Dispositif de changement de vitesse automatique progressif. La présente invention a pour objet un dispositif de changement de vitesse automa tique, progressif, comprenant des galets, à inclinaison variable, serrés entre deux pla teaux dont les axes de rotation sont dans le prolongement l'un de l'autre et dont les faces en regard présentent un évidement annulaire à section circulaire, ces évidements étant des éléments transversaux de la surface d'un tore.
Dans ce dispositif les galets qui sont montés librement non seulement sur leur axe qui est perpendiculaire à leur plan de rota tion mais également librement par l'intermé diaire d'un cadre, sur un autre axe qui se confond avec celui de leurs diamètres qui est normal au diamètre joignant les points de contact avec les plateaux, ont, autour de ce dernier axe, une variation d'inclinaison si multanée et équilibrée qui est provoquée par leur oscillation autour de celui de leurs dia mètres aux extrémités duquel se trouvent les points de contact avec les plateaux, oscilla tion elle-même commandée par des organes agissant automatiquement dès que la vitesse de l'arbre de commande vient à se modifier. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et schématiquement deux vues de détails.
Les fig. 1 et 2 représentent schématique ment des exemples d'évidements annulaires des plateaux; La fig. 3 est une vue longitudinale en coupe d'une forme d'exécution du dispositif; La fig. 4 est une vue transversale en élé vation du centre de ce dispositif; La fig. 5 est une vue d'une partie exté rieure de la pièce portant les axes des galets; La fig. 6 est une vue en élévation des commandes du régulateur de moteur et du frein moteur; Les fig. 7, 8 et 9 sont des vues des évi dements-cames par l'intermédiaire desquels la poussée d'un ressort est transmise au pla teau commandé.
Le plateau de commandé 1 est solidaire de l'arbre moteur 2; il communique une cer taine vitesse de rotation aux galets 3, 4 et qui entraînent eux-mêmes le plateau 6.' - La couronne 7, sur laquelle sont montés les galets, est représentée avec une cassure découvrant le centre de l'appareil. Elle est immobilisée radialement par le tenon 8 du carter engagé dans une mortaise correspon dante; dans le sens axial, elle peut coulisser à frottement doux à l'intérieur du carter afin que la pression exercée sur les galets par le plateau 6, qui est coulissant, se reproduise exactement sur le plateau 1, qui est fixe par rapport au premier.
Les galets 3, 4 et 5 sont montés libre ment, par leur axe de rotation, dans un cadre porte-galets. Ces axes de rotation des galets sont numérotés 9, 10 et 11 et les porte- galets 12, 13 et 14. Ces porte-galets sont eux-mêmes montés librement, par leurs axes de pivotement 15 et 16, 17 et 18 et 19 et 20, dans des paliers 21 et 22, 23 et 24, et 25 et 26. Ces axes de pivotement sont situés dans le prolongement de celui des diamètres des galets qui est parallèle aux plans de rotation des plateaux. Par contre, les paliers sont ex centrés; l'un des paliers d'un porte-galets ou d'un galet est plus rapproché d'un des pla teaux et l'autre palier du même galet est plus rapproché, de la même quantité, de l'au tre plateau.
La fig. 3 indique en pointillés, les excen- trages respectifs des deux paliers d'un galet. La fig. 3 indique les positions respectives de deux trous filetés voisins de la couronne 7 dans lesquels se placent des écrous porte- palier permettant le montage des porte-galets ainsi que le réglage de leur position. Quatre de ces écrous porte-palier sont représentés sur la fig. 4; ils sont numérotés 27 et 28, 29 et 32. Ceux qui devraient porter les nom bres 30 et 31 ne sont pas figurés pour lais ser voir le filetage des trous de la couronne et aussi parce que cette fig. 4 comporte une cassure de la couronne en cet endroit, laissant voir une partie du dispositif de frein-moteur.
Les paliers et les écrous porte-palier sont vus en coupe; ils ne sont pas hachurés dans le but de ne pas surcharger le dessin.
En regard de chaque porte-galets est placé un levier à deux branches, lesquelles sont respectivement solidaires des paliers de ce porte-galets. Ces doubles leviers sont nu- merotés 33, 34 et 35.
La partie supérieure de la fig. 3 indique, en outre des positions respectives des deux paliers d'un galet, les directions des -deux bras d'un double levier. La partie inférieure de cette fig. 3 représente un seul bras de double levier et, en pointillé; le palier auquel il est fixé. L'autre bras n'est pas figuré, ainsi que son palier, pour laisser voir un porte-galets par une extrémité. Ces positions respectives des paliers sont celles qui con viennent pour l'arbre moteur 2 tournant dans le sens habituel des moteurs à essence.
