the aid of which they are intended to exert pressure on the fourth ring or series of rollers, a device for adjusting the position of one of these discs to adjust the pressure of the wear rings of said discs on the fourth series or ring of planet rollers, a device by which the external pair of discs behaves like a casing enveloping the concentric series of rollers and the discs,
'' a device for preventing the outer pair of discs from spinning and a device for
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in which the rotational and rolling movement of the satellite rollers amplifies or increases the power transmitted by the drive unit via the central shaft.
The invention will be better understood with the aid of the accompanying drawings which schematically show the preferred embodiment in which concentric rings of steel balls are employed to amplify or increase the power transmitted by an electric motor.
In these drawings:
Fig. 1 is a side view showing a power amplifier established according to the invention and coupled directly to the shaft of an electric motor.
Fig. 2 is an end view of FIG. 1.
Fig. 3 is a central vertical section of the amplifier and shows the general arrangement of the concentric series of steel balls arranged in the fashion of satellites around a central shaft.
Fig. 4 is an elevational view with partial vertical section along A-A, FIG. 3.
The power amplifier according to the invention comprises a central or planetary shaft 1 supported at its ends by two suitable bearings 2 secured to a robust frame 3.
This shaft 1 is provided with an enlargement 4 on which is wedged or otherwise fixed a wheel or pulley 5 having a circumferential groove 6 having in section a semi-circular shape and receiving an annular series or crown of balls of. steel satellites 7 which have an appropriate diameter and are spaced the desired distance from each other, so that they can turn and roll in the groove 6 of the pulley 5.
The crown or annular series of balls
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satellite steel 7 is maintained so that the balls constantly rub against the walls of the groove 6 by suitably bevelled edges 8 and 8a of two discs 9 and 9a disposed one opposite the other.
The flanged discs 9 and 9a, arranged on either side of the grooved pulley 5, are mounted on the central shaft 1 so that they cannot turn on this shaft, while the bevelled part of each of the flanges 8 and 8a, which part is in contact with the balls 7, is intended to exert on these balls the pressure which is necessary to keep them in frictional contact with the grooved pulley, the disc 9a being for this purpose capable of being moved on the shaft 1 in the manner which will be described later.
A second annular series of satellite balls 10 is supported by the annular series of balls 7, so that these balls 10 can rotate, the said balls being of smaller diameter than the balls 7 and being arranged so that each of them exerts a frictional action on two balls 7, as seen in FIG. 5.
The balls 10 are kept constantly in frictional contact with the balls 7 by bevelled edges 11 and 11a integral with a pair of rotating intermediate discs 12 and 12a.
Each of the discs 12 and 12a is provided with a hub 12b rotating on the hubs 19 of the internal pair of discs 9 and 9a; and the rotating disc 12a is movable along the hub 19 of the flanged disc 9a so as to allow the pressure of the flanges 11 and 11 on the balls 10 to be adjusted, thereby regulating the pressure or contact. friction between balls 7 and 10.
A third annular series or crown of satellite steel balls 13 are mounted, in space- @
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as desired, around the outer surface of the conical or V-shaped portions of the flanges 11 and 11a of the discs 12 and 12a. The balls 13 preferably have the same diameter as those of the second series of satellite balls 10 and are spaced apart to receive and support a fourth annular series or crown of balls 14, which preferably have the same diameter as the balls 7 and which are spaced so as to engage with the balls 13 in a manner analogous to what has been described with regard to the balls 7 and 10.
The fourth series or outer ring of balls 14 must be subjected to sufficient pressure to be constantly in frictional contact with the ring of balls 13. For this purpose, conical wear rings 16, made of steel, are mounted in the ring. internal flanges 17 and 17a of a pair of non-rotating discs 18 and 18a whose hubs rotate around the hubs of rotating discs 12 and 12a.
The non-rotating discs or flanges 18 and 18a which are intended to hold the balls 14 in position and further behave as casing or casing members of the apparatus are preferably supported. by the hubs 12b of the rotating discs 12 and 12a in such a way that one of them is capable of being moved to adjust the pressure of the wear rings 16 on the balls 14.
As has been said previously, it is ensured that all the steel satellite balls are constantly subjected to a suitable pressure to ensure the regular frictional contact of the balls contiguous with each other, on the one hand, and the balls with the bevelled edges and the wear rings of the corresponding discs and housing elements, on the other hand, in order to efficiently carry out the cycle of operations to amplify or increase the power transmitted to the central shaft by a unit
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motor or similar machine.
