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La présente invention se rapporte aux mécanisme: vitesse variable pour la transmission de la force motrice elle se rapporte plus particulièrement à des mécanismes, @ type connu, par lesquels la force motrice est transmise pa disques moteurs et commandés ayant même axe et présentant chemins de roulement ou gorges en forme de tore sur leurs en regard, chemins de roulement qui sont destinés à venir contact,par frottement, avec des galets interposés, susc bles d'osciller, mais n'appartenant pas au type planétair "Perfectionnements aux mécanismes à vitesse variable pour transmission de la force motrice"
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Pour la commodité de la description, mais sans que cela implique une limitation de l'invention, on décrira dans ce qui suit une forme d'exécution d'un mécanisme non plané- taire,
du type à disques pourvus de gorges en forme de tore et à galets, à savoir un mode d'exécution comportant des dis- ques extérieurs,de même axe, présentant un chemin de roulement ou gorge torique sur leurs faces en regard et un disque monté, de façon à pouvoir osciller, entre les disques précités et présentant un chemin de roulement ou gorge torique sur chacune de ses faces de manière à former deux paires de gorges ou che- mins de roulement avec les gorges ou chemins de roulement for- més sur les disques voisins, le disque intermédiaire ou disque commandé recevant la force motrice à partir des disques exté- rieurs ou moteurs par deux galets interposés, du type non pla- nétaire.
Une pression ou compression axiale est appliquée sur cet ensemble par un dispositif à pression du type à rampe et à billes agissant sous Inaction d'un couple.
Des expériences pratiques avec certains mécanismes du type mentionné plus haut on montré qu'il. se produit à cer- taines occasions, des vibrations ou tremblements indésirables et, éventuellement, des efforts ou des tensions exagérés dont la cause exacte est difficile à déterminer. Il semble que ces effets indésirables peuvent être divisés en deux catégories : ceux dus à des irrégularités d'exécution et ceux qui sont dus au fonctionnement proprement dit.
Dans de tels mécanismes, il importe que les forces tangentielles que suppartent les galets correspondants d'un jeu de galets soient égales et que les forces tangentielles que supportent les jeux de galets correspondants soient égales aussi; on connait des moyens pour les rendre égales. Toutefois,
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il est tout aussi important d'égaliser les forces diamé appliquées sur les galets pour assurer le même contact même capacité de supporter les forces tangentielles aux de contact des galets avec les disques.
En ce qui concerne les effets indésirables de gularités d'exécution, il semble qu'ils soient dus, au : en partie, au fait que, bien que l'on ait pu disposer 1 de chacun des ,jeux de galets à des angles égaux autour mins de roulement ou gorges toriques et que leurs pouss gentielles puissent être égalisées, un des galets peut un diamètre légèrement plus grand que les autres et tra tre ainsi, dans un sens diamétral du galet, d'un disque l'autre, une force hors de proportion et provoquer une -de l'arbre sur lequel les disques sont montés. La force provoque la déflexion atteint son maximum lorsque les g, se trouvent dans la position où le rapport des vitesses le plus bas pour l'arbre commandé. Ces effets indésirab: vent être dus en outre à un défaut d'alignement des dis de l'arbre et des jeux de galets.
Une autre cause encore perturbation peut être cherchée dans des différences dan profil des chemins de roulement des billes dans le disp< à rampe et à billes destiné à exercer une pression.
Un des buts de la présente invention est la re tion de l'alignement automatique ou la mise en place au- que des différentes pièces qui appliquent et supportent sion axiale nécessaire pour maintenir'un contact uniform galets sur les fanes des disques.
Une des caractéristiques de la présente inveni consiste dans la compensation de faibles différences eni diamètres des galets.par le montage de chacun des disque
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rieurs sur un palier en partie sphérique ou convexe, ou sur un palier universel équivalent, se déplaçant entre certaines limites, au lieu d'un montage sur un palier cylindrique bien ajusté; grâce à cette caractéristique le disque peut osciller et s'écarter légèrement d'un plan strictement transversal et, de plus, glisser le long de l'arbre.
Le montage du disque externe postérieur de la façon qui vient d'être décrite doit, grâce au montage libre ou oscillant du disque intermédiaire, permettre un réglage auto- matique suffisant pour compenser de légères différences des diamètres des gale:ts du jeu de galets postérieur et empêcher un effort de flexion ou de déflexion de l'arbre dû à cette différence; mais le demandeur préfère appliquer un tel monta- ge (à l'extrémité antérieure de l'ensemble de disques et de galets) au disque externe antérieur.
Ce dernier, dans la forme d'exécution particulière mentionnée plus haut de mécanisme à disques présentant des gorges en forme de tores est monté à frottement doux sur l'arbre intermédiaire de l'ensemble et est commandé., à partir de l'arbre de l'embrayage du moteur, en- tièrement au moyen d'un collier d'accouplement denté ou d'un prolongement, en forme de cuvette, dudit arbre et au moyen d'un dispositif exerçant une pression, sous l'action d'un cou- ple, sur le disque précité;
dans l'application de cette cons- truction à la présente invention on rend de préférence cet en- semble élastique comme il sera dit plus loin et on prolonge un collier intérieur, disposé entre le collier précité et l'arbre de support, de manière que ledit collier intérieur s'étende sous le disque externe antérieur et constitue pour celui-ci un support possédant les propriétés précitées d'un palier univer- sel.
En ce qui concerne les effets indésirables qui se
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produisent pendant le fonctionnement proprement dit; le deur a apporté diverses modifications, à la construction connue, pour compenser ou pour supprimer ces effets. Il d'usage jusqu'à présent dans des mécanismes du type à di pourvus de gorges en forme de tore et à galets,d'utilise moyens, tels que des rondelles Belleville ou d'autres ro : les élastiques analogues, pour appliquer une certaine pr, initiale dans le sens radial entre les disques et les ga: et d'utiliser un dispositif du type à rampes et à trois 1 pour appliquer au disque extrême antérieur, pendant le fo tionnement, une pression qui se manifeste sous l'effet du ple, ainsi qu'il a été dit.
