BE488423A

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Publication number: BE488423A
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Description

" Dispositif d'entraînement à vitesse variable ".

La présente invention vise des mécanismes de transmissiez à friction et notamment un mécanisme de transmission à friction permettant une variation infinie du rapport des vitesses.

On connaît déjà des mécanismes de transmission à fric- tion permettant des rapports de transmission variables à l'infini, mais, jusqu'ici, ces mécanismes ont nécessairement supporté de fortes charges sur de grands paliers, et, en conséquence, leur rendement était relativement médiocre.

La présente invention a pour objet un mécanisme ou des

moyens d'entraînement à friction, réglables sur une grande gamme de vitesses et dans lequel les efforts exercés sur les paliers sont relativement petits, ce qui permet d'employer de petits paliers. L'une des caractéristiques de la présente invention consiste en ce que la puissance est transmise au moyen de rouleaux se déplaçant entre deux surfaces coniques.

Une caractéristique importante de la présente invention consiste en ce que la charge des pièces qui transmettent la puissance est proportionnelle au couple à transmettre, ce qui assure un grand rendement à toutes les valeurs de la puissance.

Dans les dessins :
La figure 1 est une vue, partie en élévation de profil et partie en coupe verticale, montrant l'intérieur du mode préféré de réalisation de l'invention.

La figure 2 est une coupe verticale par la ligne 2-2 de la figure 1, montrant la position relative des rouleaux dans le mode préféré de réalisation de l'invention.

La figure 3 est une coupe verticale par la ligne 3-3 de la figure 1 montrant la position relative des disques et des paliers dans le mode préféré de réalisation de l'invention.

La figure 4'est une vue en perspective, en pièces déta- chées, montrant la position relative des rouleaux et des porte- satellites dans le mode préféré de réalisation de l'invention.

La figure 5 est une vue en perspective, en pièces déta- chées, montrant la position respective des porte-satellites et des disques à friction dans le mode préféré de réalisation de l'invention.

Comme le montre la figure 1, le mode préféré de réalisa- tion de l'invention comprend un boîtier cylindrique ¯1 muni, à chaque extrémité, de paliers .2 supportant des arbres 3, et 4.

L'arbre 3 se termine par un cône intérieur fixé rigidement, par sa base, à l'arbre , par exemple par soudure, de façon à tourner

lorsque l'arbre 1 tourne. Un cône creux ou anneau extérieur 6 entoure le cône intérieur 5. et il est fixé à un manchon 2 mobile axialement à l'intérieur du boîtier 1.

L'intérieur du cône exté- rieur 6 a une forme telle qu'il converge vers la base du cône in- térieur . Plusieurs rouleaux .8, trois dans l'exemple représenté, sont montés entre le cône et le cône 6. Comme on peut le voir dans la figure 4, ces rouleaux 8 ont une forme conique et ils sont montés comme des satellites autour du cône intérieur sur le porte-satellites 2 en forme de disque, au moyen de cuvettes de support 10 et de chevilles 11. Les rouleaux sont montés à rotation dans les cuvettes sur des billes 12; de leur côté, les cuvettes sont fixées au porte-satellite par les chevilles 11. Ces chevilles sont disposées de manière à s'engager dans des guides 13, et dans des fentes 14 ménagés respectivement dans les faces de la cuvette et du porte-satellite.

On remarquera que les guides 13 ménagés dans la cuvette sont ouverts à leurs extrémités de sorte que les cuvettes, et avec elles les rouleaux, peuvent coulisser radialement par rapport au porte-satellites. Toutefois, les chevilles 11 assurent l'entraînement du porte-satellites 2 par les rouleaux coniques lorsque ceux-ci se meuvent autour de l'axe du cône intérieur 5.

Le porte-satellites 2 est monté lui-même à rotation à l'intérieur du manchon 2 par l'intermédiaire d'un anneau de guidage 1 et d'un roulement à billes 16.

