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Perfectionnements aux transmissions à vitesse variable.
Cette invention se rapporte à des transmissions à vitesse variable et particulièrement à celles du genre comprenant des 'galets satellites coniques en prise à friction avec une bague de commande qui supporte le couple et dont la position peut être réglée dans le sens de la longueur des galets, afin de régler le rapport de vitesse de la transmission.
Des transmissions de ce genre comprennent d'ordinaire une seconde bague supportant le couple, cette seconde bague pouvant tourner indépendamment de la bague de commande et étant d'habitude en prise avec les galets par l'intermédiaire d'engrenages satellites qui sont de fabrication coûteuse et ont tendance à être bruyants dans certaines conditions.
L'invention a pour buts: d'éviter, dans des transmissions de ce genre, l'emploi d'engrenages sans diminuer la capacité de transmission en charge.
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Ceci est réalisé par l'emploi d'un système de satellites à fric- tion, combiné avec d'autres parties de la transmission, de façon à fournir et à maintenir des pressions de contact adonnâtes -entre les éléments à friction; de fournir une transmission à vitesse variable de ce genre., dans laquelle les réactions de pression entre les galets et la bague de commande sont utilisées pour maintenir des pres- sions de contact adéquates entre les éléments satellites à fric- tion et vice-versa.
Ceci est réalisé en aménageant les parties de façon que les deux bagues supportant le couple assurent un support en trois points à chaque galet; de fournir à chaque galet satellite, dans une transmis- sion de ce genre,un point d'appui coopérant avec les deux ba- gues supportant le couple pour assurer un support en trois points à chaque galet; d'éviter l'emploi de paliers jugés jusqu'à présent nécessaires pour supporter adéquatement les galets satellites dans des transmissions de ce genre.
Par suite des fortes char- ges auxquelles ils sont ordinairement soumis et des forces cen- trifuges et gyroscopiques assez considérables qui agissent sur eux en marche normale, ces paliers causaient beaucoup de diffi- oultés; de fournir un moyen perfectionné de supporter les ga- lets satellites contre tout déplacement longitudinal en rédui- sant au minimum le frottement et l'usure.
L'invention consiste en une transmission à vitesse va- riable, comportant un galet qui peut tourner à la manière d'un satellite autour d'un axe central et dont la position par rapport à cet axe est assurée par trois organes réagissant, en des points espacés longitudinalement sur le galet, un de ces organes comprenant un appui pour le galet, l'autre comprenant des bagues supportant le couple dont l'une peut tourner par @
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rapport à l'autre,toutes deux étant en prise à roulement avec ce galet, cette transmission étant caractérisée en ce qu'il y est prévu un moyen de régler l'un des dits organes pour produi- re un contact par pression entre le galet et les bagues suppor- tant le couple.
Dans les dessins annexés:
Fig.l est une coupe axiale d'une transmission à vitesse variable construite conformément à sa présente invention.
Fig. 2 est une coupe transversale, en substance suivant la ligne 2-2 de la fig.l.
Fig.3 est une coupe horizontale fragmentaire en substan- ce dans le plan de l'arbre de transmission, certaines parties étant montrées en élévation.
Figs.4 et 5 sont respectivement des coupes longitudinale et transversale semblables à celles des figures 1 et 2., repré- sentant une forme modifiée d'une transmission suivant l'invention.
Fig.6 est une coupe longitudinale d'une autre forme mo- difiée d'une transmission suivant l'invention.
Fig. 7 est un diagramme explicatif représentant la rela- tion entre certaines parties montrées sur la fig.6.
La transmission à vitesse variable représentée sur les figures 1, 2 et 3 est enfermée dans un carter sensiblement cy- lindrique 10, fait d'une pièce avec une paroi arrière 11 qui supporte un moyeu central 12, tandis qu'à l'avant le carter est fermé par une culasse 13 pourvue d'un moyeu central 14.