Le demandeur a constaté qu'il très avantageux de placer des rondelles du type précité @ l'écrou ordinaire qui exerce la pression à l'extrémité ar rieure de l'arbre intermédiaire et le palier de butée à t devant le dispositif à pression à rampes et billes. Il es avantageux également d'utiliser des rondelles suffisammen fortes pour qu'elles puissent être élastiques pendant tou les phases du fonctionnement. L'anneau du dispositif à pr sion qui agit sous l'influence du couple peut servir avan geusement non seulement comme élément antérieur du dispos: à pression à rampes et à billes, mais aussi comme élément mandé à partir de l'arbre d'embrayage du moteur et comme ment de commande pour le disque antérieur.
De plus cet am et l'anneau correspondant dudit palier de butée à billes : de préférance, établis de manière à servir de chemin de re lement résistant aux poussées axiales et radiales.
Il semble que les perfectionnements qui viennent d'être décrits donnent de meilleurs résultats pour la raiso suivante : dans les constructions connues avec des anneaux tiques placés derrière le disque postérieur, tous chocs mo
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brusques étaient transmis à la transmission, jusqu'à l'anneau de transmission du couple et, de là, au palier de butée à bil- les et à l'écrou dépression que porte l'arbre intermédiaire, les chocs précités étant transmis ensuite le long de l'arbre intermédiaire vers l'arrière de celui-ci et aux rondelles élas- tiques placées à cette extrémité.
Ceci constituait un trajet long pour la transmission et entraînait un déplacement axial réel dudit arbre, ce qui impliquait l'amortissement de l'iner- tie de cet arbre et du frottement par les surfaces portantes des disques que porte l'arbre intermédiaire, ce frottement pouvant être très important, spécialement en cas d'un défaut d'alignement des disques et de l'arbre, ainsi qu'il a été dit plus haut, tandis que, conformément au perfectionnement objet de la présente invention, l'amortissement de chocs moteurs brusques se fait directement dans les rondelles élastiques qui, dans ce cas, se trou-ventà l'extrémité antérieure où elles ser- vent d'amortisseurs de la commande par rapport à la transmis- sion par disques à tores.
De 'plus comme l'anneau de transmis- sion du couple, du fait qu'il peut osciller par rapport aux rondelles élastiques, peut être rendu réglable automatiquement pour compenser les irrégularités mécaniques de forme ou de montage des disques (et des galets) et des surfaces de ses ram- pes, sans qu'il perde le pouvoir d'exercer une pression unifor- me sur le disque antérieur, grâce aux trois points d'applica- tion de la pression au moyen de trois billes. De plus le disque antérieur possède, lui aussi, un palier du type universel par rapport à l'arbre intermédiaire, ce disque pouvant, en même temps que l'anneau de transmission du couple et que les billes interposées, osciller comme un ensemble à alignement automati- que.
Ainsi qu'on le verra plus loin, une autre caractéris-
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tique de l'invention consiste dans le fait qu'on protège isole l'ensemble du mécanisme de transmission contre les fets d'oscillations ou de vibrations, dans le sens d'une sion, provenant du côté de la commande et du côté command montant un dispositif amortisseur de torsion à chaque ext té du mécanisme. Le type de dispositif choisi peut servir de dispositif agissant par pression axiale sous l'action couple, il peut en effectuer les fonctions ou bien en êtr distinct.
On remarquera que les effets indésirables résul des diverses causes exposées plus haut se manifestent fin ment dans le mécanisme égaliseur des efforts tangentiels galets et peuvent être ressentis, ou;observés sous forme vibrations ou de ballottements de ce mécanisme.
On décrira avec plus de détails dans ce qui sui caractéristiques précitées de la présente invention en se portant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une coupe verticale d'un disque palier universel de l'extrémité postérieure du mécanisme transmission de force motrice à vitesse variable objet de vention ; la figure 2 est une coupe verticale analogue à figure 1, mais légèrement différente ; la figure 3 est une coupe verticale d'un disque trême antérieur et de pièces associées à ce disque; la figure 4 est une coupe longitudinale d'un mé nisme complet de transmission avec un mécanisme de renver ment;
les figures 5,6 et 7 sont des coupes verticale montrant trois autres organisations avec un dispositif ex çant une pression sous l'effet du couple et avec des rond
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élastiques qui seront décrites plus loin; la figure 8 est une élévation latérale à plus petite échelle d'un mécanisme de transmission tel que celui qui est représenté sur la figure 4, le mécanisme étant pourvu d'éléments d'accouplements ou amortisseurs de chocs montés à ses extrémi- tés.
L'organisation générale d'un mécanisme de transmis- sion de force motrice à vitesse variable du type à disques pour- vus de gorges en forme de tore et à galets est représenté sur la figure 4. La force motrice du moteur est transmise au disque à tore de l'extrémité antérieure ainsi qu'il sera dit plus loin et de là, par l'arbre intermédiaire 3, au disque à tore 9 de l'extrémité postérieure, la force étant transmise à partir des deux disques à tore 1 et 9, au moyen de deux jeux de galets non planétaires 10 et 11 au disque à tores intermédiaire 12, à deux faces,monté de façonà pouvoir tourner. Du disque 12 la force est reçue par la cage ou enveloppe cylindrique 13 pour être transmise de là à la boîte de renversement de marche 14 et enfin à l'arbre commandé 15.
