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appareil de transmission de mouvement d'un arbre moteur à un arbre récepteur,qui constitue : un démarreur progressif,assurant la mise en vitesse régulière,sans choc et sans friction,d'un arbre récepteur au repos,par un arbre moteur déjà en mouvement; et un changement de vitesses continu, permettant le réglage très éten du de la vitesse de l'arbre récepteur,par rapport à celle de l'arbre moteur,réglage obtenu manuellement ou rendu automatique,
La présente invention est relative à un appareil per- fectionné destiné à transmettre,avec les variations de vitesse voulues,le mouvement de rotation d'un arbre moteur à un arbre récepteur;
il est basé sur l'emploi combiné d'un train d'engrenages spicycloïdal plan ou d'uh train d'engrenages épicycloîdal sphérique de système connu,dont un mode de réalisation particulier constitue un organe d'usage courant dénommé "différentiel", et d'un dispositif
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constitue en ordre principal par une vis sans fin qui engrene aveo une rouehélicoîdale conjuguée;
la vis sans fin et la roue hélicol- dale sont animées d'un mouvement de rotation communiqué par l'ar- bre moteur ou par un moteur auxiliaire, réglable à volonté,manuelle- ment ou automatiquement,et sont destinées,grâce à leur mouvement de rotation réglable,à faire varier dans un sens favorable le fono- tionnement du train d'engrenages épicycloîdal,
Le train épicycloîdal assure la liaison entre l'arbre moteur et l'arbre réoepteur pour permettre la transmission du mou- vement de l'un à l'autre.
Tout train épicycloîdal possède trois éléments tournant autour d'un même axe géométrique,qui sont: les deux roues dentées, dénommées ordinairement les roues planétaires, et la cage ou le croisillon portant les roues dentées,dénommées les satellites.
Dans notre appareil,deux quelconques de oes trois élé- ments sont réunis respeotivement à l'arbre moteur et à l'arbre ré- cepteur. Le troisième élément du train épicycloîdal est réuni à la roue êélicoîdale citée ci-dessus et ainsi son'mouvement de rota- tion dépend continuellement de celui de la vis sans fin engrenant avec la roue hélicoïdale.
Dans le train épioyololdal,qui peut être comparé à un levier,l'élément réuni à l'arbre moteur prend son appui sur le troisième élément,réuni à la roue hélicoldale,pour transmettre son effort à l'élément réuni à l'arbre récepteur. L'appui tend natu- rellement à se dérober sous l'aotion de l'effort qu'il subit, c'est à-dire que le troisième élément du train épicycloîdal a tendance à se mettre en mouvement. Ce mouvement est limité par celui de la vis sans fin, sur laquelle ce troisième élément du train vient pren- dre appui,par l'intermédiaire de la roue hélicoïdale.
Le rôle de la vis sans fin apparaît donc clairement: il est de régler,à volonté,le mouvement de rotation du troisième élément du train épicycloîdal, de manière à reporter,avec le réglai voulu,le mouvement de rotation de l'arbre moteur sur l'arbre récep- teur,par l'intermédiaire des deux autres éléments du train épioy- cloîdal, réunis respectivement à ces deux arbres.
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De plus,comme la poussée qu'exerce la denture de la roue hélicoïdale sur les filets de la vis sans fin et qui provient, comme nous l'avons dit ci-dessus,de l'appui que le troisième élé- ment du train épicycloîdal vient y prendre,est favorable au mouve- ment de rotation de la vis sans fin,le réglage de cu mouvement de rotation de la vis peut s'obtenir très aisément.
Il suffit pour cela que l'inclinaison du filet de la vis sans fin soit judicieusement choisie. On sait en effet que pour une inclinaison suffisamment faible du filet,la vis peut en- traîner la roue hélicoïdale sans que oelle-oi puisse mettre la vis en mouvement ( par exemple: la vis et la roue d'un palan- ) et, qu'au contraire,si l'inclinaison du filet de la vis est supérieure à une valeur bien déterminée,la roue hélicoïdale peut mettre la vis en mouvement,
Dans notre appareil,la valeur choisie pour l'inolinai- du filet son/de la vis sans fin est voisine de la valeur bien déterminée au delà de laquelle la roue peut entraîner la vis, car il suffit ainsi d'une puissance très faible pour assurer le mouvement de rotation de la vis sans fin,à toute valeur voulue.
Suivant que l'inclinaison du filet de la vis est très légèrement inférieure ou très légèrement supérieure à la valeur bien déterminée dont il est question ci-dessus,le mouvement voulu de la vis sans fin résulte de l'applioation sur l'arbre de cette vis d'un faible effort moteur ou d'un faible effort résistant.
Les variations voulues du mouvement de rotation de la vis sans fin s' obtiennent en agissant manuellement sur l'organe de réglage du dispositif ou de l'apparue)! spéoial appliquant sur l'arbre de la vis le faible effort moteur ou résistant indiqué ci-dessus. Ces variations du mouvement de rotation de la vis sans fin entraînent celles du mouvement de la roue hélicoïdale,donc aussi celles du mouvement du troisième élément du train épicycloîdal, réuni à cette roue,et assurent ainsi le réglage voulu du mouvement de rotation de l'arbre réoepteur par rapport à celui de l'arbre moteur.
De plus,grâce à ce fait qu'il suffit d'appliquer à 1'
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arbre de la vis sans fin un faible effort moteur ou résistant pour obtenir son mouvement de rotation, on assure très facilement l'au- tomatioité du réglage de ce mouvement. Ce résultât est obtenu en donnant à la vis sans fin un mouvement de rotation qui est la ré- sultante du mouvement obtenu par l'applioation du faible effort moteur et d'un mouvement variable proportionnel à celui de l'arbre récepteur. Dans notre appareil,l'organe qui donne ce mouvement de rotation résultant est un petit train d'engrenages épicycloîdal auxiliaire.
Dans ce train auxiliaire,un élément reçoit le mouve- ment obtenu par l'application du faible effort moteur,un deuxième élément reçoit un mouvement proportionnel à celui de l'arbre récep. teur et le troisième élément,celui qui possède le mouvement résul- tant variable,commande le mouvement de rotation de la vis sans fin donc celui de la roue hélicoïdale et aussi telui du troisièle élé- ment,réuni à cette dernière,du train épicycloîdal prinoipal, Le réglage du mouvement de rotation de l'arbre récepteur est donc ain- si rendu automatique puisque ce géglage dépend du mouvement de ro- tation que possède cet arbre récepteur.
D'autre part, dans le bût de rendre le fonctionnement de l'appareil simple et oommode en toute circonstance,l'appareil est avantageusement muni des dispositifs suivants ou d'un certain nombre d'entr'eux: un enoliquetage par roue à, rochets ou un dispositif de calage par billes ou par rouleaux placé entre l'arbre moteur et l'élément du train épicycloîdal principal qu'il entraine ou entre l'arbre récep- teur et l'élément du train épicycloîdal principal qui l'entraine.
Ca- pable d'assurer la transmission du mouvement de l'arbre moteur à l'arbre récepteur,il supprime,par la rotation à vide de la roueà rochets ou de l'organe de oalage des billes ou rouleaux, les ef- fets anormaux des mouvements qui seraient provoqués ou auraient ten- dance à être provoqués par l'arbre récepteur ou par la vis sans fin, un joint à friction intercalé entre deux tronçons de l'arbre qui transmet le faible effort moteur destiné à produire la rotation réglable de la vis sans fin.
