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La présente invention se rapporte à un dispositif de changement de vitesse et a pour but principal de permettre de modifier aisément pendant la marche, le rapport des vites- ses entre l'arbre moteur et l'arbre commandé.
Conformément à l'invention, ce dispositif, qui comprend un arbre coudé dont l'excentricité est réglable, est caractérisé essentiellement en ce que l'arbre coudé'est soli- daire d'un pignon qui peut être actionné par deux crémaillères faisant corps avec des masses et pouvant être commandées par une roue à main, de préférence par l'intermédiaire de chaines.,
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pendant la marche, la force centrifuge produite par les tuas- ses tend à faire tourner l'arbre coudé, de manièreà rappro- cher le maneton vers le centre de l'arbre de commande, mais les chaines et leurs organes de commande @'opposent a cette action.
Les dessins ci-joints montrent à Litre d'exemple com- ment l'invention peut être réalisée en pratique.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du va- riateur de vitesse.
La figure 2 est une coupe (suivant la flèche) pe r la ligne AB dans la figure 3, avec une partie CD passant par la ligne EF dans la figure 3.
La figure 3 est une coupe (suivant la flèche) par la ligne GD dans la figure 2.
La figure 4 est une vue schématique et en perspective montrant le fonctionnement du dispositif.
La figure 5 représente dans le secteur AB une coupe par la ligne H-H (figure 3) dans le secteur BC une coupe par la ligne I-I, dans le secteur CD une coupe par la ligne J-J et dans le secteur DA une coupe par la ligne K-K.
Sur les dessins ci-joints, 1 désigne l'arbre de com- mande qui est muni d'un roulement à billes 2 et qui est pour- vu d'un accouplement 3 par lequel il peut être relié directe- ment au moteur.
Cet arbre 1 porte une bride 4 qui est reliée par des boulons 41 à un élément 5 contre lequel cette bride s'appuie.
L'élément 5 est à son tour fixé sur une pièce 6, elle- même montée et fixée, par exemple par des boulons 61, sur un moyeu 17 avec lequel fait corps un plateau 18. Un roulement à billes 19 est monté sur le moyeu 17 et est logé dans un disque 20 relié à un carter 21.
L'arbre 1, avec sa bride 4, les pièces 5 et 6 ainsi que le plateau 18 forment ainsi un ensemble rigide qui tourne sur les roulements 2 et 19.
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Dans le moyeu 17 du plateau 18 est logé excentri- quement un arbre 22 qui peut tourner- librement dans son logement,.
Cet arbre 22 porte un maneton 23 qui, à son tour, occupe une position excentrée par rapport à l'arbre 22.
L'excentricité A (figure 2) de l'arbre 22 par rapport au moyeu. 17 est égale à l'excentricité B du maneton 23 par rapp&rt à son arbre 22. Il en résulte que, en faisant tour- ner l'arbre 22, on peut amener le maneton 23 au centre de l'ar- bre de commande 1, ou bien au contraire, lui donner une excen- tricité égale à A + B par rapp#t à l'arbre 1.
La pièce 6 forme une couronne 62 et détermine au- tour de l'arbre 1 un espace 63 dans lequel sont logées deux cré- maillères 7 'et 8. Avec celle&ci sont solidaires respectivement des masses 9 et 10 (figures 3 et 4)-et ces crémaillères sont montées avec* leurs masses sur des pivots 11 et 12 dont les ex- trémités situées de chaque côté. des masses sont logées dans des coulisseaux 13 et 14 pouvant se déplacer' librement dans des rainures 15' et 16.
Les crémaillères ?' et 8 sont en prise, d'autre part, avec un pigeon 24 fixé sur'l'arbre coudé 22. Elles sont en outre reliées par- des chaînes 27 et 28 passant respectivement sur des pignons 33 et 34 et par l'intermédiaire d'un système différentiel composé de deux leviers 30 et 31,, à un maneton. 29, qui peut coulisser 'librement sur l'arbre 1.
Sur le maneton 29 est.. montée, sur un roulement ri- gide, une bague 32 qui peut être actionnée par une roue à main.
37 par l'intermédiaire d'un levier en .équerre 35 et d'une tige 38 pénétrant dans un espace 361 formé dans une vis 36 pouvant tourner dans une partie fixe 362.