Si l'on se reporte plus particulièrement aux figures 1 et 2, on voit que le disque postérieur 9 du mécanisme de transmission de force motrice à vitesse variable du type à dis- ques à tores et à galets prend appui sur un rebord ou manchon 16 partiellement sphérique monté, sur l'arbre intermédiaire ou arbre principal 5 du mécanisme, danière qu'il puisse osciller légèrement et être libre en outre de glisser le long dudit man- chon.
Conformément à la figure 1, un manchon à collerette 16, fixé au moyen d'une clavette sur l'arbre 3, présente des dents 17 qui viennent en prise avec des dents 18 formées sur la face postérieure du disque 9 de manière que la commande l'arbre de 3 soit transmise au disque 9 mais de façon que celui-ci puisse néanmoins osciller et glisser sur son palier, partiellement
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sphérique, pour s'adapter de lui-même aux irrégularités d'ex tion précitées. On montre sur cette figure entre le manchon et le disque 9, un groupe de rondelles Belleville 21 qui app quent une pression dans le sens axial sur la surface postéri du disque postérieur et par conséquent aussi entre les disqu leurs galets.
Toutefois, deµréférence, cette pression est ap quée également sur la face antérieure du disque antérieur ai qu'il sera dit plus loin.
La construction représentée sur la figure 2 est logue à celle de la figure 1 mais le disque 9 repose sur une face, partiellement sphérique, de l'arbre même et la command partir dudit arbre, a lieu au moyen d'un febord ou épaulement (faisant corps avec lui) grâce à un organe d'accouplement di tinct 20, jusqu'aux dents 18 formées sur la face postérieure disque 9.
La figure 3 montre un palier universel ¯.ou parti ment sphérique pour le disque antérieur 1. L'énergie du mote est transmise entièrement de l'extrémité 22 en forme de CUVE de l'arbre d'embrayage du moteur, au moyen de dents 23, à l' neau à rampes 24 destiné à exercer une pression, l'énergie transmise ensuite, par les billes 25, au disque antérieur à 1. La moitié de l'énergie reçue par le disque 1 passe par le galets au disque 12 et l'autre moitié est transmise, à parti ce disque, par les dents 26 à un manchon d'accouplement 27 @ par les dents 28 à un manchon long 29 monté, par rainure et vette,sur l'arbre intermédiaire 3. L'extrémité postérieure manchon 29 pénètre dans le disque 1 et présente une surface, partie sphérique 29x destinée à réaliser pour ce disque le 1 de montage universel précité.
Il est bien entendu qu'en raison du fait que le chon 29 est monté par rainure et clavette sur l'arbre intern diaire 3, l'énergie est transmise au disque postérieur 9 par dit arbre et quelle est transmise par les galets au disque
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Comme dans le cas du montage universel du disque postérieur, il est bien entendu que le montage analogue du disque antérieur élimine ou tend à éliminer les effets indési- rables des irrégularités de fabrication, de montage ou d'ali- gnement, spécialement lorsque le disque intermédiaire est monté de manière à pouvoir osciller et de façon que l'ajustement né- cessaire puisse être réparti entièrement à partir du disque antérieur jusqu'au disque postérieur et vice-versa.
La figure 3 montre, au point de vue de la construc- tion, une autre caractéristique qui réside dans le fait que l'écrou 30 vissé sur l'extrémité antérieure de l'arbre 3 et qui est réglé de manière à appliquer la pression initiale nécessaire dans le sens de l'axe sur l'ensemble des disques et des galets présente une surface extérieure en partie sphé- rique, constituant un palier à réglage automatique pour l'élé- ment intérieur 31 du palier de butée à billes 32 et permettant, dans une certaine mesure, un alignement automatique pour l'an- neau même qui transmet le couple. Sur cette figure 3, on a supposé que les rondelles élastiques qui appliquent la pres- sion initiale se trouvent derrière le disque postérieur, comme sur les figures 1 et 2, bien qu'il soit préférable de les placer devant le disque antérieur.
La disposition des rondelles Belleville 21 devant le disque antérieur est représentée sur les figures 4 à 7. On voit, sur la figure 4, que ces rondelles sont disposées entre le palier de butée à billes 32 et'l'écrou 30 destiné à régler la pression. Une seule rondelle élastique 21x est représentée derrière le disque postérieur à tore 9, mais cette rondelle n'est pas indispensable et ne sert qu'à un réglage préliminaire de la pression dans le sens axial, pendant le montage, cette rondelle étant tout juste aplatie complètement par le réglage
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initial et servant ainsi de point zéro à partir duquel pe' être mesurée la pression axiale au moyen des rondelles pl puissantes 21, pour les conditions de travail.
La transmission de l'énergie à partir de l'arbr d'embrayage, au moyen de son extrémité 22 en forme de cuv jusqu'à l'arbre intermédiaire 3 du mécanisme est, dans so: ensemble, la même que celle qui est représentée sur les f 4, 5, 6 et 7, mais il y a lieu de faire les remarques sui
Sur la figure 4, l'anneau 24 du dispositif qui une pression dans le sens axial sous l'influence du coupl corps avec l'élément extérieur du palier de butée à bille et, par lui, l'énergie reçue entièrement par le disque an rieur à tore 1 est transmise à l'arbre intermédiaire 3 au moyen des dents 26 et d'un manchon 33 à rainure et clavet
Il est bien entendu que l'anneau 24 qui transme le[couple sert comme élément récepteur d'énergie à partir l'arbre de l'embrayage, de même que,
l'élément extérieur d palier de butée à billes et qu'il sert également comme él du dispositif destiné à exercer une pression sous l'actio couple. Comme ledit anneau 24 peut s'aligner automatiquem comme le palier de butée à billes s'appuie sur les rondel élastiques qui se trouvent entre lui et l'écrou servant à mettre la pression et comme ces rondelles sont, de préfér suffisamment puissantes pour être réellement élastiques p toutes les phases du fonctionnement, les effets indésirab qui pourraient se manifester par suite d'une différence q conque entre les diamètres des galets, d'une différence d l'assemblage des disques et galets,
d'un léger défaut de coïncidence entre le chemin de roulement constitué par le de l'un quelconque des disques et le plan réel de rotatio d'une inexactitude des rampes sur lesquelles roulent les
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du dispositif exerçant la pression, peuvent être écartés grâce à la possibilité d'ajustement que-permet la construction décrite-.