Capable de transmettre le faible effcrt moteur normal,il est destiné à intervenir si le mouvement de rota-
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tion de la vis rencontre une résistance anormalement élevée; un encliquetage par roue à rochets ou un dispositif de oalage par billes ou par rouleaux,utilisé seulement dans le cas de l'emploi du train épicycloîdal auxiliaire assurant l'automatioité du régla- ge de la rotation'de la vis sans fin et intercalé entre l'élément ele ce train auxiliaire qui reçoit le mouvement obtenu par le faible effort(moteur et l'arbre transmettant oe mouvement.
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L'appareil faisant l'objet de la présente invention et comprenant le train d'engrenages épicycloîdal transmettant le mouve- ment de l'arbre moteur à l'arbre récepteur et le dispositif assu- ra-nt, automatiquement ou non,le réglage du fonotionnement de ce train épicycloïdal,est de nature à produire:
1 ) le démarrâge,progressif et sans choc,de l'arbre récepteur, char- gé ou tournant à vide,l'arbre moteur tournant à un régime quelcon- que .
2 ) le maintien du mouvement de rotation de l'arbre récepteur à une valeur quelconque,l'arbre moteur tournant à un régime quelcon- que.
3 ) l'accélération du mouvement de rotation de l'arbre réoepteur, par l'accélération du mouvement de rotation de l'arbre moteur.
4 ) les variations du mouvement de rotation de l'arbre récepteur pour un régime de rotation queloonque de l'arbre moteur,par le ré- glage à la main.
5 ) l'adaptation du mouvement de rotation de l'arbre récepteur à la résistance qu'il subit,tenu compte de la puissanoe appliquée à l'arbre moteur,oette adaptation étant due à l'automaticité du ré- glage du mouvement de l'arbre réoepteur.
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L'appareil est caractérisé par l'emploi d'un dispositif sur/et éprouvé,et dont le fonctionnement n'exige qu'une faible puis- sance,pour régler à volonté la transmission à un arbre récepteur d'un puissance importante disponible sur un arbre moteur.
Le fonctionnement de l'appareil et son mode de oonstrm tion sont de nature:
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1 ) à permettre d'utiliser à tout moment sur l'arbre récepteur tout l'effort appliqué à l'arbre moteur.
2 ) à permettre le démarrage très lent de l'arbre récepteur,ce qui est d'autant plus avantageux que sa charge est plus éléve.
3 ) à permettre le démarrage de 1'(arbre récepteur au moment où le couple moteur atteint sa valeur maximum.
4 ) à permettre le passage de l'arbre récepteur de l'état de repos à sa plus grande vitesse,sans interrompre l'application de l'effort moteur.
5 ) à permettre d'obtenir très aisément toutes les vitesses vou- lues de l'arbre récepteur.
6 ) à réduire à un minimum les manoeuvres de démarrage et de con- duite des machines ou des engins récepteurs du mouvement.
7 ) à permettre la suppression de l'usage de l'embrayage à fric- tion qui sert habituellement au démarrage de certaines machines réceptrices ou de certains engine récepteurs.
8 ) à éviter la destruction ou l'usure anormale de ses organes qui restent en prise d'une manière permanente.
9 ) à éviter le cognement du moteur,si ce moteur est à explosions.
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La description ci-dessous et les dessins annexés in- diquent,à, titre d'exemple,certaines formes schématiques particuliè- res de réalisation de l'appareil.
Entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur,nous inter- calons donc un train d'engrenages épicycloîdal plan ou un train d'engrenages épicycloîdal sphérique.
Sur la figure n I,nous avons représenté un train épicycloîdal sphérique particulier dénommé habituellement un "différentiel". Dans ce train épicycloïdal,la roue planétaire A est reliée à l'arbre moteur M et la roue planétaire B est reliée à l'arbre récepteur R . Les roues satellites S sont liées à la cage 0 qui peut tourner autour de l'axe géométrique commun aux arbres moteur et récepteur,
Supposons que la cage 0 tourne à 400 tourna par minute et qu'en même temps l'arbre moteur et la roue planétaire A tour- nent dans le même sens à 800 tours par minute. Les satellites S
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tournent autour de leur axe et roulent sur la roue planétaire B, sans communiquer à cette dernière aucun mouvement. L'arbre ré- oepteur R reste immobile.
Nous pouvons obtenir le démarrage de l'arbre R de plu- sieurs manières: lière manière - Le mouvement de rotation de l'arbre moteur M ne changeant pas,diminuons celui de la cage 0. L'arbre récepteur R se met immédiatement à tourner en sens inverse de M. La oorres- pondanoe des nombres de tours par minute obtenus s'établit comme ci-dessous:
EMI7.1
<tb> pour <SEP> l'arbre <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800
<tb>
<tb> pour <SEP> la <SEP> 400 <SEP> 350 <SEP> 300 <SEP> 250 <SEP> 200 <SEP> 150 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 0
<tb> cage
<tb>
<tb> pour <SEP> l'arbre <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 200 <SEP> 300 <SEP> 400 <SEP> 500 <SEP> 600 <SEP> 700 <SEP> 800
<tb>
EMI7.2
--------j--------------------------------------------------
EMI7.3
<tb> Rapport <SEP> des
<tb> vitesses <SEP> des <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> arbres <SEP> récepteur <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8
<tb>
<tb> R <SEP> et <SEP> moteur <SEP> M
<tb>
Pour cette première manière,le rapport des nombres de tours des arbres récepteur R et moteur M augmente donc de zéro à l'unité.
Cette première manière d'opérer la mise en vitesse de l'arbre ré- cepteur R est applicable dans le cas de l'utilisation d'un moteur dont le nombre de tours par minute est constant ou sensiblement constant par sa nature même comme,par exemple, les moteurs électri- ques synchrones et asynchrones à oourants triphasés,soit dans le cas de l'utilisation d'un moteur dont le nombre de tours par mi- nute est rendu oonstant ou sensiblement tel par la volonté du con- ducteur,comme,par exemple, les moteurs à combution interne, Zième manière - Le mouvement de rotation de la cage 0 ne changeant pas,augmentons celui de l'arbre moteur M .
L'arbre récepteur R se met immédiatement à tourner en sens inverse de M. La oorres- pondanoe des nombres de tours par minute obtenus s'établit comme ci-demus:
EMI7.4
<tb> pour <SEP> l'arbre <SEP> moteur <SEP> M <SEP> 800 <SEP> 1000 <SEP> 1200 <SEP> 1400 <SEP> 1600 <SEP> 1800 <SEP> 2000
<tb>
<tb> pour <SEP> la <SEP> cage <SEP> 0 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400
<tb>
EMI7.5
pour l'arbre réoep- 0 200 400 600 800 1000 IZOO
EMI7.6
<tb> teur <SEP> R <SEP>
<tb>
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EMI8.1
<tb> Rapport <SEP> des <SEP> vitesses <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 3
<tb>
<tb> des <SEP> arbres <SEP> récepteur$ <SEP> 0- <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> R <SEP> et <SEP> moteur <SEP> M.
<SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 7 <SEP> 2 <SEP> 9 <SEP> 5
<tb>
îèmé manière - Augmentons le mouvement de rotation de l'arbre mo- teur M et diminuons en même temps celui de la cage 0. L'arbre ré- cepteur R se met immédiatement à tourner en sens inverse de M. La correspondance des nombres de tours par minute obtenus s'établit, par exemple, -dessous:
EMI8.2
<tb> pour <SEP> l'arbre <SEP> moteur <SEP> M <SEP> 800 <SEP> 1000 <SEP> 1200 <SEP> 1400 <SEP> 1600 <SEP> 1800 <SEP> 2000
<tb>
<tb> pour <SEP> la <SEP> cage <SEP> 0 <SEP> 400 <SEP> 300 <SEP> 300 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
<tb> pour <SEP> l'arbre <SEP> récepteur
<tb> ¯ <SEP> ¯ <SEP> R <SEP> 0 <SEP> 400 <SEP> 800 <SEP> 1200 <SEP> 1600 <SEP> 1800 <SEP> 3000
<tb>
<tb>
<tb> Rapport <SEP> des <SEP> vitesses <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP>
<tb> des <SEP> arbres <SEP> récepteur <SEP> 0 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> R <SEP> et <SEP> moteur <SEP> M. <SEP> 10 <SEP> 3 <SEP> 7
<tb>
Par la deuxième manière,le rapport des nombres de tours par minute des arbres récepteur et moteur augmente à partir de(0) zéro sans atteindre l'unité.
Par la troisième manière,le rapport croît de zéro à l'unité et cette dernière valeur est obtenue d'autant plus vite que le mouvement de rotation de la cage 0 est plus rapidement réduit jusqu'à zéro.
Ces seconde et troisième manières d'opérer sont applicables lors de l'emploi d'un moteur à vitesse variable,comme par exemple, un moteur à essence.
La troisième manière d'opérer, par l'augmentation du mouvement de rotation de l'arbre moteur M,combinée avec la diminution du mou- vement de rotation de la cage 0 fournit une gamme très variée des valeurs du rapport des vitesses des arbres récepteur R et moteur M entre zéro et l'unité.
Ainsi donc,que le mouvement de rotation de l'arbre moteur M soit sensiblement constant ou variable,la diminution du mouvement de rotation de la cage 0 assure à volonté le réglage du mouvement de rotation de l'arbre récepteur R depuis la valeur zéro jusqu'à une valeur égale à celle du mouvement de rotatton de l'arbre moteur M.
Il importe de bien remarquer que la mise en mouvement de l'arbre récepteur R s'ppère sans ohoo,quoique,à l'instant du démarrage,1' arbre moteur M possède un mouvement de rotation déterminé et choisi
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à volonté d'après les caractéristiques de fonctionnement du moteur, par exemple,oelui qui correspond au couple maximum. Ce mouvement est supposé de 800 tours par minute dans les trois exemples numé- riques donnés ci-dessus.
L'exposé ci-dessus est fait en accord aveo les condi- tions particulières de la figure n I. D'autres dispositions sont possibles.
Ainsi,avec le train épicycloîdal sphérique particulier (le différentiel) déjà envisagé, on pourrait utiliser la disposition suivante: la roue planétaire A resterait reliée à l'arbre moteur M,mais les roues satellites 8 et leur cage 0 seraient reliées à l'arbre récep- teur R tandis que la roue planétaire B servirait au réglage du mou- vement de rotation de l'arbre R. L'arbre récepteur R serait par exemple prolongé au travers de la roue B jusqu'à l'axe des satel- lites et servirait d'axe de rotation à cette roue B. Supposons les roues planétaires A et B tournant à 800 tours par minute en sens inverse l'une de l'autre. Les satellites S tournent autour de leur axe,mais la cage 0 et l'arbre récepteur R restent immobi- les.
L'entrainement de l'arbre récepteur R se produit dès que le nombre de tours par minute de la roue A est supérieur à celui de la roue B et le mouvement de rotation de l'arbre récepteur R est égal à la moitié de la différence. Sa rotation se fait dans le même sens que celle de la roue A donc de l'arbre moteur M. Comme ci-dessus, on peut calculer trois séries de valeurs du rapport des vitesses des arbres récepteur R et moteur M.
En particulier,quand la roue planétaire B est immobile, la vitesse de l'arbre récepteur R est la moitié de oelle de l'ar- bre moteur R. Par le réglage, le rapport des vitesses peut varier de zéro à un demi (1/2).
Enfin,on pourrait disposer l'appareil de manière à ce que la transmission du mouvement se fasse en commandant la cage 0 des satellites par l'arbre moteur M.
Au lieu d'un train épicycloïdal sphérique,on peut u- tiliser un train épicycloîdal plan. En supposant ce train épicy-
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oloidal plan formé de roues planétaires d'égal diamètre,on obtient: dans le cas où les arbres moteur et récepteur sont reliés res- peotivement à chacune des roues planétaires,le même sens de rota- tion de oes deux arbres et la variation entre zéro et l'unité du rapport de leurs vitesses ; dans le cas où l'arbre moteur est relié à une roue planétaire et l'arbre récepteur à la cage des satellites, la rotation en sens inverse de ces deux arbres et la variation entre zéro et 1/2 du rapport de leurs vitesses;
dans le cas où l'arbre moteur est relié à la cage des satellites et l'arbre récepteur à une roue planétaire,la rotation en sens inverse de oes deux arbre$et la variation ENTRE ZERO et DEUX du rapport de leurs vitesses.
Dans le but indiqué plus haut, un dispositif d'enclique- tage par roue à roohete ou de calage par billes ou rouleaux est placé entre l'arbre moteur M et le planétaire A ou entre l'arbre récepteur R et le planétaire B. Dans la disposition de la figu- re n I,ce dispositif est réprésenté par Q entre l'arbre moteur M et le planétaire A.
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Comme nous l'avons montré,dans le cas de la disposition particulière de la figure n I,le réglage du mouvement de rotation de ,l'arbre récepteur R est obtenu par les variations du mouvement de rotation de la cage 0 des satellites. En général,il est obte- nu par les variations du mouvement de rotation du troisième élément du train épicycloîdal, celui qui n'est relié ni à l'arbre moteur M, ni à l'arbre récepteur R.
Ces variations du mouvement de ratation du troisième élément du train épicycloldal,nous arrivons à les produire et à les rendre aisément réglables au moyen d'un faible effort, par l'emploi d'une vis sans fin engrenant avec une roue hélicoïdale reliée au troisième élément.
Dans le cas de la disposition particulière représentée par la figure n I, D est la roue hélicoïdale et E la vis sans fin.
La roue hélicoïdale D y est réprésentée direotement fixée sur la
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cage 0 des satellites et située dans son plan médian. Elle pour- rait être fixée latéra lement sur cette cage. De plus, au lieu d' être directement solidaire de la cage, la roue hélicoïdale pour- rait lui être reliée au moyen d'engrenages, le premier de la série étant solidaire de la roue et le dernier solidaire de la cage, afin d'obtenir pour la roue hélicoïdale D et la vis sans fin E des mouvements de rotation compatibles avec un bon fonotionne- ment.
Dans le cas de la disposition de la figure n0 I,les satellites S par l'appui qu'ils offrent à la roue planétaire A pour transmettre son mouvement de rotation à la roue planétaire B tendent à être entraînés ainsi que la cage C et la roue hélicoî- dale D,dans le mouvement du planétaire A. S'il en était ainsi, la roue planétaire B ne serait pas entraînée. Mais par l'appui que les dents de la roue hélicoïdale D prennent sur le filet de la vis sans fin E,la tendance de oes organes à suivre le mouvement du planétaire A peut être soit complétement enrayée, soit limitée à toutes valeurs voulues. Il suffit pour oelà que la vis sans fin E reste immobile ou possède un mouvement de rotation de vitesse convenable et dont le sens est préoisément celui du mouvement que la poussée de la roue hélicoïdale D tend à provoquer.
