<Desc/Clms Page number 1>
Changement de vitesse planétaire à friction.
La présente invention a pour objet un changement de vitesse planétaire à friction, caractérisé en ce que les sa- tellites sont constitués par des billes dépourvues d'axe maté- rialisé, en ce que chacune des billes présente un point de con- tact avec chacun des quatre chemins de roulement, dont l'un au moins est moteur, l'un au moins récepteur, l'un au moins angu- lairement fixe, deux de ces quatre chemins de roulement étant angulairement solidaires, et en ce qu'il comporte au moins un dispositif de serrage des chemins de roulement contre les billes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
Les figs.l à 5 sont des schémas servant à illustrer les principes sur lesquels repose le fonctionnement de l'appareil.
La fig. 6 est une vue en coupe axiale d'une première forme d'exécution de l'appareil.
@
<Desc/Clms Page number 2>
la fig. 7 est uhe vue analogue d'une deuxième forme d'exécution.
La fig. 8 est une vue analogue d'une troisième forme d'exécution.
La fig. 9 est une vue de détail d'une variante de la forme d'exécution selon la fig.6.
La fig.10 est une vue en plan développé, partielle, cor- respondant à la fig. 9.
La fig.ll représente un détail d'une variante.
Sur les figs.l à 5, on a représenté un satellite consti- tué par une bille 5 serrée entre quatre chemins de roulement annulaires 1, 2, 3 et 4 par des dispositifs non représentés; ces chemins de roulement ont un axe de révolution commun X-X'. On a représenté une seule bille dans le plan du dessin, alors qu'en réalité plusieurs billes sont réparties sur le pourtour des chemins de roulement. Les points de contact de la bille'5 avec ses chemins de roulement 1, 2, 3 et 4 sont indiqués en la, 2a, 3a et 4a. Dans la description qui suit, le chemin de roulement 1 sera supposé fixe, le chemin 2 solidaire d'un arbre récepteur coaxial avec X-X' et les deux chemins 3 et 4 angulairement soli- daires l'un de l'autre et solidaires d'un arbre moteur coaxial avec X-X'.
Les deux points de contact Sa. et 4a de la bille 5 avec les chemins de roulement 3 et 4 déterminent une droite qui coupe l'axe X-X' en 0, sommet d'un cône ayant cette droite comme génératrice. Les points de contact la, 2a, 3a et 4a sont respec- tivement à des distances rl, r2, r3 et r4 de l'axe X-X' et à des distances sl, s2, s3 et s4 d'un axe passant par le centre de la bille 5 et le sommet du cône 0.
On voit que les quatre chemins de roulement et la bille déterrrinent un changement de vitesse planétaire, comprenant d'abord trois roues coaxiales, trois roues planétaires, une première roue planétaire est constituée par le cône de sommet 0
<Desc/Clms Page number 3>
d'axe X-X' et de demi-ouverture m, ayant la droite 3a-4a comme génératrice, une deuxième roue planétaire de rayon rl formée par le corps 1, une troisième roue planétaire de rayon r2 formée par le corps 2 et un stalettite constitué par la bille 5, dépourvue d'axe matérialisé, mais ayant comme axe de rotation l'axe passant par son centre et le sommet du cône 0, axe de satellite.
Le rapport de transmission entre l'arbre moteur soli- daire des corps 3 et 4, et l'arbre récepteur solidaire du corps 2 est donné par la relation:
EMI3.1
s 1 s2 n2 ¯¯¯¯¯¯¯r2¯¯¯¯ n34 Si + s ri r s/r étant égal à s3/r3 = s4/r4.
Le diamètre de la bille et la distance de son centre à l'axe X-X' étant supposés donnés, le rapport de transmission ci-dessus dépend de la position des Quatre points de contact 1a, 2a 3a et 4a. Pendant le fonctionnement, la bille tourne autour de l'axe satellite 5-0, décrivant lui-même dans l'espace un cône d'angle d'ouverture 2a. (fig.l). La. vitesse du corps 2 est nulle pour sl/rl = s2/r2, c'est-à-dire lorsque la droite la-2a passe par le sommet du cône 0.
Si nous supposons que les trois points de contact la, Sa et 4a. sont dans des positions déterminées et qu'on choisit pour le point de contact 2a différentes positions sur la bille, on voit que le rapport de transmission sera négatif lorsaue le point de contact 2a se trouvera sur l'arc 2a'-2a-la. Il sera au contraire positif lorsque le point 2a se trouvera sur l'arc 2a'- 3a-4a-la. Ce rapport de transmission est le même pour deux points 2a" et 2a"' alignés sur le sommet du cône 0. -
<Desc/Clms Page number 4>
Les deux cônes de sommet 0 tangents à la bille en de- dans ou en dehors déterminent deux points de contact, non fi- gurés, pour lesquels le rapport de transmission est maximum en valeur absolue.
