FR1233599A - Improvements to superimposed belt transmissions - Google Patents

Description

Perfectionnements aux transmissions à courroies superposées. On sait qu'une des solutions utilisées pour aug menter la capacité d'une transmission par courroie consiste à disposer plusieurs courroies côte à côte sur les arbres à relier. Cette solution accroît tou tefois la largeur de la transmission en fonction du nombre des courroies supplémentaires mises en oeuvre; lorsque les poulies sont à porte-à-faux, elle augmente le bras de levier des efforts imposés aux arbres. Ces conséquences constituent en certains cas des inconvénients qui rendent la solution en question peu désirable. Improvements to superimposed belt transmissions. It is known that one of the solutions used to increase the capacity of a belt transmission consists in placing several belts side by side on the shafts to be connected. However, this solution increases the width of the transmission as a function of the number of additional belts used; when the pulleys are cantilevered, it increases the leverage of the forces imposed on the shafts. These consequences in some cases constitute drawbacks which make the solution in question undesirable.

Une autre solution qu'on a parfois utilisée con siste à prévoir une courroie supplémentaire disposée non plus à côté de la courroie préexistante, mais sur celle-ci. On réalise ainsi ce qu'on appelle une transmission à courroies en tandem. Cette solution semble à première vue parfaite. En effet elle n'augmente ni la largeur de la transmission, ni les bras de levier qui déterminent les efforts fléchissants agissant sur les arbres; elle permet d'utiliser les mêmes poulies que celles de la trans mission originale. Toutefois, lorsqu'on étudie les choses de plus près, on s'aperçoit qu'en réalité la transmission à courroies en tandem comporte des inconvénients essentiels qui expliquent qu'elle n'ait été utilisée qu'exceptionnellement dans la pratique. En effet cette solution suppose que les deux cour roies superposées se répartissent la charge correcte ment. Or cela nécessite que ces courroies soient rigoureusement identiques en ce qui concerne leurs propriétés élastiques et qu'elles ne subissent pas d'allongements permanents ou éventuellement que leurs allongements permanents soient rigoureuse ment identiques, etc., conditions qui n'avaient ja mais pu être satisfaites avec les courroies clas siques en cuir. Another solution which has sometimes been used consists in providing an additional belt placed no longer next to the pre-existing belt, but on it. This produces what is called a tandem belt transmission. This solution seems perfect at first glance. Indeed, it does not increase the width of the transmission, nor the lever arms which determine the bending forces acting on the shafts; it allows the use of the same pulleys as those of the original transmission. However, when we study things more closely, we realize that in reality the tandem belt transmission has essential drawbacks which explain why it has only been used exceptionally in practice. In fact, this solution assumes that the two superimposed belts distribute the load correctly. However, this requires that these belts be strictly identical with regard to their elastic properties and that they do not undergo permanent elongations or possibly that their permanent elongations be strictly identical, etc., conditions which had never been possible. satisfied with classic leather straps.

L'invention vise au contraire à permettre d'éta blir une transmission à courroies en tandem qui ne présente pas les inconvénients signalés plus haut. The object of the invention is on the contrary to make it possible to establish a transmission with tandem belts which does not have the drawbacks mentioned above.

L'invention vise encore à permettre d'améliorer considérablement le fonctionnement des transmis- sions à cônes opposés utilisés pour l'entraînement d'un appareil à une vitesse variable à volonté. The invention also aims to make it possible to considerably improve the operation of the transmissions with opposite cones used for driving an apparatus at a variable speed at will.

Suivant l'invention on réalise une transmission à courroies superposées par le moyen de deux cour roies composées comprenant chacune une âme en matière plastique à haute résistance mécanique, notamment en polyamides orientés, insérée entre deux bandes en cuir ou analogue. According to the invention, a transmission with superimposed belts is produced by means of two compound belts each comprising a core of high mechanical strength plastic, in particular of oriented polyamides, inserted between two strips of leather or the like.