Le moyeu 14 fournit un support rigide à l'arbre en- traîné 15 qui est tourillonné dans des paliers appropriés 16 dans ce moyeu. A son extrémité intérieure, l'arbre 15 présente un creux qui sert de siège à un palier à rouleaux 17 dans le- quel est tourillonnée une fusée 18 qui fait saillie sur un rotor 19 et en supporte une extrémité. Ce rotor 19 sera décrit dans la suite. L'autre extrémité du rotor est supportée par un disque 20 @ ¯-
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fixé au rotor et dont l'arbre de support 21 est tourillonné dans un palier 22 fixé dans une lanterne 23. La lanterne 23 est munie d'un prolongement en forme de manchon 24 qui entoure l'arbre 21 et s'ajuste à coulissement dans le moyeu 12. L'arbre 21 est l'arbre entraîneur.
Les rouleaux du palier 17 peuvent se déplacer axialement dans leur cuvette extérieure 25 et le rotor 19, l'arbre entraîneur 21 et la lanterne 23 peuvent se déplacer en bloc, axialement avec ces rouleaux, et cela dans un but qui apparaîtra plus loin.
Le rotor 19 est équipé de plusieurs galets satellites inclinés 26, de préférence au nombre de trois, quoiqu'on puisse en employer deux ou plus. Chaque galet comprend une partie cylindrique intermédiaire 27,tourillonnée dans un palier sphérique 28 fixé dans le rotor 19, une partie conique 29 placée d'un côté du palier et un prolongement 30 placé de l'autre côté du palier et sur lequel est fixé un rouleau de friction 31. Chaque galet peut basculer dans son palier 28, mais l'axe du galet est maintenu dans un plan radial du rotor 19 par un palier 32 porté par l'extrémité libre de la partie conique 29 et engagé dans une encoche radiale 33 formée dans le disque 20.
Le rouleau de friction 31 de chaque galet est en prise avec la face conique 34 d'une bague 35 que porte un disque 36 monté sur l'arbre entraîné 15, et le rouleau 31 est de préférence légèrement bombé afin de diminuer la surface de contact avec la face 34. L'inclinaison de la face 34 est telle que lorsque le rotor 19 et les gilets sont sollicités vers le disque 36, la face 34 réagit sur les rouleaux de friction 31 pour solliciter ceux-ci vers l'intérieur et coopère avec les paliers sphériques 28 comme point d'appui, pour solliciter les parties coniques 29 des galets vers l'extérieur contre une bague de commande 37 qui les encercle.
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Les différents galets 26 supportent et centrent la bague de commande 37. Des moyens qui réagissent de façon à pousser le rotor 19 axialement vers le disque 36 empêchent la bague 37 de tourner. Dans le dispositif représenté, les moyens en question,comprennent une enveloppe cylindrique 38 qui entoure la bague 37 avec un espacement et présente deux rainures guides longitudinales 39 pratiquées de façon à recevoir des goujons diamétraux 40 faisant radialement saillie sur la bague 37.
A une de ses extrémités, l'enveloppe 38 est supportée, de façon à pouvoir osciller, par deux pivots 41 alignés verticalement et fixés dans un collier terminal 42 de l'enveloppe et qui sont en prise dans des crapaudines appropriées 43 formées dans une bague portante intérieure 44/L'enveloppe 38 peut donc osciller ho- rizontalement de façon à donner une liberté de mouvement horizontal à la bague de commande 37, et puisque les goujons 40 peuvent se déplacer verticalement dans leur rainure guide 39, donnant ainsi une liberté de mouvement vertical à la bague 37, la bague de commande peut se centrer sur le groupe des galets qu'elle entoure, et égaliser ainsi, les pressions de contact entre elle et les divers galets.
La bague portante 34 est également montée sur deux pivots diamétraux alignés 45, fixés sur la bague et qui sont en prise dans des crapaudines appropriées de la lanterne 23, de la même façon que les pivots 41. Un des pivots 45 est montré en traits pointillés sur la figure 1. Afin d'éviter toute interférence avec les crapaudines 43 dans la bague 44, les pivots 45 sont de préférence légèrement décalés par rapport aux pivots 41 dans le collier 42, de sorte que l'axe commun des pivots 45 n'est que légèrement incliné sur l'axe vertical des pivots 41.
La bague portante 44 est donc attachée de façon flexible à la lanterne 23 et à l'enveloppe 38 et de manière à empêcher toute rotation ou tout déplacement axial relatif entre les organes.