Toutes les considérations que nous venons de faire sont valables pour toute position du sommet du cône 0 sur l'axe X-X', c'est-à-dire également lorsque ce sommet 0 est rejeté à l'infini, condition qui se trouve satisfaite par le cas particulier de la fig.2, où la droite 3a-4a est parallèle à l'axe X-X'.
Comme, dans ce cas particulier, la droite la-2a a été également choisie parallèle à l'axe X-X', les points la et 2a sont alignés sur le sommet à l'infini du cône 0 et le rapport de transmission d'un appareil dans la position particulière de la fig.2 est nul; le corps 2 ne tourne pas.
Pour obtenir un. changement de vitesse variable et nro- gressif, il suffira de faire varier les points de contact 1a, 2a, Sa et 4a de la. bille 5 sur les chemins de roulement 1, 2, 3 et 4. Cette variation des points de contact est obtenue par dé- placement axial des chemins de roulement et est illustrée sur les figs.l à 3.
La fig.2 représente une position moyenne de la bille 5 pour laquelle le rapport de transmission est nul comme il a été dit.
La fig.l représente une position de la bille 5 pour la- quelle le rapport de transmission est négatif. On voit que l'on passe de la position de le fig.2 à celle de la fig.l en déplaçant le corps 2 vers la droite d'une quantité t (fig.l) et en rappro- chant corrélativement les corps .?: et 4.
La fig., représente une position de la bille 5 pour la- quelle le rapport de transmission est positif. On voit que l'on passe de la position de la fig.2 à celle de la fig.3 en déplaçant le corps 2 vers la gauche d'une quantité t' (fig.3) et en écartant corrélativement les corps 3 et 4.
<Desc/Clms Page number 5>
Pratiquement, il est avantageux d'utiliser des chemins de roulement tels que ceux représentés sur les figs.4 et 5, où deux d'entre eux qui sont opposés par rapport au centre de la bille comportent des génératrices équidistantes en tout point.
Sur la fig.4, ces génératrices équidistantes sont deux arcs de cercle concentriques. On pourrait d'ailleurs utiliser comme gé- nératrices deux courbes quelconques. Sur la fig.5, les deux géné- ratrices équidistantes sont deux droites parallèles déterminant deux cônes d'axe X-X' et de même ouverture. Cette disposition per- met de varier le rapport de transmission en ne déplacent axiale- ment que deux des quatre corps, soit les corps 2 et 4, soit comme dans le cas de la fig.5, les corps 1 et 3.
Ces explications ayant bien fait comprendre les proprié- tés cinématiques de l'appareil, on va Maintenant décrire plusieurs formes d'exécution, qui comportent, en outre, des dispositifs de serrage des chemins de roulement contre les billes, et, toujours pour la clarté de l'exposé, on commencera par une première forme, fig.6 où le rapport des vitesses entre l'arbre menant et l'ar- bre mené est invariable.
Sur cette fig.6, on a représenta en 6 un arbre menant portant à l'une de ses extrémités deux chemins de roulement co- niques 7 et 8, sur lesquels viennent s'appuyer trois satellites constitués par des billes, dont deux 9 et 9' sont visibles sur la fig.6. Ces billes s'appuient extérieurement contre un chemin de roulement 10, de forme conique et coaxial avec l'arbre 6, porté par un corps 11. Le corps 11 est angulairement fixé par une vis 14 dont le pivot s'engage dnns une rainure 15 du corps 11. Les conicités des trois chemins de roulement 7,8 et 10 ont été choisies égales, mais il est évident qu'elles pourraient être différentes. L'arbre 6 est porté par un roulement à billes 12, logé dans un corps 15 formant le bâti de l'appareil.
Cet arbre est longitudinalement libre, de manière à permettre aux
<Desc/Clms Page number 6>
chemins de roulement 7 et 8 de s'appliquer à la demande contre les billes de transmission 9 et 9'. Ces billes sont en contact avec un quatrième dhemin de roulement 16 que comporte une cuvette 17. La conicité du chemin de roulement 16, oui pourrait être quel- conque, a été choisie ici très peu différente de celle des che- mins 7,8 et 10. La cuvette 17 est' appuyée constamment contre les billes de transmission par un dispositif de serrage qui va être décrit.
Comme on le comprend facilement, il est important qu'aucun dérapage (à ne pas confondre avec le léger glissement que la théorie montre être inévitable et permet d'évaluer) ne puisse se produire en aucun des points de contact; pour cela, il est nécessaire que les chemins de roulement soient constamment appliqués sur les billes par une force longitudinale assurant une pression normale à chaque point de contact, oui soit plus de dix fois supérieure à celle de glissement en ce point (le coefficient de frottement acier-acier entre billes et chemins de roulement étant d'environ 0,1).