Dans la construction représentée sur la figure 4, le disque antérieur à tore 1 peut, si on le désire, être monté sur une surface en partie sphérique de l'arbre 3, comme sur les figures 2 et 3, mais le fait de prévoir un conduit à huile comme le montre la figure 4 permet à un palier cylindrique ordinaire ayant un peu de jeu de donner des résultats très satisfaisants parce que son jeu et la pellicule d'huile qu'il renferme produit dans une mesure suffisante pour le but pour- suivi, un effet analogue à celui d'un palier universel.
L'extrémité antérieure de l'arbre 3, tel qu'on l'a représenté, est supportée librement dans l'extrémité 22, en forme de cuvette, de l'arbre d'embrayage du moteur avec l'in- tervention de la bague de palier 34.
Les figures 5, 6 et 7 montrent certaines modifica- tions de la construction représentée sur la figure 4. Sur la figure 5, l'anneau 24 de transmission du couple est d'une construction normale et le palier de butée à billes 32 est sup- porté par l'extrémité 22, en forme de cuvette, de l'arbre d'embrayage du moteur, extrémité dans laquelle ledit palier est libre d'osciller et de glisser. Les rondelles élastiques 21 sont disposées entre le palier de butée 32 et l'écrou 30 destiné à transmettre la pression.
Sur la figure 6 l'anneau 24 destiné à exercer une pression sous l'effet du couple est formé de façon qu'il serve aussi comme élément intérieur du palier de butée à billes 32.
Dans les constructions représentées sur les figures 3, 4, 5 et 6 le palier est exécuté de manière qu'il puisse agir dans le sens axial et dans le sens radial. Ceci est spécialement dé- sirable dans le cas des figures 3 et 5 en raison du fait que,
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dans ces deux formes d'exécution,l'extrémité antérieure l'arbre intermédiaire n'est pas supportée à l'intérieur @ l'extrémité 22 en forme de cuvette de l'arbre d'embrayagE Sur la figure 7, le palier à billes 32 est un palier de 1 ordinaire dont un élément ou paroi est formé par l'anneai et dont l'autre appuie directement sur les rondelles éla: ques21.
Dans le mode d'exécution représenté sur les fi 6 et 7, l'extrémité antérieure de l'arbre intermédiaire est montée de la même façon que sur la figure 4.
Ainsi qu'il a été dit déjà, la disposition des rondelles élastiques devant le disque antérieur à tore pi sente plusieurs avantages importants. Ces avantages sont énoncés dans ce qui suit: a) grâce au fait qu'on donne aux rondelles élas ques une force suffisante, elles ne servent pas seulement comme moyens initiaux pour appliquer une pression sur les éléments du mécanisme à tores, mais elles agissent aussi comme amortisseurs de chocs pendant sensiblement toutes 1 phases de la transmission et, du fait qu'elles sont dispc ainsi qu'il a été dit, elles servent à égaliser la charge appliquée sur les deux disques à tore par l'élimination d jeu dans l'application de la commande, par exemple entre deux disques extrêmes;
b) la compression des rondelles a lieu, par exe entre l'écrou 30 qui applique la pression et l'anneau¯24 dispositif agissant sous l'effet du couple et, par conséq il ne se produit pas de déplacement axial appréciable de bre 3 (et par suite pas de frottement entre l'arbre 3 et disques) comme ce serait le cas si des rondelles étaient cées derrière le disque postérieur, toute pression appliq
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agissant en outre pratiquement en même temps sur les deux disques extrêmes;
c) les variations, à allure de vibrations, du couple appliqué sont amorties par des variations de compression des rondelles et ces variations per-mettent aux points d'attaque des billes sur les surfaces de roulement du dispositif qui applique la pression sous l'action du couple de se déplacer ce qui écarte une usure ou une fatigue exagérées de points déterminés de ces surfaces;
d) l'anneau 24 de transmission du couple peut oscil- ler par suite de l'élasticité des rondelles élastiques et com- penser, par un alignement automatique, des irrégularités des rampes et les inexactitudes de forme, de montage ou d'aligne- ment des galets des disques et de l'arbre intermédiaire ainsi qu'il a été dit déjà, spécialement si le disque antérieur est monté également avec unepetite liberté de mouvement, de manière qu'il puisse, -en même temps que l'anneau 24 précité, agir comme un ensemble à alignement automatique.
Il importe toutefois d'observer que du côté de la commande du mécanisme de transmission, des vibrations et des variations du couple sont susceptibles de se produire, pen- dant le fonctionnement, à partir de la commande par le moteur ou par l'embrayage, que les vibrations cycliques et les vi- brations secondaires ne sont que partiellement annulées par l'énergie cinétique du volant et que celles qui se produisent de l'autre côté du mécanisme sont engendrées en grande partie par les conditions, très variables, auxquelles sont soumises les roues d'un véhicule, ces vibrations pouvant avoir une grande amplitude entre les limites de vitesse.