Il importe de bien remarquer que,par suite du sens fa- vorable de la poussée de la roue hélicoïdale D sur le filet de la vis sans fin E,le mouvement de cette vis s'obtient par l'applica- tion sur son axe d'un faible effort.
Ainsi donc, le mouvement de rotation de la cage 0 et les variations de ce mouvement dépendent oomplétement du mouvement de la vis sans fin E ou des variations de ce mouvement,avec le grand avantage qu'ils sont ainsi obtenus au moyen d'un faible effort.
En définitive,le réglage du mouvement de rotation de l'arbre régepteur R est ramené au réglage du mouvement de rotaticn de la vis sans fin E et ce réglage est obtenu au moyen d'un faible effort comparativement à l'effort à contrôler.
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Le dispositif qui permet d'appliquer ce faible effort sur l'arbre de la vis sans fin E et d'obtenir tout mouvement de
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rotation voulu de cette vis agit done comme servo-moteur.
La figure schématique n 2 représente un mode de com- mande de la vis sans fin . Sur cette figure n 2: M,R,C,D et E indiquent respectivement,comme sur la figure n I: l'arbre moteur,l'arbre récepteur,la cage des satellites du train épicycloïdal.la roue hélicoïdale et la vis sans fin. k est le dispositif ou l'appareil spécial commandant le mouvement de rotation de la vis sans fin E . Son arbre m est figué réuni à l'arbre f de la vis sans fin ±,par les roues dentées h et g. Les arbres m et f pourraient être rendus directement solidaires ou réunis par un plus grand nombre d'engrenages.
La nature du dispositif k dépend de l'inclinaison du filet de la vis sans fin L; 1 ) Si cette inclinaison est très légèrement supérieure à la va- leur bien déterminée au delà de laquelle la roue hélicoldale peut entrainer la vis sans fin, la poussée de la denture de la roue héli- coîdale @ provoque la rotation de la vis sans fin E dans le sens convenable. Ce mouvement de rotation de la vis E est limité par l'application sur son axe d'un faible effort résistant que doit fournir le dispositif k. Celui-ci est donc un dispositif de frei- nage.
Ce freinage du mouvement dqrotation DE la vis sans fin par le dispositif K doit être modérable.On obtient ainsi,par l'action plus ou moins énergique du frein,les varaitions du mouvement de rotation de la vis sans fin E,notamment la réduction de ce mouve- ment et l'attêt.
On peut donc régler le mouvement de rotation de la vis sans fin E c'est à dire réaliser le réglage voulu du mouvement de rotation de l'arbre récepteur R par rapport à celui de l'arbre mo- teur M.
20) Si l'inclinaison du filet de la vis sans fin E est légèrement inférieure à la valeur bien déterminée au délà de laquelle la roue hélicoïdale peut entrainer la vis sans fin,la rotation de la vis sans fin E ne s'obtient que par l'application sur son arbre d'un faible effort moteur. Celui-ci entrainera la vis sans fin 1 dans un mouvement dont le sens concorde aveo celui du mouvement que la poussée de la roue hélicoïdale D sur la vis E tend à provoquer.
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Le dispositif k qui fournit ce faible effort moteur peut être : a) un moteur auxiliaire quelconque de faible puissanoe,à vitesse réglable et de système connu:thermique,hydraulique,pneumatique ou électrique. En agissant sur l'organe de réglage de la vitesse du moteur auxiliaire k : valves d'arrivée du fluide moteur ou rhéos- tats du circuit électrique,on régle à volonté le mouvement de la vis sans fin E et par oonséquent,on réalise le réglage voulu du mouvement/de rotation de l'arbre récepteur R par rapport à celui de l'arbre moteur M. b) un ohangement de vitesse-s continu ou possédant tout au moins un nombre important de rapports de transformation de vitesses.
Son arbre primaire n est entraîné par l'arbre moteur M ,par exem- ple au moyen des roues dentées 1 et o comme il est indiqué sur la figure n 3. Son arbre secondaire m est rélié à l'arbre f de la vis sans fin E , comme il est indiqué,par exemple, sur la figure n 2,et communique à la vis sans fin le mouvement de ro- tation voulu. Ce changement de vitesses n'ayant qu'un faible ef- fort à transmettre- peut se réaliser facilement selon des sys- tèmes connus.
Dans la position d'arrêt,le ohangement de vitesse-s sera mis dans la position pour laquelle il oommunique à l'élément du train épicycloïdal qu'il commande,par l'intermédiaire de la vis sahs fin E et de la roue hélicolidale D, un mouvement de rotation tel que,combiné avec celui de l'élément du train réuni à l'arbre moteur,l'arbre récepteur R ne tourne pas. Ainsi,avec le "différen- tiel" pris comme exemple au début de cette description,la cage 0 des satellites est entraînée à la demi-vitesse de l'arbre moteur M. En agissant sur le changement de vitesses,de manière à réduire le mouvement de rotation de la vis sans fin E,dono de la cage 0 des satellites on provoque le démarrage de la roue planétaire B réunie à l'arbre récepteur R.
Le changement de vitesses k assure donc les variations de vitesse de la vis sans fin E et réalise ainsi le réglage voulu du mouvement de rotation de l'arbre récepteur R par rapport à ce- lui de l'arbre moteur M.
Comme il est dit plus haut et dans un but de décurité,
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l'arbre m est pourvu d'un joint à friction t,représenté sur les figures n 2 et n 3.
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Lorsque le dispositif k permet de maintenir son arbre m à une vitesse sensiblement constante,par exemple dans le cas où il est un moteur électrique,le réglage du mouvement de rotation de la vis sans fin E peut être rendu automatique d'une manière sim- ple,en faisant également dépendre la valeur de ce mouvement de celui possédé à chaque instant par l'arbre récepteur R. Ce résul- tat s'obtient avantageusement par l'intermédiaire d'un petit train d'engrenages épicycloîdal auxiliaire,dont les trois éléments en rotation autour d'un même axe géométrique sont réunis respectivement au dispositif k,à l'arbre récepteur R et à la vis sans fin E.
La figure n 4 représente un mode particulier de réa- lisation du réglage automatique par l'emploi d'un petit "différen- teil"auxiliaire; elle reprend les dispositions particulières des figures n I et n 2 et complète cette dermière par l'introduction du réglage automatique.
Les lettres M, R, 0, D, E, f et t notamment, y ont la même signification que sur les figures précédentes! k est le dispositif initial,à vitesse sensiblement constante de commande de la vis sans fin E. Son arbre m est relié à la roue planétaire a du petit différentiel auxiliaire. La cage o des satellites s de ce petit différentiel est reliée à l'arbre f de la vis sans fin E par les roues dentées h et g, tandis que l'arbre r de la roue planétaire b est relié à l'arbre récepteur R par les roues dentées i et j. Pour ces deux roues dentées,le rapport des mabres de dents doit être convenablement choisi.
Dans la position d'arrêt,la roué planétaire b et son arbre r sont au repos; la cage c des satellites tourne à la. mi-vitesse du planétaire a et dans le même sens;la vis sans fin E posséde un mouvement de rotation bien déterminé et sensiblement constant,il en est de même de la cage 0 du train épicycloïdal principal.