Les leviers 30 et 31 sont 'logés chacun dans une rainure pratiquée dans la bague c.oulissante 29 et peuvent oscil- ler- autour de pivots 56. Les têtes 57 de ces pivots 56 peuvent cou- lisser dans une rainure 571 (figure 3) fraisée dans l'arbre 1.
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Entre les leviers 30 et 31 sont montées 'de part et d'autre de l'arbre 1 des pièces 54 qui peuvent tourner entre ces leviers 30-31 et auxquelles sont reliées respectivement les chaines 27 et 28 qui sont reliées à leur autre extrémité respec- tivement auxcrémaillères 7 et 8. La bague 29 est entraînée par la bague 32 par l'intermédiaire d'un roulement.
Les deux leviers en équerre 35 peuvent tourner autour d'un axe 58 et sont commandés par un balancier 55 qui peut tour- ner librement sur ses pivots et qui est attaqué par la tige 38 qui, à cet effet, présente une fourche 381 dont les branches sont traversées par un axe 382 passant également au travers du balancier 55. Les leviers 35 sont d'autre part pourvua de pivots 351 reposant sur un flasque de la bague 32.
Comme on le comprend, lorsque le maneton est au centre de l'arbre de commande, l'amplitude des oscillations du maneton est égale à zéro..et la vitesse de l'arbre commandé est nulle.
Par contre, lorsque l'excentricité du maneton est égale à A + B, on a pour l'arbre commandé une vitesse maxima.
Dans ces conditions, à la mise en'marche, on fait tour- ner le volant 37 vers la droite et on exerce ainsi une pression sur la tige 38 et, par l'intermédiaire du balancier 55, on met en rotation les leviers 35 . La bague 32 coulisse sur l'arbre 1 et se déplace en même temps que la babue 29 et les leviers 30-31, de sorte quune traction est exercée sur les chaines 27 et 28, lesquelles entrainent les crémaillères 7 et 8 munies de contre - poids. Les crémaillère s font tourner le pignon 24, de sorte que l'arbre coudé 22 se déplace pour prendre une position hors centre La rotation de l'arbre commandé peut alors commencer.
Pendant le fonctionnement, les masses 9 et 10 ainsi que les crémaillères 7 et 8 tendent à s'écarter par la force cen- trifuge, nais elles sont retenues par les chaines 27-28, le ma- neton 29, les leviers 35 et la tige 38 qui s'appuie sur la vis 36.
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Lorsque, durant le fonctionnement, on veut diminuer la vitesse de l'arbre sortant, il suffit de faire tourner vers la gauche le volant 37'; la force centrifuge des masses 9 et 10 a pour effet d'écarter ces dernières ;. celles-ci entraînent alors les bagues 29 et 32 par l'intermédiaire des chaines ; la bague 32 agit. sur les leviers 35 pour les faire tourner dans le sens de la flèche C jusqu'à. ce que l'élément 38 vienne appuyer- contre la vis 36.
Lorsque, durant le fonctionnement, on veut augmenter la vitesse de l'arbre commandé, on fait tourner le volant 37 vers la droite, ce qui a pour conséquence de faire tourner les leviers 35 en sens inverse de la flèche C. La bague 29 se dépla- ce sur l'arbre 1 dans le sens de la flèche B. Une traction est ainsi exercée sur ies chaines 27 et 28 qui entrainent les cré- maillères, lesquelles font tourner le pignon 24 en provoquant ainsi un déplacement de l'arbre coudé 22.
C'est. donc la force centrifuge des masses 9 et 10, en même temps que la réaction sur le maneton 23 de l'arbre coudé, qui entraînent la bague 29 dansla direction,indiquée par la flè'che A, et. c'est la vis 36, sous l'action de la roue à main 37, qui entraine cette bague dans la direction indiquée par la flèche B.
Quand l'écartement des. masses est maximum, le maneton est au centre de l'arbre de commande et l'amplitude des oscil- lations du maneton est égale à zéro.
Quand on fait tourner la roue à main- en sens inverse, les masses 9 et 10 se rapprochent du centre jusqu'à ce que l'ex- centricité du maneton 23 soit égale à A + B et que l'on obtienne donc le maximum de course.