On sait que les polyamides orientés, ainsi que certaines autres matières plastiques, se comportent comme des solides parfaitement élastiques, en ce sens que jusqu'à une limite assez nettement déter minée leur allongement n'entraîne aucune déforma tion permanente, le corps reprenant sa forme ini tiale dès que cesse l'effort qui l'avait déformé. On est donc assuré que dans une transmission en tandem comportant deux courroies à âme en poly amides ou équivalent, ii ne se produira ja mais de différences dues à des inégalités d'allon gement permanent des deux courroies. It is known that oriented polyamides, as well as certain other plastics, behave like perfectly elastic solids, in the sense that up to a fairly clearly determined limit their elongation does not cause any permanent deformation, the body returning to its shape. initial as soon as the effort that had distorted him ceases. It is therefore ensured that in a tandem transmission comprising two belts with a core of polyamides or equivalent, it will never occur but differences due to inequalities in the permanent elongation of the two belts.

D'autre part, les polyamides orientés ainsi que les matières plastiques du même genre ont un module d'élasticité défini de façon très précise. Par conséquent lorsqu'on dispose en tandem deux courroies de section déterminée et de longueurs au repos judicieusement choisies, on est assuré que leurs allongements élastiques en charge seront égaux, ce qui revient à dire que, sous réserve des phénomènes de glissement des deux courroies l'une sur l'autre, elles se partageront très exactement la charge transmise. On the other hand, oriented polyamides as well as plastics of the same type have a very precisely defined modulus of elasticity. Consequently, when two belts of determined section and judiciously chosen rest lengths are available in tandem, it is ensured that their elastic elongations under load will be equal, which amounts to saying that, subject to the phenomena of sliding of the two belts l one on the other, they will share the transmitted load very exactly.

Enfin grâce à la présence des revêtements en cuir, c'est-à-dire en une matière présentant un bon coefficient d'adhérence, le glissement de la courroie extérieure sur la courroie intérieure n'est pas à craindre, ce qui élimine la réserve formulée ci-des sus quant à la répartition de la charge entre les deux courroies. Finally, thanks to the presence of leather coverings, that is to say in a material having a good coefficient of adhesion, the sliding of the outer belt on the inner belt is not to be feared, which eliminates the reserve. formulated above as to the distribution of the load between the two belts.

Si l'on considère maintenant le cas des trans missions à cônes inversés, on sait que le fonction nement théorique suppose que la largeur de la courroie est négligeable. Ii est bien évident que cette condition n'est jamais remplie en pratique, de telle sorte que la transmission opère de façon défectueuse; c'est d'ailleurs la raison pour laquelle ces transmissions ne sont utilisées que de façon assez rare et ne transmettent en général que des puissances très faibles. En effet dès qu'on veut faire transmettre des puissances notables on est obligé de prévoir une courroie de largeur sensi ble qui donne lieu à des glissements importants et qui détermine des réactions latérales élevées sur les fourchettes de guidage. Le rendement est abaissé dans une mesure considérable par les glissements de la partie latérale de la courroie et les réac tions sur les fourchettes de guidage entraînent une usure rapide des bords de celle-ci. En utilisant deux courroies en tandem, conformément à l'inven tion, on peut obtenir la capacité de transmission nécessaire avec une largeur de courroie réduite et d'autre part les deux courroies prennent prati quement appui contre les fourchettes par les bords de leurs âmes en polyamide, matière particu lièrement indiquée pour résister aux frottements et à l'abrasion. L'invention permet donc d'établir des transmissions à cônes inversés de plus grande puissance et de meilleur rendement qu'il n'a été possible de le faire jusqu'ici. If we now consider the case of inverted cone drives, we know that the theoretical operation assumes that the width of the belt is negligible. It is obvious that this condition is never fulfilled in practice, so that the transmission operates in a faulty manner; this is also the reason why these transmissions are used only in a rather rare way and generally only transmit very low powers. In fact, as soon as one wishes to transmit significant powers, one is obliged to provide a belt of sensitive width which gives rise to significant slippage and which determines high lateral reactions on the guide forks. The efficiency is reduced to a considerable extent by the slippage of the side part of the belt and the reactions on the guide forks cause rapid wear of the edges thereof. By using two belts in tandem, in accordance with the invention, the necessary transmission capacity can be obtained with a reduced belt width and on the other hand the two belts are practically supported against the forks by the edges of their cores at polyamide, a material particularly suitable for resisting friction and abrasion. The invention therefore makes it possible to establish transmissions with inverted cones of greater power and better efficiency than has been possible hitherto.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue schématique d'une transmis sion à courroies en tandem; Fig. 2 est une coupe des deux courroies super posées, supposées légèrement écartées l'une de l7au- tre pour la clarté du dessin; Fig. 3 indique en coupe une variante de réalisa tion des courroies; Fig. 4 est une vue en plan d'une transmission à cônes opposés; Fig. 5 montre la section qu'il est possible de donner aux courroies de cette transmission en vue d'améliorer leur comportement vis-à-vis de four chettes de guidage. The appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics that it has and the advantages that it is likely to provide. 1 is a schematic view of a tandem belt transmission; Fig. 2 is a section of the two belts, superimposed, assumed to be slightly apart from each other for clarity of the drawing; Fig. 3 shows in section an alternative embodiment of the belts; Fig. 4 is a plan view of a transmission with opposed cones; Fig. 5 shows the section that it is possible to give to the belts of this transmission with a view to improving their behavior with respect to guide four chettes.

