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BREVET D'INVENTION.
" Perfectionnements apportés aux transmissions à vitesses variables ".
L'inventionest relative aux transmissions à vi- tesses variables et elle a pour objet de réaliser des transmissions du genre en question à l'aide desquelles n'im- porte quel'changement de vitesse peut être obtenu soit en marche avant ou en marche arrière de façon à produire tout rapport de transmission, les mécanismes étant, en outre, plus efficaces et d'un fonctionnement plus sûr que ceux réa- lisés jusqu'ici.
Le genre de transmission auquel l'invention s'ap- plique plus spécialement comporte un train d'engrenages épi- cycloldal de toute construction appropriée comprenant un é- lément central, une cage ou analogue avec satellites et des éléments annulaires, deux quelconques de ces organes étant susceptibles d'être reliés entre eux par un changement de vitesse de façon que le troisième organe puisse être relié à un arbre ou analogue à entraîner.
Le changement de vitesse
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qui relie deux des éléments du train épicycloïdal pour la production des vitesses variables comporte un élément coni- que primaire relié directement ou indirectement à l'un des organes, un élément conique secondaire dirigé en sens inver- se et établi de manière telle, par rapport au premier, que leurs axes soient parallèles, un ou plusieurs moyens de transmission coopérant avec lesdits éléments coniques pour transmettre par friction le mouvement d'un élément conique à l'autre et des moyens pour ajuster la position du ou des moyens de transmission par rapport à celle des éléments co- niques en vue de modifier le rapport de la transmission.
On a déjà proposé pour des mécanismes de transmis- sion à vitesses variables du type à friction et dans les- quels on a recours à un certain nombre d'éléments coniques, dirigés en sens inverse les uns par rapport aux autres, de transmettre le mouvement d'un élément conique à un autre par l'intermédiaire d'un rouleau ou d'une bille, un anneau ou bague entourant un desdits éléments ou d'avoir recours à plusieurs de ces dispositions.
Conformément à la présente invention, un mécanis- me de transmission du genre en question comporte des organes pour faire agir une poussée axiale sur un ou plusieurs des éléments coniques en vue de maintenir lesdits éléments et le ou les moyens de transmission en contact serré nécessaire à l'entraînement, lesquels organes peuvent être constitués par des sortes de cames avec ou sans ressorts auxiliaires.
Pour équilibrer l'entraînement pour le changement de vitesse, on peut disposer deux ou plusieurs éléments co- niques semblables à des distances voulues et de préférence à des écartements angulaires égaux autour d'un élément coni- que central dirigé en sens inverse par rapport aux autres, ces éléments, disposés radialement autour de l'élément cen- tral, pouvant être montés sur des supporta établis, par exemple, dans une cage et maintenus en position par des or-
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ganes flottants annulaires ou bagues agissant par friction, en étant engagées sur des parties conformées appropriées desdits éléments de façon à agir comme moyens d'équilibrage pour éliminer la poussée sur les paliers, la poussée radia- le agissant entre ces parties et les anneaux flottants main- tenant les pièces en position.
Au lieu d'avoir recours à, une transmission épicyclo- Idale du type à engrenages, on peut avoir recours à une transmission épicycloïdale agissant par friction et la pous- sée axiale appliquée à un ou plusieurs des éléments coniques peut être utilisée pour produire la friction nécessaire à l'entraînement des différents organes d'une telle transmis- sion.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exem- ple, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
Les fig. 1, 2 et 3 montrent, respectivement en coupe axiale, trois mécanismes de transmission différents établis conformément à l'invention.
La fig. 4 montreschématiquement un changement de vitesse auquel l'invention peut être appliquée.
Les fige 5, 6 et 7 montrent respectivement en cou- pe transversale, trois mécanismes de transmission auxquels l'invention est appliquée.
Bien des modes de réalisation peuvent être utili- sés pour la transmission établie conformément à l'invention, le changement de vitesse de la transmission pouvant être re- lié de manière telle au train épicycloïdal qu'une commande constante soit appliquée à l'arbre ou pignon central et une commande variable à la cage, l'anneau étant, dans ce cas, l'organe entraîné. De même, une commande constante peut e- tre appliquée à la cage et une commande variable à l'arbre ou à l'élément central et également dans ce cas l'anneau est l'organe entraîné. Pour d'autres dispositions, une commande constante peut être appliquée à l'arbre ou à l'élément cen- tral et une commande variable à l'anneau ou bague, et il en
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résulte que la cage est, dans ce cas, l'organe entraîne.