Les doubles leviers, par leur extrémité qui est sphérique ou cylindrique, sont serrés entre deux petits plateaux dont l'un, 36, est solidaire du petit arbre 37 et l'autre, 38, qui a en partie la forme d'une bague et qui est représenté en coupe, coulisse sur ce petit arbre 37. Le cylindre 39, coulissant à l'in térieur de l'arbre moteur 2, qui est creux en cette partie, transmet à l'arbre 37 la poussée axiale qu'il reçoit des bras 40 et 41 du mé canisme à force centrifuge 42 solidaire de l'arbre moteur 2.
Ces bras sont engagés dans des mortaises 43 et 44 de l'arbre moteur 2. Les masses 45 et 46, par l'action de la force centrifuge, ten dent constamment à s'écarter de l'axe de ro tation de l'arbre moteur 2, c'est-à-dire exer cent constamment une poussée sur le ressort 47 par l'intermédiaire des bras 40 et 41, du cylindre 39, de l'arbre 37, du plateau 36, des extrémités de doubles leviers et du pla teau coulissant 38.
La butée à billes 48 évite la transmission à l'arbre 37 de la rotation du cylindre 39. Le plateau 38 est coulissant pour rattraper automatiquement le jeu que peut provoquer l'usure des plateaux 36 et 38 et des extré mités de doubles leviers.
Toute variation -de vitesse de l'arbre mo teur 2; par la variation de la force centrifuge agissant sur les masses 45 et 46, provoque une variation de la contraction du ressort 47, c'est-à-dire un mouvement axial, dans un sens ou dans l'autre, de l'arbre 37. Ce mou vement se transmet exactement aux extré mités de doubles leviers, puisqu'elles sont serrées sans jeu entre les deux plateaux 36 et 38, et les bras de ces doubles leviers font tourner les paliers dans leur écrou porte- palier. Les excentrages dans deux paliers d'un porte-galets étant opposés, cette rotation, égale et de même sens pour les deux paliers, éloigne du centre de l'appareil l'un des axes de pivotement et en rapproche, l'autre de la même quantité.
Les porte-galets, c'est-à-dire le galet qu'il porte, s'incline donc par rap port à la tangente au cercle primitif du tore, c'est-à-dire au cercle décrit par le centre du cercle engendrant le tore, dont les évidements annulaires des plateaux sont des sections longitudinales. Les fig. 3 et 4 représentent, dans leur position moyenne, les différents organes as surant la variation d'inclinaison des galets. Lorsque l'arbre moteur 2 tourne à sa vitesse moyenne, l'inclinaison des galets relative aux plans de rotation des plateaux ne change pas.
Si la vitesse de rotation de l'arbre mo teur 2 diminue, les masse du mécanisme cen trifuge se rapprochent de l'axe de rotation, le ressort 47 se détend, les extrémités de doubles leviers sont poussées vers le plateau 1; les, axes de pivotement 15, 17 et 19 se rapprochent du centre de l'appareil et les axes 16, 18 et 20 s'en éloignent; les galets décrivent sur les plateaux des spirales inver sées qui font que leurs points de contact se rapprochent du centre du plateau 1 et s'é loignent du centre du plateau 6. La vitesse de rotation transmise diminue relativement à scelle du plateau 1. Tous ces mouvements se produisent en sens inverse si l'arbre moteur 2 tourne à une vitesse supérieure à sa vitesse moyenne. Ils sont toujours proportionnés à l'importance de la diminution ou de l'aug mentation de la vitesse de cet arbre.
Les galets étant montés librement sur deux axes perpendiculaires sont dans les con ditions de la roue avant d'une bicyclette dont le cycliste a abandonné le guidon. Ils peu- vent de ce fait s'incliner librement autour de celui de leurs diamètres qui est parallèle aux plans de rotation des plateaux lorsque cette inclinaison est commandée par les spi- ras qu'ils décrivent sur les plateaux et équilibrer cette inclinaison entre eux. Leurs positions symétriques sont constamment assu rées par une loi d'équilibre ou de moindre .
effort et l'influence des imprécisions de l'u sinage et du montage sur leur roulement est réduite à un minimum par cet équilibrage automatique et par le fait qu'ils sont montés avec un certain jeu latéral dans leur cadre porte-galet, ce qui leur permet de rectifier entre eux leur position de montage.
Automatiquement, dans un sens ou dans l'autre, la variation d'inclinaison des galets se termine avant que les galets ne sortent de la section circulaire de l'évidement annulaire des plateaux, parce que les butoirs a et b des porte-galets viennent porter sur les dou bles leviers et les ramènent dans leur posi tion moyenne. Le galet se replace donc de lui-même dans la position tangentielle au cercle primitif du tore, c'est-à-dire au cercle décrit par le entre du cercle engendrant le tore.
