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DISPOSITIF DE CHANGEMENT :DE VITESSE CONTINU
La présente invention est relative à un système de transmission qui, recevant de 1 énergie mécanique sous forme d'un couple constant et d'un nombre de tours constant, transforme d'une façon continue la valeur de ce couple et de ce nombre de tours, automatiquement en fonction de l'effort résistant ou à volonté suivant les besoins.
On sait que, pour transmettre de l'énergie en réalisant une démultiplication de la vitesse et une multiplication inverse du couple transmis, il est indispensable de créer en dehors de l'alignement de
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l'arbre moteur, un appui fixe ou mobile capable de recevoir une réac- tion fonction de l'augmentation du couple : dans le cas d'un appui mobile qui est celui de l'invention, la réaction exercée sur le dit appui produit une certaine perte de travail. Si ce travail perdu n'é- tait pas récupéré, il y aurait une perte d'énergie correspondante; il ne pourrait y avoir multiplication du couple, mais seulement dé- multiplication de la vitesse.
La présente invention, qui apporte une solution complète du problème posé, est caractérisée par le fait qu'elle comporte un sys- tème différentiel dont l'axe porte-satellites est relié à l'arbre résistant et dont les planétaires, recevant tous deux l'effort moteur, convenablement réparti entre eux par un second système différentiel accouplé au premier et relié lui-même à l'arbre moteur, servent l'un d'organe moteur, l'autre de point d'appui, le travail perdu par ce dernier étant en outre récupéré et restitué au planétaire moteur par le second système différentiel.
Pour qu'il y ait démultiplication, il faut que le planétaire destiné à servir d'organe moteur exerce une action supérieure à celle exercée par le planétaire point d'appui et que cette prépondérance d'action soit supérieure aux résistances provenant des frottements intérieurs de 1 appareil (engrenages etc....).
Cette prépondérance sera obtenue soit par l'intervention d'un effort extérieur agissant sur l'un des planétaires, soit par une différenciation dans la transmission des efforts sur les deux planétaires.
Il est d'autre part indispensable de créer, au cours de la récupération du travail et de sa restitution, une transformation du dit travail en démultiplication.
Trois modes de réalisation d'un changement de vitesse suivant l'invention sont décrits ci-dessous, à titre d'exemples, en référence au dessin annexé, dans lequel:
Les figures 1 et 2 sont des schémas destinés à Justifier les principes utilisés;
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la figure 3 représente un appareil dont la démultiplication est réglable à volonté; les figures 4 et 5 représentent des appareils dont la d'émul- tiplication est réglée automatiquement par la résistance elle-même; la figure 6 montre un dispositif de réglage pour un appareil à fonctionnement automatique ; et la figure 7 représente un appareil dont la démultiplication, réglée automatiquement par la résistance, est en outre modifiable à volonté suivant les besoins.
La figure 1 est un schéma justificatif représentant l'accouplement de deux différentiels parfaitement symétriques mais ne pos- sédant aucun dispositif démultiplicateur.
Les axes porte-satellites sont respectivement solidaires des arbres moteur et résistant 1 et 2. Les planétaires 3 et 4 sont calés sur un arbre intermédiaire 5, tandis que les planétaires 6 et 7 solidaires entre eux sont fous sur le dit arbre.
Il est évident que, dans un tel dispositif, les efforts se transmettent également sur les deux planétaires 4 et 7 du différentiel relié à l'arbre mené 2 sans prépondérance d'action de l'un sur l'au- tre.
Si même on créait une prépondérance par une intervention extérieure (accélération, par exemple, de l'un des groupes de planétaires), l'absence de tout organe démultiplicateur empêcherait toute modification de vitesse de l'arbre mené 2 par rapport à l'arbre menant 1.
L'augmentation de vitesse de l'un des planétaires serait compensée par suite de l'action du premier différentiel-par une perte correspondante de loutre planétaire (point d'appui) et la moyenne des vitesses des dits planétaires resterait la même.