Dans les appareils ne transmet- tant qu'une puissance négligeable, on peut, cet effet, se servir d'un simple ressort, mais si l'appareil doit transmettre quelque puissance et si l'on désire que son rendement soit assez bon, même sous de faibles couples, un dispositif spécial doit procu- rer un serrage automatiquement proportionné à ce couple.
Le dispositif de serrage automatique représenté sur la fig.6 comporte un corps médian 21 en liaison avec la cuvette 17 par l'intermédiaire de deux billes 19 logées partiellement dans des logements 20 du corps médian 21 et partiellement dans des logements 18 de la cuvette 17, ces logements étant prévus sur des surfaces de ces organes normales à l'axe de rotation de l'appareil. Les logements 19 sont coniques et diamétralement opposés. Les logements 20, également diamétraux, sont en forme de dièdre, l'angle d'ouverture du dièdre étant égal à celui des logements coniques 12.
Cette disposition des logements procure
<Desc/Clms Page number 7>
une certaine latitude angulaire au corps médian, autour d'un axe Z-Z' passant par les centres des billes de serrage 19 et une certaine latitude de translation parallèle à cet axe, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe général de l'appareil.
Le corps médian 21 porte sur sa face opposée à celle comportant les logements 20 deux autres logements diamétraux 22, en forme de dièdres, qui sont sur un diamètre perpendiculaire à celui des dièdres 20, et dont un seul est visible en pointillé sur la fig.6 ; logements reçoivent chacun une bille 23 s'en- gageant également partiellement dans un logement coninue 24 porté par une cloche 25, solidaire de l'arbre récepteur 26.
Lorsque la cloche 25 est convenablement adossée, elle peut être entraînée angulairement par le corps médian 21, par l'intermédiaire des deux billes 23 le corps médian 21 étant lui-même entraîné par la cuvette 17, par l'intermédiaire des deux billes 19.
Les logements en forme de dièdre 22 permettent au cords médian 21 une translation perpendiculaire à l'axe général de l'appareil et orthogonale à l'axe Z-Z', et aussi un déplacement angulaire autour de l'axe passant par le centre des deux billes 23. Il résulte de là que le dispositif décrit est l'éauivalent d'un joint de cardan, dans lequel un glissement radial serait possible sur chaque axe d'articulation de telle manière qu'il rende possible un centrage automatioue, sans coincement du corps médian 17 nonobstant une erreur angulaire de montage entre ces deux organes et nonobstant également un 14ger désaxage trans- versal des dites pièces. C'est dans ce but que le corps médian 21 possède un jeu radial relativement grand entre la cloche 5 d'une part et entre le corps de l'appareil d'autre part.
La cuvette 17 comporte un trou cylindriaue axial 27 dans lequel est engagée une sphère 28 solidaire de l'arbre 26.
Ce dernier est porté par un roulement à billes 34, logé dans
<Desc/Clms Page number 8>
un couvercle 33. L'arbre 26 est longitudinalement libre. A l'in- térieur de la cloche 25 est disposé un ressort 32 prenant appui sur le couvercle 33 et sur une butée à billes 30, qui présente entre elle et la surface intérieure 31 du couvercle 33, un jeu de quelques dixièmes de millimètres par exemple, jeu limitant le déplacement axial de l'arbre 26 dont il a été parlé plus haut.
Le ressort 32 assure l'application initiale de toutes les pièces du dispositif de serrage automatique les unes contre les autres, mais en marche, l'effort angula re sur ce dispositif provoque des déplacements angulaires relatifs des pièces 17, 21 et 25 (lui- s'écartent l'une de l'autre, en compriment le ressort 32 et en appliquant la butée à billes 30 contre la surface intérieure 31 du couvercle 33.
Le fonctionnement de l'appareil de la fig.6 est le sui- vant :
L'arbre moteur 6 étant mis en marche et l'arbre récep- teur 26 subissant une résistance angulaire, les quatre billes 19-19 et 25-25 s'appliquent chacune sur les faces diamétralement opposées de leurs logements cône-dièdres, repoussant, d'une part, l'organe 17 vers les billes 9, 9' et, d'autre part, la butée 30 contre le ressort 32. Si l'effort angulaire résistant de l'arbre 26 est suffisant, ce ressort cède et la butée à billes 30 prend contact par sa face de droite avec la surface de butée 31.
A toutes les allures, la compression longitudinale de tous ces organes les uns contre les autres, est donc proportionnelle à la résistance angulaire de l'arbre 26, sauf pour de très faibles valeurs de celle-ci, où le ressort 32 détermine un minimum de cette compression longitudinale à la valeur qui a été choisie.
Il est favorable que les trois billes 9,9' et celle qui n'est pas visible, soient maintenues à un écartement an- gulaire égal par une cage, à la manière ordinaire; pour simpli- fier le dessin, cette cage n'a pas été figurée.