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La rotation de la bague portante 44, et par conséquent de l'enveloppe 38 et de la bague de commande 37 est freinée par un dispositif à came d'un type connu, qui réagit de manière à solliciter la bague 44, la lanterne 23 et le rotor 19 vers la gauche sur la figure 1. Dans le cas présent, le dispositif à came montré comprend deux billes 46 retenues dans une bague de retenue appropriée 47, chacune des billes étant confinée dans deux rainures opposées 48 pratiquées dans des faces opposées de la bague 44 et d'une bague stationnaire 49 ancrée à la paroi -terminale 11 du carter.
L'aménagement est tel que, lorsque la bague 44 est sollicitée de tourner dans l'un ou l'autre sens, sous l'effort de torsion transmis à partir de la bague de commande 37, par l'intermédiaire de l'enveloppe 38, les surfaces de came des rainures 48 réagissent d'une façon connue sur les billes pour écarter axialement la bague 44 et par conséquent la lanterne 23 et le rotor 19, de la paroi 11 du carter, et les pressions de contact des galets contre la bague entraînée 35 et la bague de commande 37 s'opposent à ce déplacement ou poussée axiale.
On comprend que le dispositif à came s'oppose ainsi à la rotation de la bague de commande S7 et réagit au couple qu'elle supporte,en augmentant les pressions de contact entre les différents rouleaux de friction 31 et la bague 35 et entre les parties coniques 29 des galets et la bague de commande 37.
Les billes 46 du dispositif à came sont de préférence placées dans un plan horizontal et de part et d'autre de l'arbre 2le et on notera, étant donné que la bague 44 peut osciller autour de l'axe commun des pivots sensiblement verticaux 45, que les poussées des billes 46 contre la bague 44 sont sensiblement égalisées.
On comprend que le rotor 19 est entraîné par l'arbre 21 et que les divers galets 26 tournent avec lui, leurs parties coniques 29 étant en contact à roulement avec la bague de com-
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mande 37 et les rouleaux de friction 31 en contact à roulement avec la bague entrainée 35. Par suite de leur contact à friction avec la bague de commande, les différents galets tournent évidemment autour de leurs axes individuels dans un sens opposé à celui de leur rotation avec le rotor 19 de sorte que la vitesse et le sens de rotation de la bague entraînée 35 dépendent évidemment de la résultante de ces deux mouvements.
La vitesse de rotation des différents galets autour de leurs axes individuels peut évidemment être variée, pour régler la vitesse et le sens de rotation de la bague entrainée 35, en déplaçant la bague de commande 37 le long des parties coniques des galets, puisque le rayon effectif de chacun des galets est ainsi changé.
Dans le présent exemple, la bague de commande 37 est déplacée le long des galets par un écrou 50 qui présente une rainure transversale dans laquelle pénètre l'extrémité saillante d'un des goujons 40, et qui est vissé sur une vis 51 tourillonnée et fixée longitudinalement dans le haut du carter 10 et pourvue d'une manivelle 52 permettant de la manoeuvrer.
La transmission montrée sur les figures 4 et 5 comprend un arbre entraîné 53 tourillonné dans des paliers appropriés, espacés axialement 54 dans une lanterne 55 qui est logée dans un moyeu 56 que porte une plaque terminale 57, fixée de façon amovible à l'avant d'un carter approprié 58. Pour des raisons qui apparaitront plus loin, la lanterne 55 peut être déplacée axialement dans le moyeu 56 et avec elle, en bloc, l'arbre 53. L'extrémité intérieure de l'arbre commandé 53 présente un creux qui sert à recevoir un palier auto-centreur 59 constituant un support pour l'extrémité avant d'un arbre de transmission 60, cet arbre étant en outre supporté par un palier 61 logé dans une lanterne 62 qui est fixée dans le moyeu 63 que porte la paroi arrière 64 du carter.
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Dans cet exemple, une bague 65 supportée par un palier anti-friction approprié 66 fixé sur l'arbre entraîneur 60, constitue un point d'appui pour plusieurs galets satellites 67 qui sont aménagés symétriquement autour de l'arbre entraîneur.