Un tel système se comportera donc dans tous les cas comme un bloc transmettant intégralement couples et vitesses en prise directe, sans permettre aucune démultiplication.
La figure 2 est toujours un schéma justificatif différant du Précédent par 1 édition d'un organe démultiplia constitué par
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la double denture des satellites menants 8.
Dans ce dispositif, donné à titre d'exemple, la transmission des efforts par chacun des deux groupes de planétaires est identique à celle de la figure 1 (les planétaires 3 et 6 reçoivent toujours deux efforts égaux du fait que l'axe des satellites agissant sur le centre de rotation des satellites menants est astreint à se déplacer dans un même plan). par suite, les planétaires 4 et 7 recevant toujours deux efforts égaux n'auront aucune prépondérance l'un sur l'autre. Il y aura dons normalement un entraînement en prise directe comme dans le cas de la figure 1. Pareil résultat sera atteint avec tous autres rapports de pignons créant sur les satellites de l'arbre mené deux couples égaux.
Mais si, par une intervention extérieure, on crée en faveur du planétaire voulu 7 une prépondérance d'action (à condition qu'elle soit supérieure aux efforts de résistances intérieures de l'appareil), cette prépondérance permettra à l'axe a des satellites menés de ralentir son mouvement. En effet, l'autre planétaire 4 servant de point d' appui ralentira son mouvement sous l'influença de l'effort de résistance de l'arbre mené 2. La perte de travail en résultat, transmise au planétaire 3, sera restituée au planétaire 6 et, par suite, à 7 grâce aux satellites de l'arbre menant 1. Tout le travail perdu sera donc récupéré sur le planétaire moteur 7. liais grâce à la double denture du satellite 8 relié à l'arbre menant 1, cette récupération se fera avec une diminution de la vitesse.
Par suite, la moyenne des vitesses des deux planétaires étant diminuée, la vitesse de 1 taxe portesatellites 2 sera réduite. On obtiendra une démultiplication.
Cette démultiplication de la vitesse sera d'autre part accompagnée d'une multiplication inverse du couple transmis. En effet, comme on l'a démontré, tout le travail perdu étant récupéré, il n'y a aucune perte de travail: le travail de l'arbre moteur est égal au travail de l'arbre résistant, et si on appelle P et P't les couples respectifs de
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l'arbre moteur et de l'arbre résistant, N et N' leurs vitesses, on a : P N = P' N' = Constante. Couples et vitesses varient donc bien sur l'arbre mené en raison inverse l'un de l'autre.
En faisant varier l'action de la force extérieure (toujours d'un ordre très faible), on obtiendra toute la gamme des vitesses sur l'arbre mené et, par suite, celle des couples.
On a donc réalisé théoriquement un variateur continu de vi- tesses et de couples.
Les figures suivantes sont des modes de réalisation pratique donnés à titre d'exemples.
La figure 3 donne un mode de réalisation d'un appareil où la démultiplication est réglable à volonté (sans automaticité).
L'arbre moteur 11 entraîne les axes des satellites à double denture 12 en prise avec un planétaire 13 et un planétaire 14. Le planétaire 13 est solidaire d'un axe 15 sur lequel est calé un pla- nétaire 16 d'un second différentiel, tandis que le planétaire 14, fou sur l'arbre 15, est solidaire de l'autre planétaire 17 du second différentiel; les planétaires égaux 16 et 17 sont en prise avec les satellites 18 dont les axes sont solidaires de l'arbre conduit 19.
La prépondérance d'action d'un des planétaires 16-17 est déterminée inductivement par un petit différentiel auxiliaire fonc- tionnant de la manière suivante:
Les axes des satellites 12 sont solidaires d'une denture 20 en prise avec une denture analogue solidaire des axes des satellites 21 d'un différentiel auxiliaire dont un planétaire 22 porte une den- ture en prise avec une denture 23 portée par le bloc des planétaires 14 et 17 tandis que l'autre planétaire 24 du différentiel auxiliaire peut être freiné par un dispositif quelconque, par exemple par un dispositif à friction 25 agissant sur la poulie 26 et commandé à dis- tance par une tringlerie convenable; cette action de freinage est d'un ordre extrêmement faible, n'ayant à vaincre que les résistances inté- rieures de l'appareil.