<Desc/Clms Page number 9>
Dans l'exemple représenté par la fig.6, les trois chemins de roulement 7,8 et 10 sont des cônes de même ouver- ture. L'ouverture du cône 16 a été choisie légèrement plus grande.
Il s'ensuit que le point de contact du chemin 16 avec la bille 9 est légèrement en dessous de la ligne Y-Y' passant par le point de contact du chemin 10 avec cette bille et que le rapport de transmission entre l'arbre 6 et l'arbre 26 est très petit. En choisissant pour les cônes 7,8 et 10 une ouverture totale de 40 , et pour le cône 16 une ouverture totale de 44 par exemple, la vitesse angulaire de la cuvette 17 sera de l'ordre du millième de celle de l'arbre 6.
Avec un semblable rapport de démultiplication, il serait naturellement illusoire de vouloir mettre l'appareil en mouve- ment en faisant jouer à la cuvette 17 le rôle d'organe entra.i- neur et à l'arbre 6 le rôle d'organe récepteur et dans ce cas, l'appareil ne peut être envisagé que comme réducteur de vitesse.
Avec un moindre rapport de démultiplication, obtenu en utilisant comme chemin de roulement 16 un cône de plus grande ouverture, il est possible d'utiliser l'arbre 26 comme arbre moteur et d'obtenir une vitesse angulaire de l'arbre 6 plus grande que celle de l'arbre 26.
Dans l'exemple représenté, le dispositif de serrage au- tomatique est monté entre un chemin de roulement, le chemin 16, et l'arbre qu'il entraine ou par lequel il est entraînée selon que l'arbre 26 fonctionne comme arbre récepteur ou comme arbre moteur.
Dans une variante, on peut remplacer le dispositif de serrage automatique comprenant les billes 19, les logements 18, les logements 20, le corps médian 21, les billes 23, les logements 22 et les logements 24, par une disposition simplifiée qui est la suivante: On se contente d'adosser à l'organe 17 un plateau portant au moins trois logements coniques analogues aux logements 18 et placés en regard de ceux-ci (qui seraient aussi
<Desc/Clms Page number 10>
au nombre de trois).
En disposant dans chacun de ces logements une bille 18, on conçoit que, ce plateau hypothétique étant contrebuté et étant destiné à être entraîné par l'organe 17, la paroi oblique des logements coniques développerait à chaoue instant une poussée longitudinale proportionnelle au moment d'en traîne:lent, et ceci dans un rapport qui serait détermina tout à la fois par la distance qui existerait entre les centres des billes disposées dans ces logements et l'axe général de l'appa- reil, et par l'angle au sommet des logements coniques en question.
Cette disposition simpliste, qui serait d'ailleurs réalisable, présenterait en pratique l'inconvénient de ne pouvoir donner de bons résultats qu'au moyen d'une exécution mécanique de très haute pr4cision entrainant une augmentation du prix de l'a.ppareil, qu'il est naturellement désirable d'éviter, ce que permet le dis- positif de serrage automatique représenté sur la fig.6.
Pour effectuer le serrage des roulements contre les billes, on pourrait penser à une autre solution que celle décrite, au moyen de billes enserrées chacune entre deux dièdres plans de l'angle voulu. Toutefois, cette solution simpliste est incorrecte.
En effet, dès que se produit le léger déplacement angulaire indis- pensable au serrage, les deux arêtes des deux dièdres en regard cessent d'être parallèles. Il suit de là que les billes ne peu- vent plus "trouver" de points de conta.ct diamétralement opposés des dièdres face à face et qu'elles tendent à s'échapper; l'exa- men d'une épure montre que cet échappement a lieu vers l'inté- rieur, à moins que les billes ne se trouvent soumises à une foce centrifuge qui les force à s'échapper vers l'extérieur.
Dans le cas où l'on ferait usage de disposition à double dièdre, il fau- drait prévoir une cage centrée intérieurement et où chaque bille serait enserrée dans un logement un tout petit peu trop large tangentiellement et très juste radialement ; deux dièdres, des anneaux de retenue interne et externe aux billes laisseraient à celles-ci un jeu radial; si donc elles ne se placent pas au
<Desc/Clms Page number 11>
même rayon, elles se trouveront serrées inégalement, ce oui est défectueux.
Dans une autre exécution, qui consisterait à remplacer les deux dièdres plans coopérant avec chaque bille, par deux cônes, les billes pourraient bien "trouver" deux génératrices parallèles, mais alors elles n'auraient plus aucune latitude de centrage automatique, en sorte que par suite de légères inexacti- ,tudes d'exécution ou de montage, des coincements se produiraient.
Cette variante de la solution que l'on vient d'examiner est éga- lement défectueuse.