En fig. 1 les deux poulies 1 et 2 sont réunies par deux courroies 3 et 4 montées en tandem l'une sur l'autre. On compte que les deux courroies 3 et 4 se partageront la charge de façon à peu près égale, de manière que tout se passe comme si l'on avait utilisé une courroie d'épaisseur dou ble, mais sans avoir l'inconvénient de la raideur et des pertes au pliage inadmissibles que présen terait une telle courroie. Comme on l'a supposé ci-dessus ce fonctionnement n'a pratiquement jamais pu être atteint, avec les courroies classiques en cuir, toile caoutchoutée ou analogue, parce qu'en fait il suppose que les deux courroies, initialement montées avec la même tension de repos, ne su- bissent aucun allongement permanent en service, ou subissent des allongements rigoureusement égaux; ii faut encore supposer que les deux courroies 3 et 4 s'allongent élastiquement de même quantité sous l'effet de la charge. Or les courroies classi ques ne se comportent pas du tout de cette ma nière. Dès le début leurs propriétés élastiques sont différentes; en outre au bout d'un temps de ser vice assez court elles subissent des allongements permanents d'importance essentiellement variable. In fig. 1 the two pulleys 1 and 2 are joined by two belts 3 and 4 mounted in tandem one on the other. It is expected that the two belts 3 and 4 will share the load more or less equally, so that everything happens as if we had used a belt of double thickness, but without having the disadvantage of stiffness. and inadmissible bending losses that such a belt would present. As assumed above this operation has hardly ever been possible with conventional belts made of leather, rubberized canvas or the like, because in fact it assumes that the two belts, initially mounted with the same tension at rest, do not undergo any permanent elongation in service, or undergo strictly equal elongations; It is also necessary to assume that the two belts 3 and 4 elastically elongate by the same amount under the effect of the load. However, conventional belts do not behave in this way at all. From the start their elastic properties are different; moreover, at the end of a fairly short period of service, they undergo permanent extensions of essentially variable importance.

Suivant l'invention on utilise au contraire deux courroies 3 et 4 comprenant chacune une âme <I>3a,</I> 4a (fig. 2) en polyamides orientés ou matière thermoplastique analogue, revêtue sur ses deux faces d'une couche 3b, 4b d'un cuir de qualité appro priée, par exemple de cuir chromé. De telles cour roies ne subissent pas d'allongement permanent en service en raison de la haute élasticité des polyami des orientés. D'autre part leurs coefficients d'adhé rence sont bons par suite de la présence des re vêtements en cuir. Enfin les polyamides orientés présentent des modules d'élasticité bien déterminés et rigoureusement constants pour une même fabri cation. Il en résulte qu'en utilisant dans la trans mission de fig. 1 les deux courroies représentées en fig. 2 et ci-dessus décrites, on remplit bien les conditions exigées pour un bon fonctionnement, au contraire de ce qui a été le cas jusqu'ici. According to the invention, on the contrary, two belts 3 and 4 are used, each comprising a core <I> 3a, </I> 4a (fig. 2) of oriented polyamides or similar thermoplastic material, coated on both sides with a layer 3b. , 4b of an appropriate quality leather, for example chrome leather. Such belts do not undergo permanent elongation in service due to the high elasticity of oriented polyamines. On the other hand, their adhesion coefficients are good owing to the presence of the leather garments. Finally, oriented polyamides have well-determined and rigorously constant moduli of elasticity for the same manufacture. It follows that by using in the transmission of FIG. 1 the two belts shown in fig. 2 and described above, the conditions required for proper operation are indeed fulfilled, unlike what has been the case hitherto.