Dès que,par l'augmentation de la vitesse de l'arbre moteur M,l'arbre récepteur R se met en mouvement,il imprime à l'ar- bre r et au planétaire b un mouvement oorrespondant,par l'inter-
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médiaire des roues dentées j et i. Le sens de ce pouvement du planétaire b est invesse de celui du planétaire a,ce qui a pour effet de réduire la vitesse de la cage o,donc celle de la vis sans fin E et de la cage 0,ce qui accroît la vitesse de l'arbre récep- teur R. Ces actions successivement répétées réduisent le mouve- ment de la cage o et de la vis sans fin E à des valeurs détermi- néed dépendant de celle atteinte par l'arbre moteur M et du rap- port choisi pour les nombres de dents des roues j et 1.
Pour une vitesse déterminée de l'arbre moteur M,la cage 0 et la vis sans fin E s'arrêtent et l'arbre récepteur R pos- sède aloxs la même vitesse que l'arbre moteur M.
Quand la vitesse de l'arbre M dépasse cette dernière valeur la vitesse du planétaire b devient supérieure à celle du planétaire a et tend à entrainer la cage o dans son mouvement, o'est à dire en sens inverse du mouvement qu'elle possédait avant l'arrêt. Comme le mouvement correspondant de la vis sans fin E, d'après le mode de fonstionnement de l'appareil,n'est pas possible sans l'intervention d'un effort considérable,il s'oppose au mouve- ment de la cage o. Celle-ci formant point d'appui, c'est le pla- nétaire a qui augmente de vitesse,tendant à entrainer le moteur électrique k au délà de sa vitesse normale. Le dispositif q d'encliquetage par roue à roohets ou de calage par billes ou rou- leaux intervient alors, permettant au planétaire a de tourner li- brement.
L'action de l'arbre récepteur R est ainsi supprimée et la vis sans fin E reste à l'arrêt. Les arbres moteur M et récepteur R continuent à tourner à la même vitesse.
L'exposé ci-dessus vaut pour une première mise en vi- tesse ou pour toute augmentation de vitesse rendus possible par la diminution de la résistance rencontrée par l'arbre récepteur R.
Les actions se passent d'une manière inverse dans le cas d'une diminution de vitesse provoquée par l'effet d'une aug- mentation de résistance renoontrée par l'arbre récepteur R. Cel- le/-Ci provoquer le ralentissement des arbres moteur M et réoep- teur R,dono du planétaire b. Si la résistance est suffisante pour que le ralentissement ramène la vitesse du planétaire b à une
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valeur inférieure à celle du planétaire a,le différentiel auxiliaire rentre en action,la cage o,la vis sans fin E et la cage 0 se met- tent de mouveau en mouvement dans le sens normal.
Le train épicy- oloidal principal fonctionne alors réduisant la vitesse de l'arbre récepteur R par rapport à celle de l'arbre moteur M jusque une valeur compatible avec la résistance rencontrée et la puissance disponible sur l'arbre moteur M.
Quand la vitesse du planétaire b est supérieure à celle du planétaire a, faisant intervenir le dispositif q, le mo- teur électrique k continue à tourner à vide. Cette rotation à vide du moteur k étant inutile,il peut être prévu un interrupteur auto- matique u commandé par l'arbre m ,qui coupe le courant actionnant le moteur électrique k et le remet au moment ou la vitesse du pla- nétaire b tend à devenir inférieure à celle que possèdent le pla- nétaire a et le moteur électrique E lors de leur fonctionnement normal.
En résumé,l'automaticité du réglage résulte de ce que les variations de vitesse de l'arbre R entrainent des variations de sens inverse de la vitesse de la vis sans fin E et de la cage 0 qui ont précisément pour effet d'adapter,à la valeur voulue,la démultiplication des vitesses entre les ar-bres moteur M et récep- teur R.
REVENDICATIONS.
I.- Appareil de transmission de mouvement d'un arbre moteur à un arbre récepteur et qui produit: a). par la mise à un régime déterminé d'un arbre moteur: le dé- marrage progressif d'un arbre récepteur, b). par l'accélération de l'arbre moteur:l'accélération progres- sive de la vitesse de rotation du même arbre récepteur; c). par le maintien de l'arbre moteur à une vitesse de rotation déterminée:le maintien de l'arbre récepteur à une vitesse de ro- tation correspondante,compatible avec la puissance appliquée à l'arbre moteur et avec la résistance appliquée à l'arbre récepteur.
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device for transmitting motion from a drive shaft to a drive shaft, which constitutes: a progressive starter, ensuring regular speeding, without shock and without friction, of a drive shaft at rest, by a drive shaft already in motion ; and a continuous gear change, allowing very extensive adjustment of the speed of the receiver shaft, relative to that of the motor shaft, adjustment obtained manually or made automatic,
The present invention relates to an improved apparatus intended to transmit, with the desired speed variations, the rotational movement of a motor shaft to a receiving shaft;
it is based on the combined use of a planar spicycloidal gear train or a spherical epicyclic gear train of a known system, one particular embodiment of which constitutes a member in common use called a "differential", and a device
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constitutes in main order by an endless screw which meshes with a conjugated helical wheel;
the worm and the helical wheel are driven by a rotational movement communicated by the motor shaft or by an auxiliary motor, adjustable at will, manually or automatically, and are intended, thanks to their movement of adjustable rotation, to vary in a favorable direction the operation of the epicyclic gear train,
The epicyclic train ensures the connection between the motor shaft and the re-switch shaft to allow the transmission of the movement from one to the other.
Any epicyclic train has three elements rotating around the same geometrical axis, which are: the two toothed wheels, usually called the planetary wheels, and the cage or the cross bearing the toothed wheels, called the satellites.
In our device, any two of these three elements are connected respectively to the motor shaft and to the receiver shaft. The third element of the epicyclic train is joined to the above-mentioned helical wheel and thus its rotational motion is continuously dependent on that of the worm meshing with the helical wheel.
In the épioyololdale train, which can be compared to a lever, the element joined to the drive shaft is supported on the third element, joined to the helical wheel, to transmit its force to the element joined to the receiver shaft . The support naturally tends to slip away under the aotion of the effort it undergoes, that is to say that the third element of the epicyclic train tends to set itself in motion. This movement is limited by that of the endless screw, on which this third element of the train comes to bear, via the helical wheel.
The role of the endless screw therefore appears clearly: it is to adjust, at will, the rotational movement of the third element of the epicyclic gear, so as to postpone, with the desired adjustment, the rotational movement of the motor shaft on the receiving shaft, through the intermediary of the two other elements of the epioylocoidal train, joined respectively to these two trees.
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Moreover, as the thrust exerted by the teeth of the helical wheel on the threads of the worm and which comes, as we have said above, from the support that the third element of the epicyclic train comes to take, is favorable to the rotational movement of the worm, the adjustment of the rotational movement of the screw can be obtained very easily.
All that is needed is for the inclination of the worm screw thread to be judiciously chosen. We know in fact that for a sufficiently low inclination of the thread, the screw can drive the helical wheel without it being able to set the screw in motion (for example: the screw and the wheel of a hoist) and, on the contrary, if the inclination of the screw thread is greater than a well determined value, the helical wheel can set the screw in motion,
In our apparatus, the value chosen for the inolinai- of the sound thread / of the endless screw is close to the well-determined value beyond which the wheel can drive the screw, because a very low power is thus sufficient for ensure the rotational movement of the worm at any desired value.