The inner pair of discs 9 and 9a are given relatively long hubs 19 which surround the central shaft 1 and, to prevent these discs from rotating around or with the shaft ,. the outer end of the hub 19 of the disc 9 is mounted in the bearing 2 and it is prevented from rotating in this bearing with the aid of a key 20, while the hub 19 of the disc 9a of sliding manner on the shaft 1 using a sliding tongue or key 21, which also prevents the disc from rotating.
In order to allow the position of the disc 9a on the shaft 1 to be adjusted so as to allow the pressure of the flanges 8 and 8a on the spaced balls 7 to be adjusted, the outer end of the hub 19 of said disc 9a is threaded to receive a pair of nuts 22 which can be tightened against the bearing 2 so as to effect the precise adjustment of the disc 9a on the shaft 1, said nuts automatically locking the disc in the adjustment position to which it has been brought.
On the central shaft 1 is mounted, between the hub of the grooved pulley 5 and the hub of the fixed disc 9, a ball bearing 23 whose role is to reduce friction to a minimum and, at the same time, prevent lateral movement of the disc.
The intermediate discs 12 and 12a can rotate on the hubs 19 of the discs 9 and 9a and, to allow the position of the rotating disc 12a to be adjusted in order to adjust the pressure of the flanges 11 and 11a on the balls 10 and 13, a ball stop 24 is slidably mounted on the hub 19 and bears against the hub 12b of the disc 12a, a pair of adjusting nuts 25 being mounted on the threaded part of the hub 19, to allow the position of this disc to be adjusted and to adjust thus the pressure of the flanges 11 and 11a on the balls 10 and 13.
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The disc or outer casing member 18, mounted on the hub of the rotating disc 12, is secured so that it cannot be rotated by one or more pins 26 which are fitted in the end of the hub. of the disc by one of their estrémités and suitably asa seemed with the bearing 2 by their other end,. as shown, other appropriate means can moreover, if desired, be substituted for those which have just been described to prevent the disc 18 from rotating.
The opposing non-rotating disc or housing member 18a is capable of being adjusted in a longitudinal position on the hub 12b of the rotating disc 12a to allow the pressure of the wear rings to be adjusted.
16 on the balls 14. For this purpose, the outer part of the hub 12b of the disc 12a is threaded to receive a pair of combined locking and adjustment nuts 18b bearing against the hub of the disc 18a, so that, by the operation of said nuts, the adjustment of the housing element 18a is carried out.
Between the fixed disc 9 and the rotating disc
12 is mounted a ball stop 27, and a similar ball stop 28 is mounted between the rotating disc 12 and the fixed, non-adjustable disc 18 to reduce friction to a minimum and, at the same time, prevent movement. side of said discs during adjustment of discs 9a, 12a and 18a.
To prevent accidental rotational movement of disc 18a during rotation of disc 12a, discs 18 and 18a are secured to each other by a metal covering band or circle 29, which is secured to these discs by studs 30. However, in order to allow the disc 18a to be adjusted when desired, the studs 30 screwed into this disc pass through elongated slots 31 of the hoop 29.
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As shown in figure 1, the central shaft 1 of the power amplifier can be coupled directly to the shaft of a normal electric motor 32, while the opposite end of said central shaft can be arranged. for receiving a power transmission pulley or other device for transmitting to the extent necessary the increased or amplified power of the motor 32.
Although the preferred embodiment of the invention has been described in which concentric annular series of steel balls are employed, it is evident that other suitable types of rollers could be substituted for the steel balls. steel.
It goes without saying that although the shaft 1 of the amplifier has been described and shown as working horizontally, the construction could be arranged so that the shaft works vertically or in any other suitable manner.
In addition, if desired, the power amplifier can be constructed as a separate unit and intended to receive its control from a power plant by means of transmission gears or any other device. suitable.
In operation, a rotational movement is communicated to the central shaft 1, for example by the electric motor 32 of FIG. 1. The rotational movement of the wheel 5 communicates a rotational and rolling movement to the internal series or first series of steel balls 7, which move the balls 10 and, through these balls, the discs. rotary 12 and 12a, which in turn move the other concentric series of balls 13 and 14.
The angular forces of opposite directions which are exerted due to the arrangement of said balls and the friction of the balls between them and with the fixed and rotating discs there
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ratio, combined with the pressure exerted on the balls by the adjustable discs, increase or amplify the power available for transmission from the central shaft.
It has been found that, with an experimental amplifier established according to FIGS. 3 and 4 of the drawings and a small electric motor transmitting its power to shaft 1 by means of a belt transmission, the power transmitted from said motor through the amplifier can be considerably increased or amplified, this increase or amplification of power varying according to the speed of rotation of the central shaft of the amplifier.
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