On comprend par ce qui précède l'importance de la solu- tion décrite et représentée sur la fig.ô consistant à enserrer chaque bille du dispositif de serrage automatique entre un diè- dre et un cône de même ouverture. Elle présente les avantages suivante dont les autres sont privées:
1) lors du déplacement angulaire produisant le serrage, la bille peut toujours "trouver" une génératrice du cône qui soit parallèle à la face plane du dièdre sur laquelle elle s'ap- puie par son autre côté.
2) Si les deux paires de dièdres sont disposées de ma- nière à ce que leurs arêtes (il n'y en a que deux, puisque, dans chaque paire, elles se prolongent) soient orthogonales, non seulement en obtient un joint de cardan, mais encore les dièdres permettent un glissement radial (facile sous l'influence des vibrations de l'appareil) et ces deux glissements radiaux ortho- gonaux permettent un centrage automatique nonobstant des dé- fauts d'exécution. De là, une possibilité de moindre précision dans la fabrication et un prix de revient abaissé, ce qui repré- sente un grand avantage industriel.
La forme d'exécution selon la fig. 7 représente un appa- reil à rapport de vitesse variable et réglable, dans lequel le dispositif de serrage automatique est monté entre deux chemins de roulement. Elle comprend une série de satellites constitués par
<Desc/Clms Page number 12>
des billes 35, en contact chacune avec quatre chemins de rou- lement annulaires suivants:
Un chemin de roulement 36 angulairement immobile pendant le fonctionnement mais à position axiale réglable, un chemin de roulement 37 angulairement solidaire, de la manière qu'on verra plus loin, d'un arbre moteur 38, un chemin de roulement 39, porté par un arbre 40 co-axial avec l'arbre 38 et relié à celui-ci par le dispositif de serrage automatique, dont l'organe médian est le corps 41, et un chemin de roulement 42, axialement immobile et solidaire d'un arbre récepteur 43.
Le chemin de roulement 36, angulairement fixe, est porté par une pièce annulaire filetée 44, coulissant à l'intérieur de l'enveloppe 45 de l'appareil et dont le filetage coopère avec le filetage d'un corps fileté 46, pouvant tourner autour de l'axe général de l'appareil, mais rendu axialement fixe, par un organe non représenté. Une vis tangente 47, coopère avec une denture 48 pratiquée dans le corps fileté 46 qui peut ainsi effectuer une rotation autour de l'axe de l'appareil quand il est actionné par la vis tangente 47. La pièce 44 est immobilisée an- gulairement par une clavette 49, sertie dans l'enveloppe 45 et coopérant avec une rainure longitudinale 50 de cette pièce 44.
On comprend facilement qu'en faisant tourner la vis tangente 47 dans un sens ou dans l'autre, on produit un déplacement du chemin de roulement 46 parallèlement à l'axe général de l'appa- reil, soit vers la droite, soit vers la gauche et avec une très grande sensibilité et une très grande précision.
L'arbre 38, supporté par un palier à billes 51, est sus- ceptible de légers déplacements axiaux. L'arbre récepteur 43 se termine à son extrémité interne par un plateau 52 pourvu d'une cuvette annulaire 53, sur laquelle est pratiqué le chemin de roulement 42; cet arbre est supporté par un palier à billes 54 et est immobilisé axialement grâce à une butée à. billes et à
<Desc/Clms Page number 13>
rotule 55, tournée de façon que le centre de courbure de la rotule se trouve au voisinage du centre de symétrie du palier à billes 54. Ce dernier palier est logé dans un couvercle 56 de l'enveloppe de l'appareil.
L'arbre 40 portant le chemin de roulement 39 est guidé à son extrémité 57 dans un logement cylindrique b8 de l'arbre 38 formant son palier. Cette extrémité 57 peut coulisser légè- rement dans l'évidement 58. L'arbre 40 est axialement et anguli- rement solidaire d'un plateau 59 présentent deux logements co- niques diamétralement opposés et dont un seul, 60, est visible en pointillés sur le dessin. Dans chacun de ces logements coni- dues est partiellement engagée une bille 61 ; billes sont engagées partiellement, d'autre part, chacune dans un logement en forme de dièdre, d'ouverture égale à celle du cône 60 que comporte le corps médian 41; un seul de ces dièdres est visible en pointillés en 62 sur le dessin.
Les deux dièdres en question se prolongent diamétralement sur l'une des faces du corps médian 41 monté avec un jeu sensible autour de l'arbre 40. Sur sa face plane opposée à celle présentant les dièdres tels que 62, le corps médian 41 présente deux autres logements en forme de dièdre 64, se prolongeant diamétralement. Comme on le voit, le plan bissecteur des dièdres 62 et celui des dièdres 64 sont radiaux et perpendiculaires entre eux. Une bille 65 est partiel- lement engagée, d'une part, dans chacun des dièdres 64 et, d'au- tre part, dans deux logements coniques 66 de même ouverture pra- tiquée dans une pièce annulaire 67 servant de palier à l'arbre 40 et vissée sur une tête cylindrique 68 constituant l'extrémi- té de l'arbre poteur 38.