Les points de fixation des chaînes par rapport au cen- tre de gravité des masses des crémaillères sont choisis, de telle manière que la force centrifuge de ces masses ait une réac- tion sur les crémaillère-si, telle que tout jeu soit impossible entre les dentures.
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Quand le moteur de commande s'arrête sous charge, le démarrage peut se faire facilement en rame;tact le volant à zéro.
Le mouvement d'oscillation est transmis à des roues libres qui, à leur tour, transmettent en sens unique leur mou- vement à l'arbre commandé.
On montrera ci-après, à titre d'exemple, comment cette transmission de mouvement peut avoir lieu.
Sur le maneton 23 de l'arbre coudé %2, est monte sur roulement à bille40 un disque 39 dans lequel est pratiquée une rainur e circulaire 391, dans laquelle sont, logés des cou- lisseaux 41 qui attaquent chacun une manivelle 42 faisant, par- tie d'une roue libre.
Le mouvement de translation du maneton de l'arbre ccu- dé occasionne un mouvement oscillant des manivelles 42 avec lesquelles font corps des bagues intérieures 421 qui, à leur tour, commandent en sens unique les bagues extérieures 43 des roues libres. Ces dernières transmettent simultanément leur mouvement à un arbrecentral 44 par l'intermédiaire d'engrena- ges 45.
Les roues libres et l'arbre central sont montés sur des roulements à billes (46-47 et 48-49) et 1"ensemble est en- fermé dans un carter 50.
L'arbre central 44 possède en outre un pignon aux i- liaire 51 qui peut tourner librement autour de l'arbre et qui est sollicité par un ressort 52 à tourner dans un sens tel que tout jeu soit supprimé entre les engrenages 45 des roues libres et l'arbre central 44.
Une plaque 25 fixée sur l'arbre 22 porte un contre - poids Pc qui assure, par rapport à l'arbre 22, l'équilibrage du disque 18 commandant les roues libres et monté sur le mane- ton 23. D'autre part, un contrepoids mc fixé dans le disque 18
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assure l'équilibrage des masses : disque 18, contrepoids Pc, arbre 22, par- rapport. à l'arbre de commande 1.
La stabilisation de l'arbre coudé 22 est assurée comme suit :
La charge appliquée sur les roues libres donne une réaction sur l'arbre coudé 22 et sollicite celui-ci de tourner-dans le sens opposé au sens de rotation'de l'arbre de commande. Cet- te sollicitation existe jusqu'à une diminution d'environ de moitié de l'amplitude 'du. mare. ton. A partir de ce point, la sol- licitation- devient alternativement positive et négative, c'est à dire que, pendant une évolution de l'arbre de commande, le ma- neton est. sollicité quatre fois à se tourner vers le centre et quatre fois à s'écarter du centre de l'arbre de commande.
La valeur de la sollicitation d'écartement ou de la sol-
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licitation négative's'aceroit à mesure, que la course diminue, mais elle ne dépasse jamais la valeur de la,. sollicitation posi- -Live, pour une course maxima de l'arbre coudé.
Si l'on suppose les masses 9 'et 10 rapprochées au centre, la force centrifuge est alors égale à un minimum, mais la solli- citation est, à ce moment positive et la stabilisation. est alors assurée par la rigidité de la commande à. main.
Pour une petite cours'e, au contraire, les masses sont écartées du centre. La sollicitation négative devient plus gran- de, maïs elle est vaincue par-la force centrifuge des masses des crémaillères. C'est d.onc la charge même qui tend à faire tourner l'arbre coudé au minimum, tandis que la force centrifuge annule les réactions négatives et l'arbre. coudé est donc stabilisé en toutes positions déterminées par la roue à main.
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R e veIl: d i 0. a t i o' n s.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to a speed change device and its main object is to allow the speed ratio between the motor shaft and the controlled shaft to be easily modified during operation.
According to the invention, this device, which comprises an angled shaft the eccentricity of which is adjustable, is characterized essentially in that the angled shaft is integral with a pinion which can be actuated by two racks forming one body with masses and can be controlled by a hand wheel, preferably by means of chains.,
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during operation, the centrifugal force produced by the hoses tends to make the crankshaft turn, so as to bring the crankpin closer to the center of the control shaft, but the chains and their control members @ 'oppose has this action.
The accompanying drawings show by way of example how the invention can be carried out in practice.