Dans d'autre dispositions, la cage peut avoir une commande constante et l'anneau une commande variable, 1'organe cen- tral étant celui qui est entraîné. Finalement, l'anneau peut avoir une commande constante alors que l'élément cen- tral ou la cage a une commande variable, l'élément restant étant alors celui qui est entraîné.
Un certain nombre de ces dispositions est montré sur les dessins ci-annexés.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on a re- cours à une transmission épicycloidale comportant trois élé- ments mobiles. Un de ces éléments est relié à l'arbre mo- teur, le deuxième à l'arbre à entraîner, alors que le troi- sième est, ou bien relié à un tambour conique en acier trem- pé et poli ou en une matière appropriée, ou bien, établi le long d'un tel tambour en formant pièce avec celui-ci ou en étant relié celui-ci par des engrenages.
Plusieurs, de ces dispositifs sont montrés sur les dessins; ainsi, sur la fig. 1, on a désigné par 8 la poulie motrice reliée par des boulons appropriés et des pièces d'é- cartement à la cage 9 d'une transmission épicycloïdale, la cage comportant un arbre 10 qui est supporté par des paliers appropriés, non montrés sur les dessins. Les boulons et les pièces d'écartement de la cage portent librement des pignons satellites ou planétaires 11 engrenant avec un pignon cen- tral 12 et avec une bague dentée ou anneau 13. Le pignon central 12 est monté sur l'extrémité d'un arbre 14 qui se prolonge par une partie conique ou porte un tambour conique 15 en acier trempé et poli ou en une autre matière appropri- ée. L'arbre 14 est supporté par un palier à billes 16 logé dans un manchon 17 calé sur un prolongement, en forme de manchon du mceu de la poulie 8.
Ce manchon 17 forme pièce avec une roue dentée 18 ou porte cette dernière à. une de ses extrémités, cette roue engrenant avec un pignon denté
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19 monté sur un arbre 20 supporté dans dea paliers appro- priés prévus, dans un bottier 21. Sur l'arbre 20 est calé un tambour conique secondaire 22 entraîné par le pignon 19 de la façon suivante. Le moyeu du pignon 19 comporte, en 23, une partie en forme de came constituant une sorte de coin coopérant avec une saillie 24 de forme correspondante et prévue sur le tambour 22, l'agencement étant tel que lorsque le pignon 19 entraîne le tambour 22, celui-ci est ollicité par la surface de la came prévue sur le pignon daas la direction de la flèche 25.
Comme visible sur le dessin, le tambour conique secondaire 22 est disposé parallèlement au tambour conique cité ci-dessus mais sa conicité est dirigée en sens inverse.
Un élément de transmission intermédiaire 26 est en contact avec les deux tambours coniques 15 et 22 et est libre de tourner entre ceux-ci, cet élément étant constitué par un anneau flottant. Celui-ci peut être déplacé latéralement par l'intermédiaire d'un dispositif de commande comprenant des mâchoires en. forme de fourchette (fig. 1 et 5) appuyant respectivement sur les faces latérales de l'anneau et étant montées sur un coulisseau 28 déplacé par tout mécanisme mo- teur approprié (non représentée. Les surfaces interne et ex- terne de l'anneau 26 qui viennent en contact avec les tam- bours coniques 15 et 22 ont leurs bords arrondis comme mon- tré sur la coupe de l'anneau.
La poussée axiale, due aux surfaces 23 et 24, en forme de cames, du tambour conique 22, sert à maintenir les cônes 15 et 22, ainsi que l'anneau- 26, en contact serré.pour permettre l'entraînement par friction.
Il résulte de ce qui précède que la poulie motrice 8 oblige la roue dentée 18 d'entraîner le pignon 19 qui, à son tour, produit l'entraînement du tambour conique 22, ce dernier transmettant son mouvement au tambour conique 15 et au pi- gnon central 12. Le tambour conique 15 est entraîné à une vitesse variable par le tambour conique 22, en raison de la
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position dans laquelle l'anneau 26 est amené par la comman- de 27 et 28.
On constante qu'une commande constante est appli- quée à la cage 9 et une commande variable au pignon central 12 et que, par conséquent, l'anneau ou la bague 13 est en- traîné à une vitesse variable et transmet son mouvement à .La poulie 29.