Il est important également de noter que, lorsque le mécanisme de transmission fonctionne avec un rapport de transmission relativement fai- ble, le disque à tore ou les disques à tore du côté du moteur
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ont une vitesse relativement élevée et possèdent, pour ce motif, une énergie cinétique tellement grande qu'ils agiss< comme un volant et comme un obstacle au passage des vibratj et des variations du couple introduites par le côté du méca nisme où se trouvent, par exemple, les roues et leur passai par le disque commandé et les galets interposés vers le dis positif qui applique une pression sous l'effet du couple, c positif qui se trouve du côté du moteur,
même si ce disposj et ses organes qui appliquent la pression initiale sont or- ganisés pour agir comme amortisseur d'oscillations ou de ch Il en résulte que les vibrations ou les variations du coup] qui, en fait, se produisent du côté du mécanisme où se trot vent les roues par exemple et qui, en réalité peuvent être très grandes comme il a été dit déjà et qui reviennent en arrière par le disque commandé vers les galets interposés r. peuvent pas passer au-delà de ceux-ci par le disque de com- mande ou les disques de commande jusqu'à un amortisseur d'oscillations ou de chocs du côté du moteur, mais peuvent provoquer le manque d'adhérence entre les galets et le disq ou les disques de commande, ce qui entraînerait le résultat que les galets oscilleraient sur leurs points de contact av le disque ou les disques de commande et en endommageraient la surface.
Des considérations et un raisonnement analogues s'appliquent au cas où il n'y aurait un amortisseur de va- riations du couple que du côté le plus éloigné du moteur, c dans lequel le disque commandé tournerait, lors d'un rappor de transmission élevé, à une vitesse telle qu'il agirait co volant et mettrait obstacle à la transmission de vibrations ou de variations de couple à partir du côté de la commande jusqu'à l'amortisseur précité, d'où résulteraient des domma
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à la surface du disque commandé précité.
Les considérations qui précèdent ont donnélieu à une dernière caractéristique de l'invention, à savoir un dispositif amortisseur des variations du couple à chaque ex- trémité du mécanisme de transmission de force motrice. Ce dispositif est représenté d'une façon générale sur la figure 8, sur laquelle ledit mécanisme est représenté pourvu, à l'une de ses extrémités, d'un accouplement élastique 35, travaillant à la torsion et d'un dispositif analogue 36 à son autre ex- trémité.
Toutefois au lieu d'utiliser un accouplement distinct du côté de la commande, on peut appliquer la caractéristique de l'élasticité à la torsion à l'extrémité 22 en forme de cuvette de l'arbre d'embrayage en incorporant, par exemple, dans sa construction deux anneaux extrêmes avec des rebords à encoches opposés et des lames élastiques qui s'étendent dans le sens axial entre lesdits rebords.
Toutefois la propriété de l'anneau 24 (qui transmet le couple) d'osciller malgré la pression des rondelles élasti- ques 21, disposées comme le montrent les figures 4 à 7, pro- priété qui s'ajoute à celle de l'anneau 24 d'appliquer une pression sous l'effet du couple, fait en réalité, fonctionner cet ensemble constitué par l'anneau 24 et les rondelles élasti- ques comme un accouplement élastique travaillant à la torsion, par exemple entre l'arbre de l'embrayage et le disque anté- rieur à tore.
En l'absence de l'élasticité à la torsion et en l'absence de l'élasticité axiale engendrées des différentes manières décrites plus haut, on constate que, même les organes réglant l'égalisation des efforts tangentiels mentionnés au quatrième paragraphe de ce mémoire sont incapables de supprimer toutes les perturbations ou d'y obvier et que ces moyens en- gendrent eux-mêmes des variations indésirables, tandis que
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l'élasticité décrite plus haut résoud complètement le pro- blème.
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The present invention relates to the mechanism: variable speed for the transmission of the driving force it relates more particularly to mechanisms, @ known type, by which the driving force is transmitted by driving and controlled disks having the same axis and having raceways or torus-shaped grooves on their opposite sides, raceways which are intended to come into contact, by friction, with interposed rollers, causing them to oscillate, but not belonging to the planet type "Improvements to variable speed mechanisms for transmission of motive power "
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For convenience of description, but without implying a limitation of the invention, an embodiment of a non-planetary mechanism will be described in what follows,
of the type with discs provided with torus-shaped grooves and rollers, namely an embodiment comprising external discs, of the same axis, having a raceway or toric groove on their facing faces and a mounted disc , so as to be able to oscillate, between the aforementioned disks and having a raceway or toric groove on each of its faces so as to form two pairs of grooves or raceways with the grooves or raceways formed on the neighboring discs, the intermediate disc or controlled disc receiving the driving force from the external or motor discs by two interposed rollers, of the non-planetary type.
An axial pressure or compression is applied to this assembly by a pressure device of the rail and ball type acting under the inaction of a torque.
Practical experiments with certain mechanisms of the type mentioned above have shown that it. On certain occasions, undesirable vibrations or tremors and, possibly, exaggerated stress or tension occur, the exact cause of which is difficult to determine. It seems that these undesirable effects can be divided into two categories: those due to irregularities in execution and those which are due to the functioning itself.
In such mechanisms, it is important that the tangential forces supported by the corresponding rollers of a set of rollers are equal and that the tangential forces supported by the corresponding sets of rollers are also equal; we know ways to make them equal. However,
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it is equally important to equalize the diameter forces applied to the rollers to ensure the same contact and the ability to withstand the tangential forces when the rollers contact the discs.
As regards the undesirable effects of execution regularities, it seems that they are due, in part, to the fact that, although one could have one of each of the sets of rollers at equal angles around mins of bearings or toric grooves and that their gential thrusts can be equalized, one of the rollers may have a diameter slightly larger than the others and thus transfer, in a diametral direction of the roller, from one disc to the other, a force out of proportion and cause a -of the shaft on which the discs are mounted. The force causes the deflection to reach its maximum when the g's are in the position with the lowest gear ratio for the driven shaft. These unwanted effects may also be due to misalignment of the shaft disks and the roller sets.