Depending on whether the inclination of the screw thread is very slightly lower or very slightly higher than the well-determined value referred to above, the desired movement of the worm results from the application on the shaft of this screw with a low motor force or a weak resistant force.
The desired variations in the rotational movement of the endless screw are obtained by acting manually on the adjustment member of the device or the device)! special application on the shaft of the screw the low motor force or resistance indicated above. These variations in the rotational movement of the worm drive those in the movement of the helical wheel, and therefore also those in the movement of the third element of the epicyclic train, joined to this wheel, and thus ensure the desired adjustment of the rotational movement of the switch shaft in relation to that of the motor shaft.
Moreover, thanks to this fact that it suffices to apply to 1 '
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worm shaft low motor force or resistance to obtain its rotational movement, automatic adjustment of this movement is very easily ensured. This result is obtained by giving the worm a rotational movement which is the result of the movement obtained by the application of the low motor force and of a variable movement proportional to that of the receiving shaft. In our apparatus, the organ which gives this resulting rotational movement is a small auxiliary epicyclic gear train.
In this auxiliary train, one element receives the movement obtained by the application of the low driving force, a second element receives a movement proportional to that of the receiving shaft. tor and the third element, the one which has the resulting variable movement, controls the rotational movement of the worm thus that of the helical wheel and also that of the third element, joined to the latter, of the main epicyclic train. The adjustment of the rotational movement of the receiving shaft is therefore made automatic since this adjustment depends on the rotational movement possessed by this receiving shaft.
On the other hand, in the aim of making the operation of the apparatus simple and convenient in all circumstances, the apparatus is advantageously provided with the following devices or with a certain number of them: a jig by wheel to, ratchets or a wedging device by balls or rollers placed between the driving shaft and the element of the main epicyclic train which it drives or between the receiver shaft and the element of the main epicyclic train which drives it.
Capable of ensuring the transmission of movement from the motor shaft to the receiving shaft, it eliminates, by the idle rotation of the ratchet wheel or of the ball or roller balancing member, abnormal effects. movements which would be caused or would tend to be caused by the receiving shaft or by the worm, a friction joint interposed between two sections of the shaft which transmits the low motor force intended to produce the adjustable rotation of the worm.
Capable of transmitting the low normal engine effcrt, it is intended to intervene if the rotating movement
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tion of the screw encounters abnormally high resistance; a ratchet-wheel snap-fit or a ball or roller-leveling device, used only in the case of the use of the auxiliary epicyclic gear ensuring the automatic adjustment of the rotation of the worm and interposed between the element ele this auxiliary train which receives the movement obtained by the low force (motor and the shaft transmitting oe movement.
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The apparatus forming the object of the present invention and comprising the epicyclic gear train transmitting the movement of the motor shaft to the receiving shaft and the device ensuring, automatically or not, the adjustment of the speed. the functioning of this epicyclic train is likely to produce:
1) gradual and shock-free starting of the receiving shaft, loaded or running empty, with the motor shaft rotating at any speed.
2) maintaining the rotational movement of the receiving shaft at any value, the motor shaft rotating at any speed.
3) acceleration of the rotational movement of the feedback shaft, by acceleration of the rotational movement of the motor shaft.
4) variations in the rotational movement of the receiving shaft for any rotational speed of the motor shaft, by manual adjustment.
5) adaptation of the rotational movement of the receiver shaft to the resistance to which it is subjected, taking into account the power applied to the motor shaft, this adaptation being due to the automatic adjustment of the movement of the shaft. reeceptor tree.
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The apparatus is characterized by the use of a device on / and proven, and whose operation requires only a small power, to adjust at will the transmission to a receiver shaft of a high power available on a motor shaft.
The operation of the device and its mode of operation are of the following nature:
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1) to allow all the force applied to the motor shaft to be used on the receiving shaft at any time.
2) to allow the receiver shaft to start very slowly, which is all the more advantageous as its load is higher.
3) to allow the start of 1 '(receiving shaft when the engine torque reaches its maximum value.
4) to allow the receiver shaft to pass from the rest state to its highest speed, without interrupting the application of the motor force.
5) to allow all desired speeds of the receiving shaft to be obtained very easily.
6) to reduce to a minimum the starting and operating maneuvers of machines or devices receiving movement.
7) to allow the elimination of the use of the friction clutch which is usually used to start certain receiving machines or certain receiving engines.
8) to avoid destruction or abnormal wear and tear of its organs which remain permanently engaged.
9) to avoid the engine knocking, if this engine is explosive.
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The description below and the accompanying drawings indicate, by way of example, certain particular schematic embodiments of the apparatus.
Between the driving shaft and the receiving shaft, we therefore interpose a planar epicyclic gear train or a spherical epicyclic gear train.
In Figure I, we have shown a particular spherical planetary train usually referred to as a "differential". In this epicyclic gear, the planetary wheel A is connected to the drive shaft M and the planetary wheel B is connected to the receiver shaft R. The planet wheels S are linked to the cage 0 which can rotate around the geometric axis common to the motor and receiver shafts,
Suppose that cage 0 rotates at 400 rotations per minute and that at the same time the motor shaft and the planetary wheel A rotate in the same direction at 800 rotations per minute. S satellites
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revolve around their axis and roll on the planetary wheel B, without imparting any movement to the latter. The receiving shaft R remains stationary.
We can get the shaft R to start in several ways: the first way - As the rotational movement of the motor shaft M does not change, let us reduce that of the cage 0. The receiver shaft R immediately starts to turn. in the opposite direction of M. The oorres- pondanoe of the numbers of revolutions per minute obtained is established as below:
EMI7.1
<tb> for <SEP> the tree <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 800
<tb>
<tb> for <SEP> the <SEP> 400 <SEP> 350 <SEP> 300 <SEP> 250 <SEP> 200 <SEP> 150 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 0
<tb> cage
<tb>
<tb> for <SEP> the tree <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 200 <SEP> 300 <SEP> 400 <SEP> 500 <SEP> 600 <SEP> 700 <SEP> 800
<tb>
EMI7.2
-------- j ----------------------------------------- ---------
EMI7.3
<tb> Report <SEP> of
<tb> <SEP> speeds of the <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> trees <SEP> receiver <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8
<tb>
<tb> R <SEP> and <SEP> motor <SEP> M
<tb>
For this first manner, the ratio of the numbers of revolutions of the receiver R and motor M shafts therefore increases from zero to unity.
This first way of operating the speeding up of the receiver shaft R is applicable in the case of the use of an engine whose number of revolutions per minute is constant or substantially constant by its very nature, such as example, three-phase synchronous and asynchronous electric motors, either in the case of the use of a motor whose number of revolutions per minute is made constant or substantially so by the will of the driver, such as , for example, internal combustion engines, Zth way - The rotational movement of cage 0 not changing, let us increase that of the motor shaft M.
The receiver shaft R immediately begins to turn in the opposite direction to M. The oorres- pondanoe of the numbers of revolutions per minute obtained is established as below:
EMI7.4
<tb> for <SEP> the shaft <SEP> motor <SEP> M <SEP> 800 <SEP> 1000 <SEP> 1200 <SEP> 1400 <SEP> 1600 <SEP> 1800 <SEP> 2000
<tb>
<tb> for <SEP> the <SEP> cage <SEP> 0 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400 <SEP> 400
<tb>
EMI7.5
for the reoep tree - 0 200 400 600 800 1000 IZOO
EMI7.6
<tb> tor <SEP> R <SEP>
<tb>
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EMI8.1
<tb> Ratio <SEP> of the <SEP> speeds <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 3
<tb>
<tb> of the <SEP> trees <SEP> receiver $ <SEP> 0- <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> R <SEP> and <SEP> engine <SEP> M.
<SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 7 <SEP> 2 <SEP> 9 <SEP> 5
<tb>
The same way - Let us increase the rotational movement of the motor shaft M and at the same time reduce that of the cage 0. The receiver shaft R immediately starts to rotate in the opposite direction to M. The correspondence of the numbers of revolutions per minute obtained is established, for example, below:
EMI8.2
<tb> for <SEP> the shaft <SEP> motor <SEP> M <SEP> 800 <SEP> 1000 <SEP> 1200 <SEP> 1400 <SEP> 1600 <SEP> 1800 <SEP> 2000
<tb>
<tb> for <SEP> the <SEP> cage <SEP> 0 <SEP> 400 <SEP> 300 <SEP> 300 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
<tb> for <SEP> the receiver <SEP> tree
<tb> ¯ <SEP> ¯ <SEP> R <SEP> 0 <SEP> 400 <SEP> 800 <SEP> 1200 <SEP> 1600 <SEP> 1800 <SEP> 3000
<tb>
<tb>
<tb> Report <SEP> of the <SEP> speeds <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP>
<tb> of the <SEP> trees <SEP> receiver <SEP> 0 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> R <SEP> and <SEP> motor <SEP> M. <SEP> 10 <SEP> 3 <SEP> 7
<tb>
By the second way, the ratio of the numbers of revolutions per minute of the receiver and motor shafts increases from (0) zero without reaching unity.
By the third way, the ratio increases from zero to unity and this last value is obtained all the more quickly as the rotational movement of the stand 0 is more rapidly reduced to zero.
These second and third manners of operation are applicable when using a variable speed engine, such as, for example, a gasoline engine.
The third way of operating, by increasing the rotational movement of the motor shaft M, combined with the decrease in the rotational movement of the cage 0 provides a very varied range of values for the ratio of the speeds of the receiving shafts. R and motor M between zero and unity.
Thus, whether the rotational movement of the motor shaft M is substantially constant or variable, the decrease in the rotational movement of the cage 0 ensures at will the adjustment of the rotational movement of the receiving shaft R from the value zero to 'to a value equal to that of the rotatton movement of the motor shaft M.
It is important to note that the setting in motion of the receiving shaft R s'ppère without ohoo, although, at the moment of starting, the motor shaft M has a determined and chosen rotational movement.
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at will according to the operating characteristics of the engine, for example, which corresponds to the maximum torque. This movement is assumed to be 800 revolutions per minute in the three numerical examples given above.
The above description is given in accordance with the special conditions of figure n I. Other arrangements are possible.
Thus, with the particular spherical epicyclic train (the differential) already envisaged, the following arrangement could be used: the planetary wheel A would remain connected to the drive shaft M, but the planet wheels 8 and their cage 0 would be connected to the shaft receiver R while the planetary wheel B would serve to adjust the rotational movement of the shaft R. The receiver shaft R would for example be extended through the wheel B to the axis of the satellites and would serve as the axis of rotation for this wheel B. Let us suppose the planetary wheels A and B rotating at 800 revolutions per minute in the opposite direction to each other. The satellites S rotate around their axis, but the cage 0 and the receiver shaft R remain stationary.
The drive of the receiver shaft R occurs as soon as the number of revolutions per minute of the wheel A is greater than that of the wheel B and the rotational movement of the receiver shaft R is equal to half the difference . Its rotation is done in the same direction as that of the wheel A therefore of the motor shaft M. As above, we can calculate three series of values of the ratio of the speeds of the receiver R and motor M shafts.
In particular, when the planetary wheel B is stationary, the speed of the receiver shaft R is half that of the motor shaft R. By the adjustment, the speed ratio can vary from zero to one half (1 / 2).
Finally, the device could be arranged so that the transmission of the movement is done by controlling the cage 0 of the satellites by the motor shaft M.
Instead of a spherical epicyclic train, a planar epicyclic train can be used. Assuming this epicy train-
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oloidal plane formed by planetary wheels of equal diameter, we obtain: in the case where the drive and receiver shafts are connected respec- tively to each of the planetary wheels, the same direction of rotation of both shafts and the variation between zero and the unit of the ratio of their speeds; in the case where the motor shaft is connected to a planetary wheel and the receiving shaft to the planet gear cage, the reverse rotation of these two shafts and the variation between zero and 1/2 of the ratio of their speeds;
in the case where the motor shaft is connected to the satellite cage and the receiver shaft to a planetary wheel, the reverse rotation of these two shafts $ and the variation BETWEEN ZERO and TWO of the ratio of their speeds.
For the purpose indicated above, a locking device by roohete wheel or wedging by balls or rollers is placed between the motor shaft M and the sun gear A or between the receiving shaft R and the sun gear B. In the arrangement of figure n I, this device is represented by Q between the motor shaft M and the sun gear A.
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As we have shown, in the case of the particular arrangement of FIG. N I, the adjustment of the rotational movement of the receiver shaft R is obtained by the variations in the rotational movement of the cage 0 of the satellites. In general, it is obtained by the variations in the rotational movement of the third element of the epicyclic gear train, the one which is connected neither to the drive shaft M, nor to the receiver shaft R.
These variations of the ratation movement of the third element of the epicyclic train, we manage to produce them and to make them easily adjustable by means of a weak force, by the use of an endless screw meshing with a helical wheel connected to the third element.
In the case of the particular arrangement represented by FIG. N I, D is the helical wheel and E the worm.
The helical wheel D is represented therein saidly fixed on the
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cage 0 of the satellites and located in its median plane. It could be fixed laterally on this cage. In addition, instead of being directly integral with the cage, the helical wheel could be connected to it by means of gears, the first of the series being integral with the wheel and the last integral with the cage, in order to obtain for the helical wheel D and the worm E rotational movements compatible with good operation.
In the case of the arrangement of figure n0 I, the satellites S by the support which they offer to the planetary wheel A to transmit its rotational movement to the planetary wheel B tend to be driven as well as the cage C and the helical wheel D, in the movement of sun gear A. If this were the case, sun gear B would not be driven. But by the support that the teeth of the helical wheel D take on the thread of the worm E, the tendency of these organs to follow the movement of the sun gear A can either be completely stopped or limited to any desired values. It suffices for the worm E to remain stationary or to have a rotational movement of suitable speed and the direction of which is preferably that of the movement that the thrust of the helical wheel D tends to cause.
It is important to note that, as a result of the favorable direction of the thrust of the helical wheel D on the thread of the worm E, the movement of this screw is obtained by the application on its axis d 'low effort.
Thus, the rotational movement of the cage 0 and the variations of this movement depend completely on the movement of the worm E or on the variations of this movement, with the great advantage that they are thus obtained by means of a small effort.
Ultimately, the adjustment of the rotational movement of the receiver shaft R is reduced to the adjustment of the rotational movement of the endless screw E and this adjustment is obtained by means of a low force compared to the force to be controlled.
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The device which makes it possible to apply this low force on the shaft of the worm E and obtain any movement of
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desired rotation of this screw therefore acts as a servo motor.
Schematic FIG. 2 represents a control mode for the worm screw. In this figure n 2: M, R, C, D and E indicate respectively, as in figure n I: the driving shaft, the receiver shaft, the cage of the planetary gear wheels, the helical wheel and the worm end. k is the special device or apparatus controlling the rotational movement of the worm E. Its shaft m is fixed together with the shaft f of the worm ±, by the toothed wheels h and g. The shafts m and f could be made directly integral or united by a greater number of gears.