La vitesse moyenne de l'arbre moteur 2 est déterminée par un équilibre déterminé entre la force centrifuge agissant sur les masses à cette vitesse et la contraction du ressort. Elle est doue changée si la contrac- tian du ressort est modifiée, puisque toute modification de cet équilibre entraîne la mul tiplication ou la démultiplication du disposi tif et par conséquent, son rétablissement à cette vitesse moyenne.
Cette contraction est réglable à l'avance, d'une manière permanente, par la pièce à trois branches 49 qui supporte la poussée du ressort 47. Cette pièce 49 peut être avancée ou reculée à l'aide des boulons à oreilles 50. Ainsi est réalisé un régulateur du moteur, dont la vitesse de rotation est déterminée à l',avanc.e.
Lai pièce à trois branches 49 se voit à peu près en entier sur la fig. 4; lai .partie qui se voit sur 1a fig. 3 n'est pas représentée dans une position correspondante à celle de la fig. 4, pour décrouvrir la came réalisant un frein moteur en commandant la variation instantanée de la contraction du ressort.
La contraction du ressort est provoquée par une commande appropriée quelconque permettant de faire varier instantanément cette contraction. L'ensemble formé par les pièces 51 et 52, la pièce 53 qui passe par, le trou c et qui porte la bride d et le doigt e, le galet 54, la pièce 55 et ses doigts f et g, avec la pièce à trois branches 49 pour point d'appui, est un exemple de réalisation d'une telle commande.
Le plateau 6 reçoit la poussée du ressort 57 par l'arbre intermédiaire 58 et par des billes prises dans les évidements représentés sur les fig. 3, 7, 8 et 9. La fig. 7 est une vue en bout de l'arbre 58 et de son plateau portant les évidements; les évidements portés par le plateau 6 sont semblables. La fig. 8 représente la coupe de deux évidements et la position de leur bille, l'appareil étant arrêté ou débrayé; ce dernier cas est celui de la fig. 3. - La. fig. 9 représente la coupe de deux évidements cames et la position de leur bille, l'effort tangentiel moteur transmis par le plateau 6 étant maximum. Si l'effort tangen tiel transmis par le plateau 6 était résistant, ce qui est le cas lorsque le moteur freine, les évidements prendraient des positions oppo sées relativement à leur bille.
Les efforts moteur et résistant s'équili brent sur les billes de poussée, par l'intermé diaire des évidements, en provoquant un dé placement angulaire relatif de l'arbre 58 par rapport au plateau 6, et, par conséquent, une variation de la contraction du ressort 57. Les fig. 3 et 8 représentent le minimum de con traction du ressort 57 et la fig. 9, le maxi mum.
Pour faciliter sa compréhension, la fig. 3 comporte deux couples d'évidements à 180 ; en réalité il y en a trois à 120 , ainsi que le représente la fig. 7, pour que la poussée du ressort 57 soit transmise d'une manière équilibrée. Le ressort 57 ne tourne pas; une de ses extrémités s'appuie sur la butée 59 et l'autre sur le fond de la, cuvette de centrage 60. Cette cuvette s'appuie elle-même, par sa bride h, sur la face avant du tube i du carter; elle peut être vissée au carter. Elle porte la pou lie de frein 61 et la couronne 62 par l'inter médiaire des paliers 63 et 64.
La rotation de l'arbre intermédiaire 58 est transmise à l'arbre récepteur 65 par un dispositif de débrayage, freinage et renver sement du sens de rotation constitué par un différentiel et deux freins.
Le différentiel comporte le pignon plané taire central 66, solidaire de l'arbre 58 et en grenant avec trois pignons satellites, dont deux seulement, 67 et 68, sont visibles sur la fin 3. Ces satellites engrènent eux-mêmes avec la couronne planétaire 62,à denture in térieure, solidaire de l'arbre 65. Les satellites sont montés librement sur des axes fixés à 120 sur la peulie de freins 61.
Un des deux freins est le frein à ruban 70. Les extrémités du ruban sont fixées à deux écrous se vissant ou se dévissant en sens inverse sur l'arbre 73, lorsque cet arbre tourne. L'extrémité carrée de cet arbre 73 porte le levier 75 à l'extrémité duquel sont articulées, d'une part, la tringle de commande 82 et, d'autre part, la tringle d'accouple ment 83.
Le deuxième frein est le frein conique 84, solidaire radialement de la couronne 62 et coulissant axialement sur cette couronne. Le ressort 85 tend constamment à le faire reculer jusqu'à ce que trois crochets j (la fig. 3 n'en représente qu'un) viennent buter contre le rebord k le de la couronne 62, à l'in térieur duquel s'appuie le ressort 85. L'autre sens du coulissement du frein 84 est obtenu par deux galets, montés sur l'anneau 86, de part et d'autre de l'axe longitudinal de l'ap pareil; ces galets ne peuvent pas se voir sur la fig. 3, le seul que cette coupe comporte est placé derrière la couronne 62.