La pièce 67 est donc axialement et angulairement fixe par rapport à l'arbre moteur 38. Un ressort de compression 69 prend appui, d'une part, sur le plateau 59 et, d'autre part, sur un palier de butée 70. Ce ressort 69 a pour fonction de solliciter le plateau 59 et la pièce 67 à s'écarter. On comprend que le dispositif de serrage automatique
<Desc/Clms Page number 14>
que l'on vient de décrire, fonctionne comme celui décrit à pro- pos de la figure 6, c'est-à-dire qu'il permet d'assurer que les chemins de roulement 37 et 39 soient constamment appliqués contre les billes de transmission 35 avec une pression propor- tionnelle au couple.
On remarquera que les chemins de roulement 36 et 39 sont concaves, tandis que les chemins de roulement 37 et 42 ont été choisis coniques et ont comme génératrices des droites parallèles.
Le fonctionnement de l'appareil décrit est le suivant: Le rapport de transmission entre l'arbre 38 et l'arbre 43 est déterminé par les quatre points de contact des billes 35 avec les quatre chemins de roulement 36, 37, 39 et 42. La variation de ce rapport est obtenue en déplaçant axialement le corps fileté 44 portant le chemin de roulement 36 au moyen de la vis tangente 47. Supposons que ce déplacement soit effectué vers la gauche: sous l'effet du ressort 69, le plateau 59 s'écarte de la pièce annulaire 67, entraînant avec lui l'arbre 40 vers la gauche, ce qui a pour effet de rapprocher les deux chemins de roulement 37 et 39. La bille de transmission 35 est alors sollicitée vers l'extérieur et s'arrête dans une position d'équilibre dans laquelle elle est en contact avec les quatre chemins de roule- ment.
Il est évident qu'à l'arrêt de l'appareil, les billes de serrage 60 et 65 ont du jeu dans leurs logements, jeu qui est rattrapé dès que l'appareil est en marche et trpnsmet un couple provoquant, comme décrit dans la forme d'exécution précédente, un déplacement angulaire relatif des trois organes suivants: la pièce annulaire 67, le corps médian 41 et l'arbre 40.
Du fait que les deux chemins de roulement 37 et 42 sont formes par des cônes de même ouverture, la variation du rapport de transmission peut être effectuée par le déplacement axial de deux des quatre chemins seulement, présentant les chemins 26 et 39. Le même avantage serait obtenu si les génératrices des deux chemins de roulement 2,"/ et 42 étaient éauidistantes en tout point,
<Desc/Clms Page number 15>
leur forme étant d'ailleurs quelconque; elles pourraient par exemple être constituées par deux arcs de cercles concentriques, dont la différence des rayons serait égale au. diamètre des billes de transmission (fig.4).
Etant donne en outre rue l'appareil comporte un dispo- sitif de serrage automatique des chemins de roulement contre les billes, la variation du rapport de transmission peut être effectuée lorsque la commande de cette variation agit sur un seul chemin de roulement, le déplacement du deuxième chemin de roulement étant rendu automatique par ledispositif de ser- rage lui-même.
Les deux chemins de roulement 36 et 39 tant concaves dans l'exemple représenté, provoqueront de grandes variations des rayons des circonférences décrites par. les points de contact des billes 35 sur eux et, corrélativement, de grandes variations des rapports des vitesses angulaires, lorsqu'on lesdéplace axialement. Dans une variante, on pourrait prévoir les chemins de roulement 36et 39 convexes ; dans ce cas, ils ne provoqueraient que de faibles variations des ravons des circon- férences de contact des billes avec eux et, corrélativement de faibles variations des rapports des vitesses angulaires, lors de leur déplacement axial.
Dans les formes d'exécution représentées sur les fig.6 et 7, les deux chemins de roulement angulairement solidaires sont les chemins centraux 7 et 8 ou 37 et 39, dans la forme d'exécution représentée sur la fig.8, les deux chemins de rou- lement angulairement solidaires sont, comme on le verra, un chemin central 95 et le chemin extérieur 92 placé du même côté des billes. Cette dernière forme d'exécution comprend une en- veloppe 71, traversée par un arbre moteur 72, supporté par un palier à billes 73, logé dans cette enveloppe. Un couvercle 74 est fixé à cette dernière et supporte un roulement à billes 75 servant à centrer un arbre récepteur 76. Une pièce 77, présentant
<Desc/Clms Page number 16>
un chemin de roulement conique 78, est montée librement sur l'extrémité de l'arbre 72.