Trois de ces galets sont montrés, chacun d'eux présentant une gorge 68 pratiquée entre leurs deux extrémités et servant à recevoir la bague d'appui 65. Chaque rainure 68 est munie d'un épaulement terminal 69 qui entre normalement en contact avec une face terminale 70 de la bague 65 pour placer avec exactitude les différents galets par rapport à l'axe de l'arbre 60.
Chacun des galets représentés comporte, d'un coté de la gorge 68, -'une partie conique 71 en prise à frottement de roulement avec une bague entraînée 72, et, de l'autre côté de la gorge 68, une partie conique 73 en prise à frottement de roulement avec une bague de commande non tournante 74. Les faces intérieures des bagues 72 et 74 sont de préférence convexes afin de réduire la surface de contact avec chaque galet. La bague 72 e'st sollicitée contre la partie conique 71. par déplacement axial relatif de la bague, et la pression ainsi développée entre la bague 72 et la partie 71 réagit, par l'intermédiaire de la bague d'appui 65, pour développer une pression entre la section conique 73 et la. bague 74.
Dans cet exemple, la conicité de la partie 71 est dirigée de façon que la pression entre cette partie et la bague 72 est produite par déplacement axial vers l'intérieur de cette dernière, un moyen approprié de pousser la bague 72 dans cette direction étant prévu. Dans la machine représentée, ceci est effectué au moyen de plusieurs ressorts 75 logés dans des sièges 76, pratiqués dans l'extrémité extérieure de la lanterne 55, et qui réagissent sur un capuchon 77 vissé sur le moyeu 56. On comprend que l'arbre 53 et la bague 72 peuvent se déplacer axialement en bloc avec la lanterne 55.
L'aménagement est tel que le degré de compression des ressorts 75 peut être varié par rotation
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de l'organe 77 autour du moyeu 56, ce qui permet de régler le degré de poussée des ressorts 75 sur la lanterne 55 et, par là, la pression entre la bague 72 et les parties % des galets et entre les parties 73 des galets et la bague 74.
Dans la transmission représentée, les différents galets sont inclinés de la même façon pur l'axe commun des arbres 33 et 60 et le degré et la direction de conicité de leur partie
73 est tel que les côtés extérieurs de ces parties sont sensible- ment parallèles à l'axe des arbres. Des guides appropriés re- tiennent l'axe incliné de chaque galet dans un plan radial aux arbres, et à cet effet chaque galet est muni, à une extrémité, d'un palier anti-friction 78 guidé étroitement dans une encoche radiale 79 pratiquée dans un disque 80 qui est fixé à l'arbre 60, et à l'autre extrémité chaque galet est équipé, d'une manière semblable, d'un palier 81 étroitement guidé dans une encoche radiale 82 pratiquée dans un disque 83 fixé .à l'arbre 60. Les disques 80 et 83 obligent les galets à tourner avec l'arbre en- traineur 60.
La bague 74 est fixée de façon à ne pas tourner, et par suite du contact à frottement entre cette bague et les parties
73 des galets, ceux-ci tournent autour de leurs axes individuels lorsqu'ils tournent avec l'arbre entraineur et, par suite du contact à frottement entre les parties 71 des galets et la bague entraînée 72, cette dernière obéit à l'action de satellite ainsi engendrée dans les galets. Le sens et la vitesse de rotation ' ainsi,imprimés à la bague entraînée 72 sont réglés et commandés par réglage, suivant le sens de la longueur des parties coniques
73 des galets, de la bague de commande 74, la vitesse de rotation des galets autour de leurs axes individuels étant dépendante de la longueur du rayon des galets au point de contact de,ces ga- lets avec la bague de commande.
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La bague de commande 74 peut être montée et commandée de diverses manières. Elle est empêchée de tourner et de se dé- placer rsdialement. Dans le dispositif représenté, la bague de commande s'adapte sans jeu mais de façon à pouvoir se déplacer librement suivant l'axe dans une structure cylindrique 84 portée par l'extrémité intérieure de la lanterne 62 et calée en 85 sur la paroi terminale 64 du carter, pour empêcher la lanterne et la structure 84 de tourner. Un goujon 86 ancré dans la bague 74 et s'avançant radialement à travers une fente 87 pratiquée suivant le sens de la longueur dans la structure 84, empêche cette bague de tourner. Le réglage axial de la bague 74 est effectué et commandé par un écrou 88 non rotatif oui est vissp sur une vis 89 et qui présente une rainure transversale 90 dans laquel- le pénètre le goujon 86.