Au lieu de courroies à âme unique on peut, dans le cas des fortes puissances, utiliser des cour roies à plusieurs âmes séparées par des épaisseurs de cuir, comme indiqué en fig. 3 où les deux âmes en polyamides ont "été référencées 3a, comme en fig. 2, tandis que la. couche de cuir intermédiaire a été référencée 3c. Instead of single-core belts it is possible, in the case of high power, to use multi-core belts separated by layers of leather, as shown in fig. 3 where the two polyamide cores have been referenced 3a, as in Fig. 2, while the intermediate leather layer has been referenced 3c.

Fig. 4 montre d'autre part de façon très sché matique une transmission à vitesse réglable compor tant deux cônes 5 et 6 à axes parallèles, inver sés l'un par rapport à l'autre et sur lesquels s'en roule une courroie 7 guidée par une fourchette 8. Dans une telle transmission le rapport des vitesses dépend de la position du plan de la courroie sur les cônes, position qu'on peut faire varier en déplaçant la fourchette 8 parallèlement aux axes de ceux-ci. Fig. 4 also shows very schematically an adjustable speed transmission comprising two cones 5 and 6 with parallel axes, inverted with respect to each other and on which a belt 7 guided by a fork 8. In such a transmission the speed ratio depends on the position of the plane of the belt on the cones, a position which can be varied by moving the fork 8 parallel to the axes thereof.

Mais bien entendu le fonctionnement théorique suppose que la courroie 7 a une largeur négli geable, de telle manière que sa zone d'enroule ment sur les cônes soit admissible à un arc de circonférence et non pas à une surface tronco nique. Comme en pratique la courroie 7 ne peut pas être réduite à un fil géométrique, cette condi tion n'est jamais remplie. Ii en résulte que cette courroie tend à prendre non pas le profil théorique représenté en traits pleins, mais le profil ondulé représenté en traits interrompus. Le fonctionnement devient incorrect du fait que les deux bords de la courroie s'enroulent sur des parties des cônes qui n'ont pas la même vitesse linéaire. Il y a donc nécessairement un certain glissement qui abaisse le rendement de la transmission et ce glissement est d'autant plus important que la largeur de la courroie est plus grande. D'autre par les bords de la courroie exercent une pression notable sur les branches de la fourchette 8, pression qui détermine des frottements importants, et ces frottements sont d'autant plus élevés que la largeur de la courroie est plus grande. But of course the theoretical operation assumes that the belt 7 has a negligible width, so that its winding zone ment on the cones is admissible to an arc of circumference and not to a frustoconical surface. As in practice the belt 7 cannot be reduced to a geometric wire, this condition is never fulfilled. It follows that this belt tends to take not the theoretical profile shown in solid lines, but the wavy profile shown in broken lines. Operation becomes incorrect because the two edges of the belt wrap around parts of the cones which do not have the same linear speed. There is therefore necessarily a certain slippage which lowers the efficiency of the transmission and this slippage is all the more important as the width of the belt is greater. On the other hand, the edges of the belt exert a significant pressure on the branches of the fork 8, pressure which determines significant friction, and these friction are all the higher as the width of the belt is greater.