La pièce 77 est reliée à l'arbre 72 par l'intermédiaire d'un dispositif de serrage automatique comportant le corps médian 79 analogue à ceux qui ont été dé- crits à propos des formes d'exécution précédentes. L'arbre 72 est solidaire d'un disque 80, appuyant contre un palier de butée à billes 81, assurant l'immobilisation axiale de cet arbre. Le dispositif de serrage automatique comprend le corps médian 79 en liaison avec le disque 80 par l'intermédiaire de deux billes de serrage 87, dont une est visible en pointillé sur le dessin, billes logées dans des logements cônes-dièdres 83, 85 semblables à ceux décrits précédemment. Le corps médian est en outre en liaison avec le corps 77 par l'intermédiaire de deux billes de serrage 88, logées dans des logements cônes-dièdres 87 et 89.
Les logements 83 sont prévus dans une pièce intermédiaire 82, soli- daire angulairement de l'arbre 72. Un ressort 90 tend à écarter le corps 77 du disque 80.
L'arbre récepteur 76 est solidaire d'une cuvette 91, présentant le chemin de roulement conique 92, de même ouverture que le chemin 78. Un arbre auxiliaire 93 est dispos-' dans un guidage axial cylindrique de l'extrémité de l'arbre 76, de ma- nière à pouvoir y coulisser et tourner. Cet arbre auxiliaire pré- sente à son extrémité extérieure un corps 94 présentant le chemin de roulement annulaire concave 95. Le corps 94 est relié à l'ar- bre récepteur 76 par l'intermédiaire d'un dispositif de serrage automatioue comportant un corps médian 96, analogue à ceux oui ont été décrits précédemment.
A l'intérieur de l'enveloppe 71 est disposé un corps fileté 97, comportant une denture 98, en prise avec une vis tangente 99, disposée dans l'enveloppe 71 et actionnable par des moyens non représentés. La pièce 97 peut donc tourner au- tour de l'axe général de l'appareil tout en étant immobilisée axialement par la vis 99 elle-même. Le corps fileté 97 présente
<Desc/Clms Page number 17>
un filetage 100 coopérant avec le filetage d'un corps fileté 101, immobilisé angulairement par une clavette 102, sertie dans l'en- veloppe 71 et pénétrant dans une rainure longitudinale 103 pra.- tiquée dans la périphérie du corps fileté 101.
Le corps fileté 101 présente un chemin de roulement annulaire concave 104 capable d'être déplacé vers la droite ou vers le gauche, sur le dessin, lorsqu'on actionne la vis tangente 99. Des billes de transmis- sion de mouvement 105, dont deux seulement sont visibles sur le dessin, sont en contact chacune simultanément avec les quatre chemins de roulement 78, 92, 95 et 104. Un palier de butée à billes 106, symétrique du palier 81, reçoit la poussée axiale exercée sur la cuvette 91 par les billes de transmission de mouvement et immobilise axialement l'arbre 76.
Le fonctionnement de l'appareil selon la fig.8 est le suivant : Les deux arbres 72 et 76 étant axialement fixes, les chemins sont serrés contre les billes de transmission 105 par les deux dispositifs de serrage automatique 79 et 96. On voit qu'un de ces dispositifs est monté entre un chemin de roulement et l'arbre qu'il entraîne, et que l'autre dispositif est monté entre deux chemins de roulement. Dans une autre forme d'exécu- tion non représentée, on peut prévoir les deux chemins exté- rieurs angulairement solidaires.
On peut prévoir, pour obtenir une très forte réduction de vitesse, un appareil comprenant la combinaison de deux des appareils décrits, disposés en série: par exemple, un dispositif constitué par un appareil tel que celui représenté sur la fig.7, dans lequel l'arbre récepteur 43 serait couplé avec l'arbre mo- teur 72 d'un autre dispositif construit comme l'est l'appareil selon fig. 8. L'arbre 76 serait alors l'arbre récepteur de l'ap- pareil composé en question.
Il est maintenant indispensable de faire suivre les descriptions qui viennent d'être faites des commentaires sui- wants :
<Desc/Clms Page number 18>
Toutes les formes de description qui viennent d'être indiquées comportent de très grosses billes de transmission en très petit nombre : y a à cela plusieurs raisons ; toutd'abord, et surtout, cela. a permis de rendre visibles les dé- tails des appareils et notamment les différences de rayons en- tre billes et cuvettes sur les fig.l, 2, 3, 4, 5,7 et 8, ensuite, cela, a permis de donner, à propos de la fig.6, un exemple numé- rique montrant la. possibilité d'obtenir en un seul étage une réduction de l'ordre de 1000 dans la vitesse angulaire.
Toutefois, les formes décrites fournissent une variation limitée du rapport de transmission du fait Que les billes de serrage sont petites vis-à-vis des billes de transmission et ne permettent qu'un déplacement axial assez faible du chemin de roulement angulairement fixe.