Yet another cause of disturbance can be sought in differences in the profile of the ball raceways in the ramp and ball device for exerting pressure.
One of the objects of the present invention is the re tion of the automatic alignment or the positioning of the various parts which apply and axially support the necessary to maintain a uniform contact between the rollers on the tops of the discs.
One of the characteristics of the present invention consists in the compensation of small differences in diameters of the rollers. By mounting each of the discs.
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bearing on a partly spherical or convex bearing, or on an equivalent universal bearing, moving between certain limits, instead of mounting on a well-fitting cylindrical bearing; thanks to this characteristic the disc can oscillate and deviate slightly from a strictly transverse plane and, moreover, slide along the shaft.
The mounting of the posterior external disc in the way which has just been described must, thanks to the free or oscillating assembly of the intermediate disc, allow an automatic adjustment sufficient to compensate for slight differences in the diameters of the gauges: ts of the rear roller set. and prevent a bending or deflection force of the shaft due to this difference; but the applicant prefers to apply such an arrangement (at the anterior end of the disc and roller assembly) to the anterior outer disc.
The latter, in the particular embodiment mentioned above of a disc mechanism having torus-shaped grooves is mounted with gentle friction on the intermediate shaft of the assembly and is controlled from the shaft of the clutch of the engine, entirely by means of a toothed coupling collar or of a cup-shaped extension of said shaft and by means of a device exerting a pressure, under the action of a couple, on the aforementioned disc;
in the application of this construction to the present invention, this assembly is preferably made elastic, as will be said later, and an internal collar is extended, arranged between the aforementioned collar and the support shaft, so that said inner collar extends under the anterior outer disc and constitutes for the latter a support having the aforementioned properties of a universal bearing.
Regarding the side effects that occur
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produced during actual operation; the deur made various modifications, to the known construction, to compensate for or to eliminate these effects. It has hitherto been in use in mechanisms of the di type provided with torus-shaped grooves and rollers, to use means, such as Belleville washers or other types: similar elastics, to apply a certain pr, initial in the radial direction between the discs and the ga: and to use a device of the type with ramps and three 1 to apply to the extreme anterior disc, during operation, a pressure which manifests itself under the effect of ple, as has been said.
The applicant has found that it is very advantageous to place washers of the aforementioned type @ the ordinary nut which exerts pressure at the rear end of the intermediate shaft and the thrust bearing at t in front of the pressure rail device. and balls. It is also advantageous to use washers strong enough so that they can be elastic during all phases of operation. The ring of the pressure device, which acts under the influence of the torque, can be used advantageously not only as a front element of the pressure device with ramps and balls, but also as an element driven from the clutch shaft. of the motor and as a control element for the front disc.
In addition, this am and the corresponding ring of said thrust ball bearing: preferably established so as to serve as a bearing path resistant to axial and radial thrusts.
It seems that the improvements which have just been described give better results for the following reason: in the known constructions with tick rings placed behind the posterior disc, all shocks mo
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abrupt movements were transmitted to the transmission, to the torque transmission ring and, from there, to the thrust bearing and to the vacuum nut on the intermediate shaft, the aforementioned shocks then being transmitted to the along the intermediate shaft towards the rear thereof and to the spring washers placed at this end.
This constituted a long path for the transmission and resulted in an actual axial displacement of said shaft, which involved the damping of the inertia of this shaft and of the friction by the bearing surfaces of the discs carried by the intermediate shaft, this friction which can be very important, especially in the event of a misalignment of the discs and the shaft, as has been said above, while, in accordance with the improvement which is the subject of the present invention, the shock absorption sudden motors is made directly in the spring washers which, in this case, are located at the front end where they act as dampers of the control with respect to the transmission by toroidal discs.
Furthermore, as the torque transmission ring, because it can oscillate with respect to the spring washers, can be made automatically adjustable to compensate for mechanical irregularities in shape or mounting of the discs (and rollers) and of the surfaces of its rams, without losing the power to exert uniform pressure on the anterior disc, thanks to the three points of application of the pressure by means of three balls. In addition, the front disc also has a bearing of the universal type with respect to the intermediate shaft, this disc being able, at the same time as the torque transmission ring and the interposed balls, to oscillate as an alignment assembly. automatic.
As will be seen later, another characteristic
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Tick of the invention consists in the fact that the whole of the transmission mechanism is protected against the fets of oscillations or vibrations, in the direction of a sion, coming from the side of the control and from the side of the upward control. a torsion damping device at each ext te of the mechanism. The type of device chosen can serve as a device acting by axial pressure under the torque action, it can perform the functions or else be separate.
It will be noted that the undesirable effects resulting from the various causes explained above are finely manifested in the equalizer mechanism of the tangential roller forces and can be felt, or; observed in the form of vibrations or sloshing of this mechanism.
The aforementioned characteristics of the present invention will be described in more detail in what follows with reference to the accompanying drawings in which, FIG. 1 is a vertical section of a universal bearing disc of the rear end of the driving force transmission mechanism to variable speed object of vention; Figure 2 is a vertical section similar to Figure 1, but slightly different; FIG. 3 is a vertical section of a very anterior disc and of parts associated with this disc; Figure 4 is a longitudinal section of a complete transmission mechanism with a reversing mechanism;
Figures 5,6 and 7 are vertical sections showing three other organizations with a device exerting pressure under the effect of the torque and with circles
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elastics which will be described later; Figure 8 is a smaller scale side elevation of a transmission mechanism such as that shown in Figure 4, the mechanism being provided with coupling elements or shock absorbers mounted at its ends.