L'anneau 86 est constamment appuyé, en bas contre la tige filetée 87, qui .assure son réglage, -et en haut-contre la :came 88 qui le commande, par deux ressorts fixés au fond du carter; une petite partie d'un seul de ces ressorts est vi sible sur la fig. 3, elle est numérotée 89. Dans le sens de la, hauteur, cet anneau 86 est immobilisé par les becs du carter l et m.
Lorsque, par la rotation de l'arbre 90, obte nue par le levier 91, la,came 88 pousse l'an neau 86 par l'intermédiaire du petit galet 92, les deux galets que porte cet anneau à hau teur d'axe de l'appareil, s'appuient derrière le frein 84, qu'ils poussent jusqu'à te qu'il porte contre la partie conique de la poulie de freins 61 et qu'il embraye avec elle. Lors que le petit galet 92 porte sur la came 88 en regard de son plus petit rayon, l'anneau 86 est reculé au maximum et ses galets ne por tent plus contre le frein 84, dont la course de coulissement a été limitée avant par les crochets j. Ainsi, à cette position extrême, les galets ne tournent pas.
Ce dispositif de débrayage, freinage et renversement du sens de rotation comporte deux positions extrêmes: l'une donne l'immo bilisation, de la poulie de freins 61, par le frein à ruban 70; l'autre l'entraînement de cette poulie de freins 61 à la même vitesse que la couronne 62, par le frein conique 84.
La première de ces positions extrêmes est celle qui est sollicitée par les ressorts 57, 83 et 89 du dispositif; aucune force n'agissant sur la tringle de commande 82. Les satellites 67, 68 et 69 dont les axes sont immobilisés, transmettent à la couronne 62, c'est-à-dire à l'arbre 65, une rotation de sens inverse à celui de la rotation du pignon planétaire 66, c'est- à-dire de l'arbre 58. La vitesse de la rotation de l'arbre 65 est, à la vitesse le la rotation de l'arbre 58, dans le rapport du nombre de dents du pignon 66 au nombre de dents de la couronne 62; elle est donc démultipliée.
Lorsqu'un effort de traction est exercé sur le levier 75, par la tringle 82, faisant tourner sur lui-même l'arbre 73, le frein à ruban se desserre et la tringle d'accouple ment 83 actionne le frein 84 jusqu'à ce qu'il solidarise la poulie de freins 61 et la cou ronne 62. Le dispositif est alors dans sa deuxième position extrême; les satellites ne tournent plus sur leur axe, l'ensemble des or ganes reliant l'arbre 58 à l'arbre 65 forme bloc, ces deux arbres tournent dans le même sens, à la même vitesse.
Lorsque les deux freins sont desserrés, ce qui est le cas de la fig. 3, l'arbre 65 n'est plus commandé et la poulie 61 est entraînée par les axes de satellites dans le même sens que l'ambre 58, elle tourne librement: c'est la position moyenne du dispositif, c'est-à-dire la position débrayée.
Lorsque, étant embrayé dans un sens de rotation, le dispositif est débrayé et embrayé dans l'autre sens de rotation sans arrêt à la position débrayée, il se produit, avant l'en traînement dans le nouveau sens, un freinage énergique, provenant soit de l'action du ru ban 70, soit de l'action du frein 84 sur la poulie 61.
Ces différentes positions du dispositif, d'embrayage et de freinage dans les deux sens de rotation et de débrayage, sont com mandées par un seul levier, agissant direc tement et se déplaçant dans un plan, unique.
Les numéros 93, 94, 95, 96 et 97 dési gnent les paliers et les numéros 98, 99, 100, 101 et 102 les différentes parties du carter.
Cette forme d'exécution de l'objet de l'in vention donnée pour exemple, comprend un seul arbre commandé mais il est possible d'a voir deux arbres commandés, s'équilibrant différentiellement entre eux. Il suffit pour cela au lieu de monter la couronne 7 à frotte ment doux dans le carter et de l'immobiliser radialment par un tenon, de la monter sur roulement à billes. Dans ce cas, la couronne 7 tourne dans le même sens que le plateau de commande, c'est-à-dire en sens inverse de celui du plateau commandé. Cette rotation est transmise au deuxième arbre commandé par une denture extérieure que comporte la couronne 7 ou par courroie ou par toute autre mode de transmission.
Le deuxième arbre commandé peut être muni d'un dispositif de renversement -de sens de rotation semblable à celui qui vient d'être décrit. Cette utilisa tion de 1a rotation de la couronne 7 peut tout aussi bien permettre :deux arbres de com- mande s'équilibrant entre eux et un unique arbre commandé.