Un deuxième porte-satellites 17 est monté près du porte- satellites 9, du côté opposé à celui sur lequel sont montées les cuvettes 10. Plusieurs changeurs de pression 18 (figure 5) assurent un assemblage à friction entre les deux porte-satellites 2 et 17.

Chaque changeur de pression 18 est constitué par deux disques à friction (19) (20) ajustés dans des logements (21) (22) ménagés dans les deux porte-satellites 2 et 17 respectivement. Une bille 25 est disposée entre les deux disques et un ressort 24 monte

dans le logement du porte-satellites 2 sollicite le disque 12 vers l'extérieur et presse la bille 23 contre le disque 20.

Ainsi qu'on peut le voir dans la figure 5, il y a trois de ces changeurs de pression. Ils forment ensemble un assemblage à friction ferme entre les deux porte-satellites, de sorte que chacun de ceux-ci fait tourner l'autre lorsqu'il tourne lui-même.

Un ensemble de cuvettes de support 25 et de rouleaux 26, semblable à celui qui vient d'être décrit, est monté près du porte- satellite 17, du côté opposé à celui qui fait face au porte-satel- lite 9. Il y a également un cône extérieur 27 et un cône intérieur 28, la position relative de toutes ces pièces étant identique à celle des pièces correspondantes de l'autre côté du mécanisme d'entraînement.

Un dispositif comprenant une roue dentée 29 sert à faire passer d'une extrémité du boîtier à l'autre le manchon et avec lui l'ensemble des cônes extérieurs, rouleaux et porte-satel- lites.

Le fonctionnement du nouveau dispositif d'entraînement est le suivant :
Une force motrice est appliquée à l'arbre 3 et fait ainsi tourner le cône intérieur . La rotation du cône intérieur 1 produit par friction à adhérance la rotation des rouleaux 8 autour de leur axe et autour de l'axe du cône intérieur 5. Les rouleaux 8 s'appuient sur la surface intérieure du cône extérieur 6, ainsi que sur la surface extérieure du cône intérieur 5. Comme ces rouleaux tournent autour de l'axe de la pièce conique 5, ils entraînent le porte-satellites 2 au moyen des chevilles 11 et ils le font tourner autour de son propre axe.

On remarquera que, grâce à la disposition des surfaces coniques, la charge supportée par les paliers 2 et 12 est très petite. Les efforts principaux sont supportés par les cônes ex- térieurs 6 et 27, où ils se neutralisent.

Le couple de torsion transmis par les rouleaux au porte- satellites 2 est transmis par celui-ci au porte-satellites 17 par l'intermédiaire du changeur de pression 18. Le changeur de pression exerce une pression axiale proportionnelle au moment de torsion, ce qui tend à écarter les porte-satellites axialement l'un de l'autre. En même temps, le changeur de pression 18 fait tourner le porte-satellites 17 avec le porte-satellites 9. Les rouleaux 26 sont entraînés par le porte-satellites 17 et ils font tourner le cône intérieur 28, ainsi que l'arbre 4.

Les changeurs de pression 18 servent, non seulement, à transmettre le couple de torsion au porte-satellites 17, mais aussi à maintenir approximativement proportionnelle au moment de torsion / axiale la charge/exercée sur les rouleaux 8, 26, les cônes intérieurs 5, 28 et les cônes extérieurs 6, 27. Ceci a pour résultat un grand rendement sur une grande gamme de puissances. On remarquera aussi que le nombre de tours des rouleaux 8, 26 est relativement petit, même aux grandes vitesses des arbres. C'est pourquoi la force centrifuge est tellement petite que son effet peut être négligé.

Comme le montrent les dessins, le dispositif d'entraîne- ment transmettra un nombre réduit de révolutions. Si l'on désire que le dispositif d'entraînement transmette à l'arbre 4 une vitesse plus grande que celle qui est imprimée à l'arbre 3, on fait tourne! la roue dentée 29, ce qui déplace le manchon 2 vers l'arbre 3.