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Le freinage de la poulie 26 du planétaire 24 détermine un effort correspondant sur le deuxième planétaire 22 et, par suite, sur le bloc 14-17 auquel il est relié. Cet effort supplémentaire déterminant la prépondérance dtaction recherchée provoque la varia- tion de la démultiplication suivant le processus précédemment décrit.
La figure 4 est un mode de réalisation d'un appareil automa- tique dans lequel la prépondérance d'action est obtenue, non par une action extérieure, mais par une différenciation des efforts transmis de l'arbre moteur aux deux planétaires du différentiel qui entraîne l'arbre conduit, cette différenciation étant provoquée par une dis- symétrie des organes transmettant les dits efforts.
Dans le dispositif de cette figure 4, l'arbre moteur 31 en- traîne les axes des satellites 32 en prise avec les deux planétaires
33 et 34; le planétaire 33 est solidaire d'un axe 35 analogue à l'axe
15 de la figure 3 et sur lequel est calé un planétaire 36 d'un second différentiel, tandis que le planétaire 34, fou sur l'arbre 35, est solidaire de l'autre planétaire 37 du second différentiel; les plané- taires 36 et 37 de diamètres différents sont en prise avec les satel- lites à double denture 38 dont les axes sont solidaires de l'arbre conduit 39.
La figure 5 montre un autre dispositif avec deux différentiels dissymétriques et les organes analogues à ceux de la figure 4 ont été indiqués par les marnes chiffres de référence; les satellites à double denture du premier différentiel ont été indiqués en 40.
La transmission des efforts des satellites menais aux satellites menés doit être telle qu'elle crée sur ces derniers et par rap- port à leur axe deux couples opposés et inégaux; cela est réalisé par la dissymétrie appropriée des divers éléments (planétaires d'une part, satellites menés d'autre part).
Cette différence des couples moteurs détermine un couple de rotation sur le satellite mené, couple qui est fonction de l'effort moteur d'une part, et des rapports des divers éléments d'autre part
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(rapports constants pour un appareil déterminé). On peut donc affirmer que, sur un appareil donné, le couple de rotation est fonction uniquement de l'effort moteur.
A ce couple de rotation tendant à faire tourner le satellite autour de son axe et à déterminer, par suite, une prépondérance d'un des planétaires sur l'autre, s'opposent les forces de résistance intérieure de l'appareil provenant des frottements des divers organes (engrenages-roulements, etc...).L'appareil sera en équilibre et tournera à une vitesse uniforme lorsque couple de rotation et résistance s'équilibreront.
Si la résistance exercée sur l'arbre mené est très faible, l'effort moteur, très faible également, créera un couple de rotation sur le satellite inférieur aux résistances intérieures et, par su.ite, il n'y aura pas de rotation du satellite mené. Ce sera la prise directe. Si l'effort de résistance de l'arbre mené vient à augmenter, il déterminera à un moment donné un couple de rotation qui équilibrera les résistances intérieures. A partir de cette valeur de la ré- sistance, toute augmentation se traduira par une démultiplication correspondante, le couple moteur gardant constamment la même valeur.
En effet, la résistance augmentant, lecouple moteur tend à augmenter et, par suite, le couple de rotation devenant supérieur aux résistances intérieures de l'appareil entraînera la rotation du satellite mené et, par suite, la démultiplication suivant le processus décrit.
Cette démultiplication entraînant une augmentation du couple, il arrivera un instant où il y aura équilibre de couple sur l'arbre résis- tant.