Dans certains cas, plusieurs tambours coniques se- condaires 22 peuvent être établis parallèlement au tamcour conique primaire avec leur conicité dirigée en sens inverse par rapport à ce dernier.
Dans l'exemple montré sur la fig. 2,, le train épi- cycloidal est du type à friction comportant des satellites ayant des surfaces actives quelque peu sphériques propres à être engagées par friction dans des cavités ménagées dans l'élément central et les éléments annulaires, des moyens étant prévus, de préférence, pour créer une poussée axiale produisant l'adhérence nécessaire à l'entraînement par fric- tion. Sur cette figure, 30 désigne l'arbre moteur sur lequel est calée une poulie 31. Cet arbre est rendu solidaire d'un arbre 32 supporté par des paliers établis dans un carter fixe 33, ledit arbre portant l'élément conique primaire 34.
Un prolongement de l'appui dudit élément 34 comporte des saillies radiales 35 coopérant avec des surfaces en forme de cames 36 prévues sur le moyeu du pignon central 37.
Inaction des cames donne lieu à un effet de fric- tion dans le train épicycloïdal et dans le train extérieur.
On constate que le pignon central 37 est actionné d'une ma- nière constante par l'arbre 30 et qu'il subit une poussée axiale sous l'effet des organes coopérant 35 et 36.
38 désigne des satellites portés par une cage 39 dont le moyeu se prolonge en 40 pour être relié par boulons à l'organe de friction central 41 en contact avec des élé- ments de friction 42 vers l'extrémité des axes de troiaélé-
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menti coniques secondaires 43. Les extrémités de ces der- niers éléments 43 sont engagées dans des paliers 44 établis dans le carter 33. 45 désigne un anneau flottant coopérant avec les éléments de friction 42 et aux extrémités opposées des éléments secondaires 43 sont prévus d'autres éléments de friction 46 en contact avec des anneaux flottants 47.
Cette disposition élimine la poussée sur les paliers et é- quilibre l'entraînement par les anneaux 45 et 47.
Plusieurs anneaux flottants mobiles 26 sont éta- blis entre les éléments primaire et secondaires 34 et 43 de la manière spécifiée au sujet de l'anneau 26 et des élé- ments coniques 15 et 22 montrés sur la fig. 1. Dans ce cas on a prévu trois 'anneaux 26 déplacés à la fois par un méca- nisme de commande 48 avec coulisseau 49. La fige 7 montre la disposition des anneaux. 26 et des tambours 34 et 43. En déplaçant le coulisseau 49, les anneaux 26 peuvent être amie- nés dans toute position voulue relativement aux tambours 34 et 43. De cette façon, la cage 39 est entraînée à une vites- se variable par le pignon central 37 et, par conséquent, l'anneau 50, c'est-à-dire le troisième membre du train épi- cycloïdal est entraîné à vitesse variable, ce mouvement étant transmis à l'arbre 51, qui est l'arbre commandé.
En ce qui concerne la disposition montrée sur la fig. 3, l'agencement est tel, dans ce cas, qu'une commande constante est appliquée à la cage 52 par un arbre moteur 53 avec volant 54, la cage étant reliée à un pignon central 55 entraînant un certain nombre de rouleaux ou tambours se- condaires 56, de la façon spécifiée au sujet de la fig. 2, qui, à leur tout, agissent sur un élément conique primaire 57 par l'intermédiaire d'anneaux flottants, l'agencement de ces différents organes étant analogue à ceux.montrés respec- tivement sur les fig. 2 et 7. L'élément conique primaire 57 commande, par l'intermédiaire de saillies et cames 35 et 36, analogues à celles décrites à propos de la fig. 2, le pignon
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central 59 à une vitesse variable.
Il en résulte que l'an- neau ou bague 60 est entraîné par les éléments planétaires ou satellites et qu'il transmet son mouvement à l'arbre 61, passant librement au travers de l'arbre creux du pignon central 59 et de l'arbre creux de l'élément conique primai- re 57 comme montré. L'arbre 61 est supporté par des paliers appropriés 62.
La. disposition montrée schématiquement sur la fig.