The nature of the device k depends on the inclination of the thread of the worm L; 1) If this inclination is very slightly greater than the well-determined value beyond which the helical wheel can drive the worm, the thrust of the teeth of the helical wheel @ causes the rotation of the worm E in the proper sense. This rotational movement of the screw E is limited by the application on its axis of a small resistant force which the device k must provide. This is therefore a braking device.
This braking of the rotational movement OF the worm by the device K must be moderate. Thus, by the more or less energetic action of the brake, the variations in the rotational movement of the worm E are obtained, in particular the reduction of this movement and the standstill.
It is therefore possible to adjust the rotational movement of the worm E, that is to say achieve the desired adjustment of the rotational movement of the receiver shaft R relative to that of the motor shaft M.
20) If the inclination of the thread of the worm E is slightly less than the well-determined value beyond which the helical wheel can drive the worm, the rotation of the worm E is only obtained by the application on its shaft of a low motor force. This will cause the endless screw 1 in a movement the direction of which agrees with that of the movement that the thrust of the helical wheel D on the screw E tends to cause.
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The device k which provides this low motor effort can be: a) any auxiliary motor of low power, with adjustable speed and of known system: thermal, hydraulic, pneumatic or electric. By acting on the auxiliary motor speed regulator k: motor fluid inlet valves or electric circuit rheostats, the movement of the worm E can be adjusted at will and consequently, the desired adjustment of the movement / rotation of the receiving shaft R relative to that of the motor shaft M. b) a continuous change of speed or having at least a large number of speed transformation ratios.
Its primary shaft n is driven by the motor shaft M, for example by means of the toothed wheels 1 and o as indicated in figure 3. Its secondary shaft m is connected to the shaft f of the worm. end E, as indicated, for example, in FIG. 2, and impart the desired rotational movement to the worm. This change of speeds, having only a small effort to transmit, can be carried out easily according to known systems.
In the stop position, the speed change-s will be put in the position for which it communicates to the element of the epicyclic gear that it controls, by means of the sahs end screw E and the helical wheel D , a rotational movement such that, combined with that of the train element joined to the drive shaft, the receiver shaft R does not rotate. Thus, with the "differential" taken as an example at the start of this description, the cage 0 of the planet wheels is driven at half the speed of the motor shaft M. By acting on the gear change, so as to reduce the speed. rotational movement of the worm E, dono of the cage 0 of the satellites it causes the start of the planetary wheel B joined to the receiving shaft R.
The speed change k therefore ensures the speed variations of the worm E and thus achieves the desired adjustment of the rotational movement of the receiver shaft R relative to that of the motor shaft M.
As it is said above and for the sake of decurity,
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the shaft m is provided with a friction seal t, shown in figures n 2 and n 3.
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When the device k makes it possible to maintain its shaft m at a substantially constant speed, for example in the case where it is an electric motor, the adjustment of the rotational movement of the worm E can be made automatic in a simple manner. ple, by also making the value of this movement depend on that possessed at each moment by the receiver shaft R. This result is obtained advantageously by means of a small auxiliary epicyclic gear train, of which the three elements rotating around the same geometrical axis are joined respectively to the device k, to the receiving shaft R and to the worm E.
FIG. 4 represents a particular embodiment of the automatic adjustment by the use of a small auxiliary "differential"; it repeats the particular arrangements of Figures n I and n 2 and completes this dermière by the introduction of automatic adjustment.
The letters M, R, 0, D, E, f and t in particular have the same meaning as in the previous figures! k is the initial device, at a substantially constant control speed of the worm E. Its shaft m is connected to the planetary wheel a of the small auxiliary differential. The cage o of the planet wheels s of this small differential is connected to the shaft f of the worm E by the toothed wheels h and g, while the shaft r of the planetary wheel b is connected to the receiver shaft R by cogwheels i and j. For these two toothed wheels, the ratio of the teeth mabres must be suitably chosen.
In the stop position, the planetary wheel b and its shaft r are at rest; the cage c of the satellites turns to the. half-speed of the sun gear a and in the same direction; the worm E has a well-determined and substantially constant rotational movement, the same is true of the cage 0 of the main epicyclic gear.
As soon as, by increasing the speed of the motor shaft M, the receiver shaft R starts to move, it imparts to the shaft r and the sun gear b a corresponding movement, through the inter-
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medial of the gears j and i. The direction of this power of the planetary b is invesse that of the planetary a, which has the effect of reducing the speed of the cage o, therefore that of the worm E and of the cage 0, which increases the speed of the receiving shaft R. These successively repeated actions reduce the movement of the cage o and of the worm E to determined values depending on that reached by the motor shaft M and on the gear selected for the number of teeth of wheels j and 1.
For a determined speed of the motor shaft M, the cage 0 and the worm E stop and the receiver shaft R has the same speed as the motor shaft M.
When the speed of the shaft M exceeds this last value, the speed of the planetary b becomes greater than that of the planetary a and tends to cause the cage o in its movement, o that is to say in the opposite direction to the movement it had before the stop. As the corresponding movement of the worm E, according to the mode of operation of the apparatus, is not possible without the intervention of a considerable force, it opposes the movement of the cage o . This forming a fulcrum, it is the planetary a which increases speed, tending to drive the electric motor k beyond its normal speed. The device q for locking by roohets wheel or wedging by balls or rollers then intervenes, allowing the sun gear a to rotate freely.
The action of the receiver shaft R is thus eliminated and the worm E remains stationary. The motor M and receiver R shafts continue to rotate at the same speed.
The above description is valid for a first gear or for any increase in speed made possible by the decrease in resistance encountered by the receiver shaft R.
The actions take place in the opposite way in the case of a reduction in speed caused by the effect of an increase in resistance experienced by the receiving shaft R. This causes the shafts to slow down. M motor and R re-switch, planetary donation b. If the resistance is sufficient for the slowing down to bring the speed of the sun gear b to a
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value lower than that of the sun gear a, the auxiliary differential comes into action, the cage o, the endless screw E and the cage 0 start to move in the normal direction.
The main epicyloidal train then operates reducing the speed of the receiver shaft R relative to that of the motor shaft M to a value compatible with the resistance encountered and the power available on the motor shaft M.
When the speed of the sun gear b is greater than that of the sun gear a, involving the device q, the electric motor k continues to run empty. Since this idle rotation of the motor k is unnecessary, an automatic switch u controlled by the shaft m may be provided, which cuts off the current actuating the electric motor k and resets it at the moment when the planetary speed b tends. to become less than that possessed by the planetary a and the electric motor E during their normal operation.
In short, the automaticity of the adjustment results from the fact that the speed variations of the shaft R cause variations in the opposite direction of the speed of the endless screw E and of the cage 0 which precisely have the effect of adapting, at the desired value, the gear reduction between the motor M and receiver R shafts.
CLAIMS.
I.- Device for transmitting motion from a motor shaft to a receiving shaft and which produces: a). by setting a determined speed of a motor shaft: the gradual starting of a receiving shaft, b). by acceleration of the motor shaft: the progressive acceleration of the speed of rotation of the same receiving shaft; vs). by maintaining the motor shaft at a determined rotational speed: maintaining the receiving shaft at a corresponding rotational speed, compatible with the power applied to the motor shaft and with the resistance applied to the shaft receiver.