Figure 1 is a longitudinal sectional view of the speed variator.
Figure 2 is a section (along the arrow) through the line AB in Figure 3, with part CD passing through the line EF in Figure 3.
Figure 3 is a section (along the arrow) through the line GD in Figure 2.
FIG. 4 is a schematic and perspective view showing the operation of the device.
Figure 5 shows in sector AB a section by line HH (Figure 3) in sector BC a cut by line II, in sector CD a cut by line JJ and in sector DA a cut by line KK .
In the accompanying drawings, 1 denotes the control shaft which is provided with a ball bearing 2 and which is provided with a coupling 3 by which it can be connected directly to the motor.
This shaft 1 carries a flange 4 which is connected by bolts 41 to an element 5 against which this flange rests.
The element 5 is in turn fixed to a part 6, itself mounted and fixed, for example by bolts 61, on a hub 17 with which is integral a plate 18. A ball bearing 19 is mounted on the hub. 17 and is housed in a disc 20 connected to a housing 21.
The shaft 1, with its flange 4, the parts 5 and 6 as well as the plate 18 thus form a rigid assembly which turns on the bearings 2 and 19.
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In the hub 17 of the plate 18 is eccentrically housed a shaft 22 which can rotate freely in its housing.
This shaft 22 carries a crank pin 23 which, in turn, occupies an eccentric position relative to the shaft 22.
The eccentricity A (Figure 2) of the shaft 22 relative to the hub. 17 is equal to the eccentricity B of the crankpin 23 relative to its shaft 22. It follows that, by rotating the shaft 22, it is possible to bring the crankpin 23 to the center of the control shaft 1 , or on the contrary, give it an eccentricity equal to A + B with respect to shaft 1.
The part 6 forms a crown 62 and determines around the shaft 1 a space 63 in which are housed two racks 7 'and 8. With this are secured respectively to the masses 9 and 10 (Figures 3 and 4) - and these racks are mounted with their masses on pivots 11 and 12, the ends of which are located on each side. masses are housed in slides 13 and 14 which can move 'freely in grooves 15' and 16.
The racks? ' and 8 are engaged, on the other hand, with a pigeon 24 fixed on the elbow shaft 22. They are furthermore connected by chains 27 and 28 passing respectively over sprockets 33 and 34 and by means of 'a differential system composed of two levers 30 and 31 ,, with a crankpin. 29, which can slide freely on the shaft 1.
On the crank pin 29 is mounted, on a rigid bearing, a ring 32 which can be actuated by a hand wheel.
37 by means of a lever 35 and a rod 38 penetrating into a space 361 formed in a screw 36 which can turn in a fixed part 362.
The levers 30 and 31 are each housed in a groove made in the sliding ring 29 and can oscillate around pivots 56. The heads 57 of these pivots 56 can slide in a groove 571 (Figure 3). countersunk in the shaft 1.
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Between the levers 30 and 31 are mounted on either side of the shaft 1 parts 54 which can rotate between these levers 30-31 and to which are respectively connected the chains 27 and 28 which are connected at their other end respec - Tively aux racks 7 and 8. The ring 29 is driven by the ring 32 via a bearing.
The two angled levers 35 can rotate around an axis 58 and are controlled by a balance 55 which can rotate freely on its pivots and which is attacked by the rod 38 which, for this purpose, has a fork 381 whose branches are crossed by a pin 382 also passing through the balance 55. The levers 35 are on the other hand provided with pivots 351 resting on a flange of the ring 32.
As will be understood, when the crankpin is at the center of the control shaft, the amplitude of the oscillations of the crankpin is equal to zero ... and the speed of the controlled shaft is zero.
On the other hand, when the crankpin eccentricity is equal to A + B, a maximum speed is obtained for the shaft.
Under these conditions, on starting, the flywheel 37 is turned to the right and pressure is thus exerted on the rod 38 and, by means of the balance 55, the levers 35 are rotated. The ring 32 slides on the shaft 1 and moves at the same time as the babue 29 and the levers 30-31, so that a traction is exerted on the chains 27 and 28, which drive the racks 7 and 8 provided with counter - weight. The racks rotate the pinion 24, so that the elbow shaft 22 moves to take an off-center position. The rotation of the controlled shaft can then begin.