Il y faudrait, ou bien que la différence entre les rayons de courbure billes-cuvettes soit moindre , ou bien que les billes de transmission soient proportionnellement plus petites, ou alors que les dispositifs de serrage permissent une course de serrage beaucoup plus grande que figurée afin de permettre les déplacer.Lents longitudinaux nécessaires des cuvettes.
Quand il ne s'agira pas de rapports de réduction aussi considérables que celui qui a. été indiqué en corrélation avec la fig.6, on pourra avantageusement utiliser une couronne de billes plus petites et plus nombreuses; l'appareil diminuera ainsi considérablement en dimensions et prix de revient, et les dispositifs de serrage offriront dans la forme décrite des courses de serrage suffisant aux déplacements des cuvettes.
Quand de grosses billes devront être employées en même temps que des variations assez grandes du rapport de démultipli- cation, on utilisera avantageusement le dispositif de serrage automatique suivant, représenté sur les figs.9 et 10, où les logements de chaque bille de serrage sont formés par les arêtes - d'intersection de deux dièdres de même ouverture avec deux pièces
<Desc/Clms Page number 19>
cylindriaues, l'une intérieure, l'autre extérieure, formant en quelque sorte "doublesciseaux" de même ouverture et sur les arêtes desquels peuvent rouler les billes de serrage.
Les figs. 9 et 10 représentent une telle disposition, la. première en coupe longitudinale avec arrachement partiel, et la seconde, en vue latérale partielle développée correspondante.
Sur les figs. 9 et 10, une cuvette annulaire 17', desti- née à jouer par exemple le rôle de la cuvette 17 de la fig.6, est solidaire, dans sa région centrale, d'un arbre 107, guidé et tournant dans un bossage 108 solidaire d'un plateau 109, solidaire lui-même de l'arbre mené 26' analogue à l'arbre 26 de la fig. 4. L'arbre 107 et l'arbre 26' sont coaxiaux, comme on le voit sur le dessin.
L'anneau 17' présente, sur sa face arrière, une partie annulaire cylindrique 110 dans laquelle sont taillés deux diè- dres de champ 111. Un autre corps médian 112, concentrioue avec 107 et 26', présente une partie cylindrique annulaire 113 de diamètre plus faible que le cylindre 110 et s'étendant à l'in- térieur de ce dernier. Deux dièdres 114 sont taillas de champ dans la partie 113. Les dièdres 111 et 114 ont même ouverture et sont disposés en sens inverse, comme on le voit sur la fig.8.
Deux billes 115 sont engagées partiellement chacune dans l'un des dièdres 111 et dans le dièdre 114 voisin, et sont dia- métralement opposées au moyen d'une cage 116 disposée sur les billes 115; ces dernières sont empêchées de s'échapper randiale- ment grâce à deux gaines cylindrioues 117 et 118, disposées la première autour de 17' et de 112, la seconde à l'intérieur de 113. Un ressort de compression 119 sollicite constamment 17' et 112 à s'écarter l'un de l'autre.
La liaison angulaire articulée entre l'arbre 26' et le corps médian 112 est assurée grâce à une paire de billes dont une seule, 120, est visible en traits pleins sur le dessin. On
<Desc/Clms Page number 20>
a. représenté en 120', en rabattement à 90 , les deux billes en question. Chacune d'elles est engagée partiellement dans un lo- gement 121 du plateau 109 et dans un logement correspondant 122 du corps médian 112.
On comprend que le dispositif de serrage automatique selon les fig. 9 et 10 permet de grands déplacements longitudinaux transmis par les deux billes 115, les billes 120 ne servant plus que comme l'un des axes d'un cardan d'entraînement. Le ressort 119 assure constamment l'application axiale des billes 120 dans leur logement.
La fig.ll représente une variante d'exécution économique de l'extrémité de l'arbre moteur 6 de l'exemple selon fig.6.
L'arbre moteur 6' présente un étranglement 123 et, à l'endroit où celui-ci se raccorde avec la périphérie de l'arbre, deux arêtes mousses 7', 8' sur lesquelles roulent les billes de transmission telles que 9' et qui remplacent les cônes 7 et 8 de fig.6. Cette variante offre l'avantage d'un prix de revient aba.issé et d'une fragilité moindre de l'arbre moteur, par rap- port à la construction selon fig.6.
Un changement de vitesse à billes du genre de celui re- présenté sur la fig.6 avec rapport de réduction invariable très petit peut avantageusement être utilisé comme dispositif de transmission pour la commande de petits appareils, tels eue con- densateurs variables d'un appareil radio-électrique par exemple ; on peut concevoir que pour réduire les dimensions de l'appareil, on utilisera comme dispositif de serrage, à la place d'un res- sort ,au moins un chemin de roulement en matière élastique.