L'équilibre ainsi obtenu sera stable, car si l'on suppose que l'arbre mené ralentisse davantage, il y aurait alors diminution du travail sur l'arbre mené, ce qui se traduirait par une diminution du travail sur l'arbre menant et, par suite, une diminution de l'effort moteur. Le couple de rotation, fonction du dit effort, diminuerait également et prendrait une valeur inférieure aux résistances in-
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térieures de l'appareil, ce qui provoquerait un ralentissement du satellite autour de son axe et tendance par suite à une remultiplication de l'arbre mené. L'équilibre est donc bien stable.
Dans le cas où la résistance intérieure n'atteindrait pas exactement la valeur voulue, par suite d'imperfections de construction ou de montage, il est possible de fournir à cette résistance l' appoint nécessaire par un dispositif réglable.
La figure 6 montre un dispositif de ce genre susceptible de donner, par une légère friction réglable, la résistance intérieure convenable et, par suite, de régler la valeur du couple moteur qui en détermine le fonctionnement. Un galet 41, porté par exemple par le tambour 42 solidaire de l'arbre mené 39, agit sur le planétaire 37 et son action peut être réglée par une vis 43. On peut ainsi réaliser un réglage précis de la valeur des résistances intérieures de manière à obtenir exactement la valeur du couple moteur que l'on veut employer.
La figure représente un appareil qui comporte deux différentiels dissymétriques comme l'appareil de la figure 5 et est donc réglé automatiquement par la résistance, mais dans lequel, en plus, on peut modifier le réglage à volonté suivant les besoins au moyen d'un différentiel auxiliaire analogue à celui de la figure 3 ; le tambour qui porte les axes des satellites 44 de ce différentiel auxiliaire est muni d'une denture qui engrène avec une denture 45 portée par le tambour des satellites 40, tandis qu'une denture 46, solidaire du planétaire 47, engrène avec une denture 48 du bloc des planétaires 34-37; l'autre planétaire 49 du différentiel auxiliaire est solidaire d'un tambour 50 qu'on peut freiner par un dispositif quelconque, par exemple par un dispositif à vis 51.
On obtient ainsi un appareil automatique en fonction de la résistance et dont on peut régler la démultiplication à volonté d'une façon progressive et continue. On pourra également, suivant besoin, rendre ce réglage automatique en fonction d'un autre élément que la
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résistance (vitesse, intensité du courant, température dtéchauffe- ment, par exemple) par l'adjonction d'un système régulateur (régulateur à 'boules, électromagnétique, thermostat, par exemple), ou par l'action combinée d'un organe de commande du moteur (accélérateur, rhéostat, etc...) agissant en même temps sur le système de liaison.
Dans le'cas d'un véhicule, il peut être intéressant de freiner par le moteur et le différentiel auxiliaire de la figure 7 permet d'obtenir ce résultat. Cependant, on pourrait utiliser pour le même but tout autre dispositif imposant à un bloc de planétaires un mouvement déterminé par rapport à l'arbre menant ou mené.
L'entraînement d'un planétaire par les axes de satellites qui permet le freinage par le moteur permet également, par variation de la vitesse ou du sens de rotation, d'obtenir soit le point mort, soit la marche arrière, soit enfin une utilisation du dispositif comme multiplicateur ou démultiplicateur.
Le dispositif qui fait l'objet de l'invention peut être appliqué à tous usages et en particulier aux automobiles, aux appareils de levage, aux machines-outils, etc...
REVENDICATIONS
1 ) Dispositif de changement de vitesse continu, caractérisé par un système différentiel dont l'axe porte-satellites est relié à l'arbre résistant et dont les planétaires, recevant tous deux l' effort moteur, convenablement réparti entre eux par un second système différentiel accouplé au premier et relié lui-même à l'arbre moteur, servent l'un d'organe moteur, l'autre de point d'appui, le travail perdu par ce dernier étant en outre récupéré et restitué au planétaire moteur par le second système différentiel, le planétaire destiné à servir d'organe moteur exerçant une action prépondérante par rapport à celle exercée par le planétaire point d'appui.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.