During operation, the masses 9 and 10 as well as the racks 7 and 8 tend to move apart by the centrifugal force, but they are retained by the chains 27-28, the handle 29, the levers 35 and the rod 38 which rests on screw 36.
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When, during operation, it is desired to reduce the speed of the output shaft, it suffices to turn the flywheel 37 'to the left; the centrifugal force of masses 9 and 10 has the effect of moving them apart ;. these then drive the rings 29 and 32 via the chains; the ring 32 acts. on levers 35 to turn them in the direction of arrow C up to. that the element 38 comes to rest against the screw 36.
When, during operation, it is desired to increase the speed of the controlled shaft, the flywheel 37 is rotated to the right, which has the effect of turning the levers 35 in the opposite direction to the arrow C. The ring 29 is movement on the shaft 1 in the direction of arrow B. A traction is thus exerted on the chains 27 and 28 which drive the racks, which rotate the pinion 24, thus causing a displacement of the bent shaft 22.
This is. therefore the centrifugal force of the masses 9 and 10, at the same time as the reaction on the crankpin 23 of the bent shaft, which causes the ring 29 in the direction, indicated by the arrow A, and. it is the screw 36, under the action of the hand wheel 37, which drives this ring in the direction indicated by the arrow B.
When the spacing of. masses is maximum, the crankpin is in the center of the control shaft and the amplitude of the crankpin oscillation is equal to zero.
When the hand wheel is turned in the opposite direction, the masses 9 and 10 move closer to the center until the eccentricity of the crankpin 23 is equal to A + B and therefore the maximum is obtained. race.
The points of attachment of the chains in relation to the center of gravity of the masses of the racks are chosen in such a way that the centrifugal force of these masses has a reaction on the racks-si, such that any play is impossible between the racks. teeth.
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When the drive motor stops under load, starting can be done easily by paddling; touch the flywheel to zero.
The oscillating motion is transmitted to freewheels which, in turn, transmit their motion in one direction to the driven shaft.
It will be shown below, by way of example, how this transmission of movement can take place.
On the crank pin 23 of the bent shaft% 2, is mounted on a ball bearing 40 a disc 39 in which is made a circular groove 391, in which are housed slides 41 which each attack a crank 42 making, by - tie of a freewheel.
The translational movement of the crank pin of the driven shaft causes an oscillating movement of the cranks 42 with which form inner rings 421 which, in turn, control in one direction the outer rings 43 of the freewheels. The latter simultaneously transmit their movement to a central shaft 44 via gears 45.
The freewheels and the central shaft are mounted on ball bearings (46-47 and 48-49) and 1 "set is enclosed in a housing 50.
The central shaft 44 further has an auxiliary pinion 51 which can rotate freely around the shaft and which is biased by a spring 52 to rotate in a direction such that any play is removed between the gears 45 of the freewheels. and central shaft 44.
A plate 25 fixed to the shaft 22 carries a counterweight Pc which ensures, with respect to the shaft 22, the balancing of the disc 18 controlling the free wheels and mounted on the crank 23. On the other hand, a mc counterweight fixed in the disc 18
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balances the masses: disc 18, Pc counterweight, shaft 22, relative. to the drive shaft 1.
The stabilization of the bent shaft 22 is ensured as follows:
The load applied to the freewheels reacts to the bent shaft 22 and causes the latter to rotate in the opposite direction to the direction of rotation of the drive shaft. This stress exists until a decrease of about half of the amplitude of the. pond. your. From this point, the solicitation becomes alternately positive and negative, that is to say that, during an evolution of the command tree, the handle is. urged four times to turn to the center and four times to move away from the center of the driveshaft.
The value of the spacing stress or the ground
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negative licitation would increase as the stroke decreases, but it never exceeds the value of the. positive stress, for a maximum stroke of the bent shaft.
If we assume the masses 9 'and 10 close together in the center, then the centrifugal force is equal to a minimum, but the stress is, at this moment positive and the stabilization. is then ensured by the rigidity of the control to. hand.
For a small course, on the contrary, the masses are separated from the center. The negative stress becomes greater, but it is overcome by the centrifugal force of the masses of the racks. It is therefore the load itself which tends to make the elbow shaft turn to a minimum, while the centrifugal force cancels out the negative reactions and the shaft. elbow is therefore stabilized in all positions determined by the hand wheel.
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** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.