4 est relative au cas où le pignon central 63 est actionné par un arbre moteur 64 sur lequel est monté l'élément coni- que primaire. Cet élément conique entraîne à vitesse varia- ble un élément conique secondaire par l'intermédiaire d'un anneau flottant et mobile 26. Un élément de friction 67, entraînant un anneau 68 relié à un autre anneau 69 actionne un satellite 70 supporté par une cage 71 solidaire de l'ar- bre commandé 72.
La disposition est montrée schématiquement sur la figure'et il est évident que pour obtenir unffet équi- libré, on aurait recours à un certain nombre d'éléments co- niques secondaires 66 coopérant avec des éléments 67 de mê- me que plusieurs satellites 70 et une cage pour coopérer avec le pignon central 63 et que finalement on utiliserait des moyens propres à produire une poussée axiale sur un'. ou plusieurs des éléments coniques.
La fig. 6 montre une disposition sensiblement ana- logue à cellea montrées sur les fig. 5 et 7 mais, dans ce cas, on a seulement recours à deux anneaux flottants 26 pour coopérer avec les- éléments coniques primaire et secon- daires, an anneau flottant coordonnant les mouvements des deux éléments coniques secondaires.
Le rapport des vitesses des tambours coniques et du train épicycloidal est, de préférence, choisi de manière telle, dans tous les cas, que lorsqu'une réduction de vites- se a lieu entre l'organe moteur et l'organe entratné, la vitesse périphérique du tambour conique soit plus élevée que dans le cas où les organes moteur et entraîné se dé- @
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placent à la même vitesse, ce qui permet d'obtenir le cou- ple,croissant nécessaire sans devoir augmenter anormalement la pression nécessaire pour avoir l'adhérence voulue pour les surfacea de friction.
Pour illustrer ce qui précède, on suppose qu'on a recours à un train épicycloïdal dans lequel les organes sont dans un rapport de un à quatre et dans lequel l'organe mo- teur est relié à la cage partant le ou les éléments satelli- tes, alors que l'organe entratné est relié à l'élément den- té intérieurement ou l'élément extérieur et que le pignon central est relié au tambour conique primaire, la disposi- tion étant donc analogue à celle montrée sur les fig. 1 et 3.
Il est évident que si l'organe entraîné, est maintenu im- mobile et que si l'organe moteur tourne, le pignon central tourne quatre fois plus vite que l'organe moteur et, pour cette raison, quand la vitesse du pignon central devient moindre que quatre fois la vitesse de l'organe moteur, l'é- lément entraîné ou la bague extérieure de la transmission se ra obligé de tourner dans le même sens. Quand la vitesse de l'élément ou pignon central diminue davantage jusqu'à ce que qu'il tourne à la même vitesse que l'organe moteur, l'organe entraîné sera obligé de tourner à cette vitesse en prise di- recte et sans qu'il en résulte une réduction de vitesse.
De même, si la vitesse du pignon central devient plus grande que quatre fois la vitesse de l'organe moteur, l'organe entraîné tourne en sens inverse produisant ainsi un renver- sement de marche, qui peut être accru jusqu'à toute propor- tion voulue, pour l'organe moteur, mais en sens contraire.
Le contrôle et la rotation du pignon central sont obtenus à l'aide des tambours coniques susmentionnés. Le ou les tambours coniques secondaires sont reliés à l'organe mo- teur de façon à donner lieu à tout rapport de vitesse voulu pour la transmission qui, à titre d'exemple, peut être sup- posé être le même que celui admis pour le train épicycloïdal
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dont question ci-dessus, les rapports des diamètres des tam- bours coniques pouvant, toutefois, être divisés de manière à satisfaire à toutes les conditions qui peuvent se présen- ter. Par exemple, dans certains cas, le rapport peut être de quatreà unjnaque un à deux.
Le ou les tambours coniques secondaires qui sont reliés à l'organe moteur tournent donc à une vitesse relative déterminée par rapport à celle dudit organe moteur, alors que le tambour conique primaire est re- lié au pignon central et tourne par l'effet d'adhérence des moyens de transmission établis entre les tambours coniques.
Quand lesdits moyens sont déplacés latéralement, ils vien- nent en contact avec les points qui se trouvent sur des sec- tions de diamètres différents du ou des tambours et il en résulte que la vitesse du pignon central et, par suite, cel- le de l'organe entraîné sera modifiée dans l'un ou l'autre sens, suivant la position relative desdits.moyens par rap- port audit ou auxdits tambours coniques.