Les rouleaux 8 viennent alors occuper une position plus écartée de l'axe du cône intérieur 1 et plus rapprochée de la base de ce cône. En même temps, ils s'écartent de l'extrémité convergente du cône extérieur 6. D'une façon analogue, les rouleaux 26 se rap- prochent du sommet du cône intérieur 28 et ils se rapprochent de l'extrémité convergente du cône extérieur 27.

On remarquera que le rayon de courbure des cônes inté- rieurs sera égal au rayon de courbure des cônes extérieurs augmenta de deux fois le rayon de courbure des rouleaux. Dans ces condition

l'angle fait par une tangente au cône extérieur et l'axe du cône extérieur est égal à l'angle fait par une tangente à la surface du cône intérieur et l'axe du cône intérieur, chacune de ces tangentes étant prise au point de contact d'un rouleau avec le cône en question et se trouvant dans le même plan que l'axe de ce cône. Dans ces conditions, il est également exact que la distance axiale entre les porte-satellites reste constante.

La présente invention permet de réaliser un mécanisme d'entraînement d'une durée extrêmement grande du fait qu'il n'y a pas de points de contact vifs entre les pièces de roulement et parce que tout contact met de nouvelles surfaces de roulement en action. Le dispositif permet une grande gamme de réglage des vitesses. En outre, grâce à la présente invention, on peut employer des forces de pression minima et des pressions de support minima, parce que les diamètres des pièces coniques en contact augmentent avec les moments de torsion appliqués. En même temps, le type de construction est simple, la fabrication est facile, ainsi que les réparations.

Comme le montrent les dessins, les cônes intérieurs, les cônes extérieurs et les rouleaux satellites coniques sont tous constitués de préférence par des éléments coniques courbes, les courbes étant, dans ce cas, des arcs de cercle.

Bien que l'on ait constaté qu'une telle construction est préférable, parce qu'elle assure une longue durée à toutes les pièces de roulement et parce qu'elle permet une grande gamme de réglages, il est possible d'employer des cônes ayant une autre courbure ou des côtés droits. Dans certaines conditions, les rouleaux peuvent être remplacés par de simples billes montées dans des paliers distincts. Pour des cas spéciaux, on peut con- struire des dispositifs d'entraînement unilatéraux pour augmenter ou réduire le nombre de révolutions. La construction du dispositif d'entraînement n'a pas besoin d'être symétrique.

Pour certaines opérations, les cônes extérieurs peuvent être montés à rotation et tourner à une vitesse fixe.

Bien que la présente invention puisse être appliquée d'une façon particulièrement utile dans les machines-outils à force motrice, d'autres applications sont également possibles, par exemple pour la propulsion de véhicules.

Claims

RESUME.

L'invention s'étend notamment aux caractéristiques ci- après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles : 1 ) Dispositif d'entraînement à vitesse variable, com- prenant un cône intérieur tournant autour de son axe, un cône extérieur creux entourant le cône intérieur et plusieurs corps en forme de rouleaux disposés entre le cône intérieur et le cône extérieur en contact avec eux et pouvant tourner comme des satel- lites autour de l'axe de la pièce conique centrale.

2 ) Dans le dispositif d'entraînement précédent, le cône extérieur ne peut pas tourner.

3 ) Dans le dispositif d'entraînement suivant le para- autour graphe 1, chaque corps en forme de rouleau peut tourner/de son propre axe et est porté par un porte-satellites.

4 ) Le porte-satellites est co-axial avec le cône inté- rieur, les rouleaux pouvant être déplacés radialement sur ce porte-satellites.

5 ) Le corps extérieur, les corps en forme de rouleaux et le porte-satellites peuvent être déplacés axialement par rapport au cône intérieur, ce qui permet de régler progressivement le rapport entre les vitesses de rotation entre le porte-satellites et le cône intérieur.

6 ) Les rouleaux sont pressés axialement contre le cône extérieur et le cône intérieur par un dispositif réagissant sur le moment de torsion.

7 ) Dans le dispositif d'entraînement suivant 1 , le <Desc/Clms Page number 8> cône extérieur et le cône intérieur vont en s'amincissant dans des sens opposés.