La vis 89 est fixée axialement et tourillonnée en 91 dans la paroi arrière 64 du carter et elle est équipée d'une manivelle 92 ou d'un autre moyen de réglage approprié.
Dans des transmissions de ce genre, il n'est pas possible d'usiner les pièces avec suffisamment de précision pour assurer une concentricité absolue entre le groupe des galets et les bagues 72 et 74 avec lesquelles ils entrent en prise, et ceci est une cause courante d'ennuis fonctionnels. C'est pour- quoi on prévoit des possibilités de compenser de telles erreurs.
Dans la machine représentée, ceci est réalisé en prévoyant une garniture élastique 93 dans la cuvette extérieure du palier 61.
La garniture 93 comprend une couche annulaire de caoutchouc ou autre matière élastique semblable placée entre les bagues intérieure et extérieure de la cuvette extérieure du palier.
Grâce à cette garniture, l'arbre entraîneur 60 et la bague d'appui 65 montée sur lui peuvent céder radialement afin de permettre au groupe des gplets de se centrer automatiquement sur les bagues 72 et 74. Cette petite liberté radiale de la bague d'appui est suffisante pour assurer des pressions adéquates
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entre cette bague et tous les galets et entre ces galets et les bagues 72 et 74, aussi longtemps que les ressorts 75 maintiennent une poussée adéquate vers l'intérieur sur la bague 72.
La transmission à vitesse variable, montrée sur la fig.6, comprend un arbre entrainé 94 tourillonné dans une lanterne 95 et ajusté dans jeu pour pouvoir se déplacer axialement dans un moyeu 96 porté par une plaque terminale amovible 97 d'un carter approprié 98. Plusieurs ressorts 99, posés entre l'extrémité extérieure de la lanterne 95 et un capuchon fileté 100 vissé sur le moyeu 96, poussent la lanterne 95 et l'arbre entraîné 94 vers l'intérieur du carter.
Un arbre entraîneur 101 qui peut se déplacer axialement est.aligné sur l'arbre entraîné 94, l'extrémité extérieure de l'arbre entraîneur étant supportée sur un palier 102 pouvant céder radialement et l'extrémité intérieure étant supportée dans un palier 103, logé dans une lanterne 104 à l'extrémité inté- rieure de l'arbre entraîné 94 et qui permet à l'arbre entraîné de se déplacer librement suivant son axe par rapport à l'arbre entraîneur.
Une structure cylindrique stationnaire 105, qui entoure l'arbre de transmission 101 coaxialement à celui-ci, est fixée sur la paroi arrière 106 du carter. Cette structure présente des fentes longitudinales 107 destinées à recevoir deux goujons diamétraux 108 et 109 qui font saillie radialement sur une bague de commande 110 afin d'empêcher la bague de tourner. La bague 110 peut se déplacer suivant la longueur des fentes 107 et elle est déplacée et commandée par un moyen approprié, comme par exemple un écrou 111 qui ne tourne pas et présente une rainure transversale pour recevoir le goujon 108 et qui est actionné et commandé par une vis 112 sur laquelle il est vissé. La vis 112 est tourillonnée dans la paroi arrière 106 du carter et elle est pourvue d'une manivelle appropriée 113 qui permet de la faire tourner.
La construction et laménagement des parties mentionnées jusqu'à présent sont en substance les mêmes que pour lendis-
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positif des figures 4 et 5.
La bague de commande 110 entoure et est en prise avec les parties coniques 114 de plusieurs galets satellites, de préférence au nombre de trois,aménagés pour tourner dans un sens autour de l'arbre entraîneur 101 et dans l'autre sens autour de leurs axes individuels, de sorte que leurs parties 114 soient en prise à roulement avec la bague 110.Chaque galet satellite est pourvu d'une seconde partie conique 115 qui est en prise à roulement avec une bague commandée encerclante 116 formée à l'inté- rieur du tambour 117 que porte l'arbre entrainé 94. Les faces de contact 118 et 119 de la bague de commande 110 et la bague entraînée 116 sont de préférence quelque peu bombées afin de réduire leur surface de contact avec les galets.