The general organization of a disc type variable speed driving force transmission mechanism with torus-shaped grooves and rollers is shown in Figure 4. The driving force of the motor is transmitted to the disc. torus from the anterior end as will be said later and from there, via the intermediate shaft 3, to the torus disc 9 of the posterior end, the force being transmitted from the two torus discs 1 and 9, by means of two sets of non-planetary rollers 10 and 11 to the intermediate torus disc 12, with two faces, mounted so as to be able to turn. From the disc 12 the force is received by the cage or cylindrical casing 13 to be transmitted from there to the reversing gearbox 14 and finally to the driven shaft 15.
If we refer more particularly to Figures 1 and 2, it can be seen that the rear disc 9 of the variable speed driving force transmission mechanism of the torus disc type and rollers is supported on a flange or sleeve 16 partially spherical mounted on the intermediate shaft or main shaft 5 of the mechanism, so that it can oscillate slightly and moreover be free to slide along said sleeve.
According to Figure 1, a flanged sleeve 16, fixed by means of a key on the shaft 3, has teeth 17 which engage with teeth 18 formed on the rear face of the disc 9 so that the control the shaft of 3 is transmitted to the disc 9 but in such a way that the latter can nevertheless oscillate and slide on its bearing, partially
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spherical, to adapt itself to the aforementioned ex tion irregularities. This figure shows between the sleeve and the disc 9, a group of Belleville washers 21 which apply pressure axially on the posterior surface of the posterior disc and therefore also between the discs their rollers.
However, by reference, this pressure is also applied to the anterior face of the anterior disc, as will be described later.
The construction shown in Figure 2 is consistent with that of Figure 1 but the disc 9 rests on a face, partially spherical, of the shaft itself and the command from said shaft, takes place by means of a febord or shoulder ( integral with it) by means of a separate coupling member 20, to the teeth 18 formed on the rear face of the disc 9.
Figure 3 shows a universal bearing ¯. Or part spherical for the front disc 1. The energy of the motor is transmitted entirely from the CUVE-shaped end 22 of the motor clutch shaft, by means of teeth 23, to the roller with ramps 24 intended to exert a pressure, the energy then transmitted, by the balls 25, to the front disc 1. Half of the energy received by the disc 1 passes through the rollers to the disc 12 and the other half is transmitted, from this disc, by the teeth 26 to a coupling sleeve 27 @ by the teeth 28 to a long sleeve 29 mounted, by groove and vette, on the intermediate shaft 3. The rear end sleeve 29 penetrates into the disc 1 and has a surface, spherical part 29x intended to produce for this disc the aforementioned universal mounting 1.
It is understood that due to the fact that the chon 29 is mounted by groove and key on the internal shaft 3, the energy is transmitted to the rear disc 9 by said shaft and which is transmitted by the rollers to the disc.
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As in the case of the universal mounting of the posterior disc, it is understood that the analogous assembly of the anterior disc eliminates or tends to eliminate the undesirable effects of irregularities in manufacture, assembly or alignment, especially when the disc intermediate is mounted so as to be able to oscillate and so that the necessary adjustment can be distributed entirely from the anterior disc to the posterior disc and vice versa.
Figure 3 shows, from a construction point of view, another characteristic which is that the nut 30 screwed onto the anterior end of the shaft 3 and which is set so as to apply the initial pressure necessary in the direction of the axis on all the discs and rollers has a partly spherical outer surface, constituting a self-adjusting bearing for the inner element 31 of the thrust ball bearing 32 and allowing , to a certain extent, an automatic alignment for the very ring that transmits the torque. In this figure 3 it has been assumed that the spring washers which apply the initial pressure are behind the posterior disc, as in figures 1 and 2, although it is preferable to place them in front of the anterior disc.
The arrangement of the Belleville washers 21 in front of the front disc is shown in Figures 4 to 7. It can be seen, in Figure 4, that these washers are disposed between the thrust ball bearing 32 and the nut 30 intended to adjust the speed. pressure. A single 21x elastic washer is shown behind the rear torus disc 9, but this washer is not essential and is only used for a preliminary adjustment of the pressure in the axial direction, during assembly, this washer being just flattened completely by setting
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initial and thus serving as a zero point from which pe 'to be measured the axial pressure by means of the powerful pl washers 21, for the working conditions.
The transmission of energy from the clutch shaft, by means of its cup-shaped end 22 to the intermediate shaft 3 of the mechanism is, in its entirety, the same as that shown on f 4, 5, 6 and 7, but the following remarks should be made
In Figure 4, the ring 24 of the device which presses in the axial direction under the influence of the coupling body with the outer element of the thrust ball bearing and, through it, the energy received entirely by the disc an toroidal ring 1 is transmitted to the intermediate shaft 3 by means of teeth 26 and a sleeve 33 with keyway and key
It is understood that the ring 24 which transmits the torque serves as an energy-receiving element from the clutch shaft, as well as
the outer element of the thrust ball bearing and that it also serves as part of the device intended to exert pressure under the torque action. As said ring 24 can be aligned automatically as the thrust ball bearing rests on the spring washers which are between it and the nut serving to put the pressure and as these washers are, preferably sufficiently powerful to be really elastic p all the phases of operation, the undesirab effects which could appear as a result of a conque difference between the diameters of the rollers, of a difference in the assembly of the discs and rollers,
a slight lack of coincidence between the raceway formed by the one of any of the discs and the real plane of rotation of an inaccuracy of the ramps on which the
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of the device exerting the pressure, can be removed thanks to the possibility of adjustment that-allows the construction described.
In the construction shown in Figure 4, the anterior torus disc 1 can, if desired, be mounted on a partly spherical surface of the shaft 3, as in Figures 2 and 3, but the provision of a oil pipe as shown in figure 4 allows an ordinary cylindrical bearing having a little play to give very satisfactory results because its play and the film of oil it contains produce to a sufficient extent for the purpose for- followed, an effect analogous to that of a universal bearing.