8 ) Le cône intérieur et le cône extérieur sont mobiles axialement l'un par rapport à l'autre.

9 ) Les éléments des surfaces du cône intérieur et du cône extérieur sont recourbés.

10 ) Dans le dispositif d'entraînement précédent, l'angle fait par une tangente au cône extérieur et l'axe du cône extérieur est égal à l'angle fait par une tangente à la surface du cône in- térieur et l'axe de ce cône intérieur, chacune de ces tangentes étant prise au point de contact du rouleau avec le cône en question et se trouvant dans le même plan que l'axe de ce cône.

11 ) Dans le dispositif d'entraînement suivant 9 , l'angl fait par une tangente au cône extérieur et l'axe de ce cône est plus petit, à l'extrémité convergente de ce cône extérieur, qu'à l'extrémité divergente, et un angle fait par une tangente à la surface du cône intérieur et l'axe de ce cône intérieur est plus petit, à l'extrémité étroite de cette pièce, qu'à l'extrémité plus grande, ces tangentes se trouvant dans le même plan que les axes de leurs cônes respectifs.

12 ) Les éléments en question sont des arcs de cercle.

13 ) Dispositif d'entraînement suivant 1 , dispositif dans lequel les éléments du cône intérieur et du cône extérieur sont courbes, et dans lequel le rayon de courbure du cône intérieur est égal au rayon de courbure du cône extérieur augmenté de deux fois le rayon de courbure d'un rouleau.

14 ) Les rouleaux suivant 1 ont une forme conique.

15 ) Dispositif d'entraînement à vitesse variable com- prenant un cône d'entraînement intérieur pouvant tourner autour de son axe, un premier cône extérieur entourant ce cône d'entraîne- ment intérieur, un groupe de rouleaux d'entraînement entre le cône d'entraînement intérieur et le premier cône extérieur et en <Desc/Clms Page number 9> contact avec ces cônes, un cône intérieur entraîné pouvant tourner autour de son axe, un deuxième cône extérieur entourant ce cône intérieur entraîné et tangent au deuxième cône extérieur et à ce cône intérieur entraîné, et des moyens assemblant ces rouleaux d'entraînement à friction avec les rouleaux entraînés.

16 ) Les cônes extérieurs du dispositif précédent ne peuvent pas tourner.

17 ) Les rouleaux sont coniques.

18 ) Les moyens d'assemblage sont constitués par deux porte-satellites.

19 ) Les rouleaux peuvent tourner autour de leur axe et sont portés par ces porte-satellites.

20 ) La conicité des cônes extérieurs est inverse de cel- le des cônes intérieurs.

21 ) Les moyens assemblant les rouleaux à friction sont constitués par deux disques montés à friction l'un sur l'autre.

22 ) Les moyens de friction assemblant les rouleaux à friction sont constitués par deux disques montés à friction l'un sur l'autre par des moyens réagissant axialement sur le moment de torsion, et ayant pour effet que les disques sont écartés l'un de l'autre lorsque le moment de torsion augmente.

23 ) Le dispositif d'entraînement comporte des moyens de pression indépendants du moment de torsion et écartant les disques de façon à assurer une prise ferme transmettant la puissan- ce même lorsque le dispositif d'entraînement tourne à vide.

24 ) Les moyens d'assemblage à friction sont constitués par deux disques, des évidements pratiqués dans chacun de ces disques et concordant entre eux, ces évidements se trouvant en des points écartés du centre de ces disques, et un ou plusieurs organes à ressort montés dans ces évidements et pouvant agir sur des billes interposées entre ces disques, de façon à écarter ceux-ci l'un de l'autre. <Desc/Clms Page number 10>

25 ) Les cônes extérieurs et les rouleaux peuvent se mouvoir axialement par rapport aux cônes intérieurs, ce qui permet un réglage progressif du dispositif d'entraînement.

26 ) Dans le dispositif d'entraînement précédent, la distance axiale entre les cônes extérieurs et les cônes intérieurs est constante pour chaque position d'entraînement.