Ii résulte de ces considérations que la transmis sion de fig. 4, ne convient que pour des puissances relativement faibles, puisque dès qu'on veut aug menter la puissance transmise et qu'il faut par conséquent augmenter la largeur de la courroie, le rendement tombe à une valeur inadmissible et les bords de la courroie sont rapidement dété riorés et effilochés par les frottements contre la fourchette 8, même d'ailleurs si ces branches sont réalisées sous la forme de rouleaux fins. It follows from these considerations that the transmission of fig. 4, is only suitable for relatively low powers, since as soon as you want to increase the transmitted power and therefore have to increase the width of the belt, the efficiency drops to an inadmissible value and the edges of the belt are rapidly deteriorated and frayed by friction against the fork 8, even moreover if these branches are produced in the form of fine rolls.

En appliquant à la transmission de fig. 4 le dispositif de courroies en tandem suivant l'inven tion les inconvénients qui précèdent sont en grande partie éliminés. Tout d'abord l'invention permet de doubler la capacité de la transmission sans augmenter la largeur de la courroie et sans se heurter à l'inconvénient d'une courroie trop épaisse et trop raide. D'autre part la réaction sur les branches de la fourchette 8 est pratiquement exercée par les bords des âmes en polyamide des deux courroies superposées, c'est-à-dire par une matière éminemment résistante aux frottements et à l'abra sion. Applying to the transmission of fig. 4 the device of tandem belts according to the invention the above drawbacks are largely eliminated. First of all, the invention makes it possible to double the capacity of the transmission without increasing the width of the belt and without encountering the drawback of a belt that is too thick and too stiff. On the other hand, the reaction on the branches of the fork 8 is practically exerted by the edges of the polyamide cores of the two superposed belts, that is to say by a material which is highly resistant to friction and abrasion.

Bien entendu les bords des revêtements en cuir <I>3b, 4b</I> viennent eux aussi au contact de la four chette, mais ils sont très rapidement usés, de telle sorte qu'au bout d'un court temps de service l'âme en polyamide supporte seule la réaction de guidage. On peut d'ailleurs éventuellement tenir compte de ce phénomène en coupant en biseau les bords de chacune des courroies, comme le montre fig. 5 pour la courroie 3. On est alors assuré que dès la mise en service les réactions de guidage seront uniquement supportées par l'âme en polyamide. Of course, the edges of the leather coverings <I> 3b, 4b </I> also come into contact with the oven, but they are very quickly worn out, so that after a short service time l The polyamide core alone supports the guiding reaction. This phenomenon can also be taken into account by bevelled cutting the edges of each of the belts, as shown in fig. 5 for the belt 3. It is then ensured that from the start-up, the guiding reactions will only be supported by the polyamide core.

Ii doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'in vention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équi valents. On conçoit notamment que dans la: trans mission de fig. 3 le dispositif de guidage de la courroie 7 (ou plus exactement des deux courroies 3 et 4 montées en tandem l'une sur l'autre pour tenir lieu de la courroie classique unique 7) peut varier dans de très larges limites suivant le cas. It must also be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention, which would not be departed from by replacing the details of execution. described by all other equivalents. It can be seen in particular that in the: transmission of FIG. 3 the device for guiding the belt 7 (or more exactly the two belts 3 and 4 mounted in tandem one on the other to take the place of the single conventional belt 7) can vary within very wide limits depending on the case.

Claims (1)

RÉSUMÉ I. Transmission à courroies superposées (cour roies en tandem), remarquable en ce que chacune des deux courroies est constituée par une courroie composée comprenant une âme en matière plastique à haute résistance mécanique, notamment en poly amides orientés, insérée entre deux bandes en cuir ou analogue. II. Transmission à vitesse variable à cônes op posés, remarquable en ce qu'elle est établie suivant I, par le moyen de deux courroies superposées à âme en polyamides ou équivalent avec revête ment en cuir ou analogue, les bords de la courroie pouvant être taillés en biseau de manière que les fourchettes viennent seulement au contact des âmes en polyamides.SUMMARY I. Transmission with superimposed belts (tandem belts), remarkable in that each of the two belts is constituted by a composite belt comprising a core of high mechanical strength plastic material, in particular of oriented polyamides, inserted between two belts in leather or the like. II. Variable speed transmission with op posed cones, remarkable in that it is established according to I, by means of two superimposed belts with a core of polyamides or equivalent with a covering in leather or the like, the edges of the belt being able to be cut in bevel so that the forks only come into contact with the polyamide cores.