The front end of the shaft 3, as shown, is freely supported in the cup-shaped end 22 of the engine clutch shaft with the intervention of the engine. bearing ring 34.
Figures 5, 6 and 7 show certain modifications to the construction shown in Figure 4. In Figure 5, the torque transmission ring 24 is of normal construction and the thrust ball bearing 32 is sup. - Carried by the end 22, cup-shaped, of the engine clutch shaft, end in which said bearing is free to oscillate and slide. The spring washers 21 are arranged between the thrust bearing 32 and the nut 30 intended to transmit the pressure.
In Fig. 6 the ring 24 for exerting pressure under the effect of the torque is formed so that it also serves as an inner part of the thrust ball bearing 32.
In the constructions shown in Figures 3, 4, 5 and 6, the bearing is made in such a way that it can act in the axial direction and in the radial direction. This is especially desirable in the case of Figures 3 and 5 because of the fact that,
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in these two embodiments, the anterior end of the intermediate shaft is not supported inside @ the cup-shaped end 22 of the clutch shaft In FIG. 7, the ball bearing 32 is an ordinary bearing of 1, one element or wall of which is formed by the anneai and the other of which bears directly on the washers éla: ques21.
In the embodiment shown in fi 6 and 7, the front end of the intermediate shaft is mounted in the same way as in Figure 4.
As has already been said, the arrangement of the spring washers in front of the anterior toroidal disc has several important advantages. These advantages are stated in the following: a) thanks to the fact that the elastic washers are given sufficient force, they not only serve as the initial means to apply pressure to the elements of the toroid mechanism, but they also act as shock absorbers during substantially all phases of the transmission and, because they are available as has been said, they serve to equalize the load applied to the two core discs by eliminating play in the application of the command, for example between two end disks;
b) the compression of the washers takes place, for example between the nut 30 which applies the pressure and the device acting under the effect of the torque and, consequently, no appreciable axial displacement of bre 3 occurs. (and therefore no friction between the shaft 3 and the discs) as would be the case if the washers were created behind the posterior disc, any pressure applied.
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moreover acting practically at the same time on the two end discs;
c) the variations, at the rate of vibrations, of the applied torque are damped by variations in the compression of the washers and these variations allow the points of attack of the balls on the rolling surfaces of the device which applies the pressure under the action of the torque to move which eliminates excessive wear or fatigue of determined points of these surfaces;
d) the torque transmission ring 24 can oscillate as a result of the elasticity of the spring washers and compensate, by automatic alignment, irregularities in the ramps and inaccuracies in form, mounting or alignment. the rollers of the discs and of the intermediate shaft as has already been said, especially if the front disc is also mounted with a small freedom of movement, so that it can, at the same time as the ring 24 supra, act as a self-aligning assembly.
However, it should be observed that on the control side of the transmission mechanism, vibrations and variations in torque are liable to occur, during operation, from the control by the engine or by the clutch, that the cyclical vibrations and the secondary vibrations are only partially canceled by the kinetic energy of the flywheel and that those which occur on the other side of the mechanism are generated in large part by the very variable conditions to which are subjected the wheels of a vehicle, these vibrations being able to have a great amplitude between the speed limits.
It is also important to note that when the transmission mechanism operates with a relatively low transmission ratio, the torus disc or the toroid discs on the motor side
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have a relatively high speed and have, for this reason, such a high kinetic energy that they act as a flywheel and as an obstacle to the passage of the vibrations and the variations of the torque introduced by the side of the mechanism where they are located, by example, the wheels and their passed through the controlled disc and the rollers interposed towards the positive device which applies pressure under the effect of torque, c positive which is located on the motor side,
even if this device and its members which apply the initial pressure are organized to act as a damper of oscillations or ch It follows that the vibrations or variations of the blow] which, in fact, occur on the side of the mechanism where The wheels trot for example and which, in reality can be very large as has already been said and which go back by the disc commanded towards the interposed rollers r. cannot pass beyond these through the control disc or the control discs to an oscillation or shock absorber on the engine side, but can cause the lack of adhesion between the rollers and control disc or discs, which would cause the rollers to oscillate on their contact points with the control disc or discs and damage their surface.
Similar considerations and reasoning apply in the case where there is a damper for variations in torque only on the side furthest from the engine, where the controlled disc is rotating, at a high transmission ratio. , at a speed such that it would act as the steering wheel and would obstruct the transmission of vibrations or torque variations from the control side to the aforementioned shock absorber, from which damage would result.
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on the surface of the aforementioned controlled disc.
The foregoing considerations have given rise to a final characteristic of the invention, namely a device for damping variations in torque at each end of the driving force transmission mechanism. This device is shown generally in Figure 8, in which said mechanism is shown provided, at one of its ends, with an elastic coupling 35, working in torsion and with a device 36 similar to its other end.
However, instead of using a separate coupling on the drive side, the characteristic of torsional elasticity can be applied to the cup-shaped end 22 of the clutch shaft by incorporating, for example, in its construction two end rings with opposing notched edges and elastic blades which extend axially between said edges.
However, the property of the ring 24 (which transmits the torque) of oscillating despite the pressure of the elastic washers 21, arranged as shown in Figures 4 to 7, a property which is added to that of the ring 24 to apply a pressure under the effect of the torque, actually makes this assembly constituted by the ring 24 and the spring washers work like an elastic coupling working in torsion, for example between the shaft of the clutch and the front torus disc.
In the absence of torsional elasticity and in the absence of axial elasticity generated in the various ways described above, it is noted that, even the members regulating the equalization of the tangential forces mentioned in the fourth paragraph of this memoir are incapable of suppressing or obviating all disturbances and that these means themselves generate undesirable variations, while
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the elasticity described above completely solves the problem.