Pour obtenir la pression nécessaire sur les moyens de transmission pour produire l'entraînement par adhérence, un ou plusieurs tambours coniques dont question ci-dessus peuvent être sollicités par poussée axiale produite par des cames avec ou sans ressorts. La réaction opposée à cette pression peut être supportée par les paliers des.
tambours coniques, dans le cas de transmissions pour faibles puissan- ces mais dans le cas de transmissions pour puissances éle- vées, comme celles décrites ci-dessus, deux ou plus de deux tambours coniques secondaires sont établis radialement par rapport au tambour conique primaire et chaque extrémité d'un tambour secondaire comporte une partie propre à agir par friction, en vue de réaliser leur entraînement, sur des élé- ments annulaires flottants et l'entourant, ces éléments ayant une force suffisante pour supporter la pression résultant de celle appliquée aux moyens de transmission par les tam- bours coniques primaire et secondaires.. De cette façon, on diminue la poussée sur les paliers.
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Pour déplacer latéralement le ou les anneaux de transmission ou le ou les rouleaux sollicités par la pres- sion nécessaire à l'entraînement, on peut avoir recours à une disposition dans laquelle les anneaux, rouleaux ou ana- logues peuvent être renversés de façon à donner lieu à une action suivant une spirale entre les deux tambours coniques.
Pour obtenir le renversement voulu dans l'une et l'autre di- rection, dans le cas où l'on a recours à des rouleaux, le logement des rouleaux est suspendu à une articulation à an- gle droit par rapport à leur axe de rotation, le déplacement dudit logement étant limité et ajustable, le tout de façon que tout déplacement dU coulisseau de commande fait basculer ou glisser les rouleaux en les obligeant de se déplacer la- téralement jusqu'à ce qu'ils dépassent le coulisseau, le basculement pouvant ainsi se corriger automatiquement.
Quand on utilise des billes à la place de rouleaux, leur logement est établi de manière telle que les billes soient libres de tourner dans n'importe quelle direction, permettant ainsi un déplacement latéral en étant soumis à la pression nécessaire à l'entraînement et de tourner dans leur direction normale sous la commande de tout mécanisme coulis- sant approprié.
N'importe quel gene de train épicycloidal peut être utilisé pour actionner les tambours rotatifs; ainsi les tambours coniques peuvent être établis suivant tout angle approprié par rapport aux organes moteurs avec interposition d'engrenages coniques.
La commande de la variation de vitesse peut être obtenue automatiquement par l'intermédiaire d'un régulateur contrôlant le déplacement des anneaux, des rouleaux ou ana- logues établis entre les tambours coniques ou bien on peut également commander ce déplacement par le couple de réaction agissant sur un ressort de tension réglable.
Pour débrayer la transmission, on peut avoir re-
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cours à un embrayage de toute forme appropriée, adjoint à la transmission telle que décrite ou faisant partie de cel- le-ci.
Il va de soi que l'invention n'est nullement li- mitée aux modes de réalisation tels que décrits et montrés sur les dessins, les réalisations pouvant être modifiées pour les adapter aux différents cas qui peuvent se présenter.
REVENDICATIONS.
1. Transmission à vitesses variables du genre de celles comportant un train épicycloïdal dont deux des élé- ments sont reliés entre eux par un changement de vitesse comprenant un élément conique primaire, un ou plusieurs é-
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, léments coniques secondaires et un ou plusieurs moyens de ¯'&'-'\#- transmission mobiles coopérant, , caractérise , par le fait qu'elle comporte des moyens pour appliquer une poussée axia- le à un ou plusieurs des éléments coniques pour maintenir lesdits éléments ainsi que le ou les moyens de transmission en contact serré nécessaire à l'entraînement,dans les buts spécifiés.
2. Transmission à vitesses variables telle que spé- cifiée sub 1, caractérisée par le fait que deux ou plus de deux éléments coniques secondaires identiques sont établis, à des distances, voulues, de préférence à des écartements an- gulaires égaux autour de l'élément conique primaire ou cen- tral, dans le but spécifié.
3. Transmission à vitesses variables telle que re- vendiquée sub 1 ou 2, caractérisée par le fait que les élé- ments coniques secondaires sont montés dans des paliers con- venablement supportés et maintenus en position par des piè- ces annulaires ou anneaux flottants agissant par friction et venant en contact avec des parties convenablement confor- mées desdits éléments, dans le but spécifié.
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