Les deux sections 114 et 115 de chaque galet sont connectées par une partie 120, en substance cylindrique,de diamètre réduit, qui est en prise à roulement et de façon à pouvoir basculer, avec la face bombée d'une bague 121 qui joue le rôle de point d'appui pour ces parties 120. La bague 121 est supportée par l'arbre entraîneur 101 par l'intermédiaire d'un palier 122 afin que la bague 121 puisse tourner librement par rapport à l'arbre entraîneur.
Dans cet exemple, les deux parties 114 et 115 de chaque galet sont en substance coniques, le degré et le sens de conicité de chaque galet étant les mêmes, et chaque galet est incliné d'un angle égal à l'angle de conicité et dans une direction telle que les extrémités extérieures des deux parties 114 et 115 sont sensiblement parallèles à l'axe de l'arbre entraineur 101.
Comme dans le dispositif des figures 4 et 5, les galets satellites sont actionnés par l'arbre entraîneur 101 par l'in- termédiaire de deux croisillons 123 et 124 fixés sur l'arbre entraîneur, chaque galet étant muni, à ses extrémités opposées, de paliers 125 et 126 engagés respectivement dans des encoches guides radiales 127 et 128 pratiquées dans les croisillons, et
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ces encoches 127, 128, ainsi que les paliers coopérants 125, 126 servent à retenir l'axe de chaque galet dans le plan radial de l'arbre entraîneur.
La bague d'appui 121, la bague de commande 110, et la bague entraînée 116 coopèrent avec les galets pour maintenir ceux-ci dans les positions inclinées décrites ci-avant, de sorte que l'axe de rotation a de chacun des galets coupe l'axe de rotation b de l'arbre entraîneur 101 en un point fixe c, comme c'est montré sur la figure 7.
L'aménagement est tel que les galets tournent à vide à l'intérieur de la bague de commande 110 et de la bague entraînée 116 sans faire tourner cette dernière, lorsque la bague de commande 110 est en prise au point d avec chacune des parties 114 des galets. Ceci provient de ce que le point d est le point où la droite e qui part du point fixe c et passe par le point de contact f des parties 115 des galets avec la bague 114, coupe la surface de la partie 114 des galets (voir fig.7), de sorte que la bague 114 ne peut pas tourner par rapport à la bague 110 qui ne tourne pas.
Mais lorsque la bague de commande 110 est déplacée le long de la partie 114 des galets en s'écartant du point d, le mouvement satellite des galets en est affecté de telle façon qu'ils font tourner la bague entraînée 116 à une vitesse qui dépend de la grandeur du déplacement de la bague de commande.
Dans la transmission montrée sur la figure 6, on réalise les pressions de contact requises respectivement, entre les sections 114,115 des galets et les bagues 116 et 110, en sollicitant les différents galets, dans le sens de leur longueur, le long de leur axe incliné vers le haut, et la bague d'appui 121 réagit sur les parties inclinées 120 des galets, de façon à solliciter ceux-ci vers l'extérieur contre les bagues 114 et 115.
On utilise, à cette fin, la poussée des ressorts 99 que transmet l'arbre entraîné 94 qui peut se déplacer axialement, le tambour
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117 étant prolongé afin de présenter une bague terminale 129 qui porte contre les faces terminales 130 des parties 114 des galets.
La face de contact 131 de la bague terminale 129 est de préfé- rence bombée et les faces terminales 130 des sections 114 des galets déclinent vers l'extérieur vers les parties 120, ceci afin de réduire au minimum les surfaces de cent?et entre ces faces. Le point de contact entre la bague terminale 129 et chaque face terminale 130 est le point g de la droite e sur la figure 7.
Etant donné, qu'au point de contact g il n'y a pas de mouvement relatif appréciable entre les parties 114 des galets et la bague terminale 129, les contacts en ces points servent à transmettre sans frottement ou usure appréciable la poussée des ressorts 99 aux différents galets.