<Desc/Clms Page number 1>
-TRANSMISSION.
L'invention est relative à une transmission (éventuellement à changement de vitesse) dans lequel des billes sont serrées entre au moins trois bagues de roulement ou portées-annulaires agencées coaxialementllune au moins de celle-ci pouvant être déplacée, dans la direction de l'axe, par rapport aux autres bagues de roulement. L'invention constitue une améliora- tion de telles transmissions et consiste en ce qu'entre les bagues de roule- ment est serré un jeu de deux séries de billes, décalées l'une par rapport à l'autre,mais se compénétrant.
Sur les dessins ci-annexés, l'invention est représentée à ti- tre d'exemple et de façon schématique. Dans ces dessins - la figure 1 est la forme fondamentale d'une transmission avec deux séries de billes, en coupe longitudinale; - la figure 2 est un schéma de la figure 1 pour expliquer le mo- de de fonctionnement de la transmission ; - la figure 3 est une transmission en combinaison avec une transmission (périphérique) à roues planétaires ; - la figure 4 est une transmission en combinaison avec deux transmissions à roues planétaires; - la figure 5 est une transmission en combinaison avec un ac- couplement, et - la figure 6 est une variante de la forme de réalisation sui- vant la figure 5, comportant l'emploi d'un régleur de pression axiale.
<Desc/Clms Page number 2>
La transmission suivant la figure 1 comprend un jeu de deux sé- ries de billes 1 et 2, décalées l'une par rapport à l'autre mais se compéné- trant, lesquelles billes tournent entre les bagues de roulement 3,4,5 et 6.
Par un ressort 11, les billes sont serrées entre les surfaces ou portées de roulement 7, 8, 9 et 10 des bagues de roulement ainsi que l'une contre l'au- tre, deux billes se touchant au point d'appui 12. La transmission se fait par exemple à l'arbre 14 au moyen de la bague de roulement 6 qui lui est re- liée, et le mouvement est recueilli sur l'arbre 13 et la bague de roulement 5 qui peut se déplacer sur lui en direction axiale, mais qui ne peut tourner.
Pour l'appui de cette bague de roulement 6 sur l'arbre 13, on a prévu un pa- lier à billes 15. Les couronnes extérieures 3 et 4 sont à considérer comme immobiles. 'Les billes 1 et 2 transmettent le couple de rotation de l'arbre entraîneur à l'arbre entraîné.
La grandeur du rapport de'transmission dépend de la grandeur de l'angle d'inclinaison des surfaces de roulement.7, 8, 9 et 10 sur l'axe de rotation. Lorsque ces surfaces de roulement 3,4 respectivement 5,6 sont inclinées deux à deux du même angle, le nombre de tours de l'arbre entraîneur de la transmission est égal au nombre de tours de l'arbre entrai- né. Si les angles des surfaces de roulement sont choisis différents, donc de manière dissymétrique, il se présente une différence des nombres de tour , c'est-à-dire que le rapport de transmission devient supérieur ou in- férieur à l'unité. Si la transmission doit fonctionner de manière progres- sive, il y a lieu de conformer une ou plusieurs surfaces de roulement en gorges de roulement, le passage s'effectuant toujours du cercle extérieur. au cercle intérieur.
Le mode de fonctionnement de la transmission suivant la figu- re 1 peut s'expliquer au moyen de la figure 2. On y trouve représentés les points ou se communique le mouvement, où il est recueilli, et de roulement des billes 1,2 sur les bagues de roulement 3,4,5 et 6 et en fait au haut de la figure 2, pour une position des bagues de roulement qui correspond au rapport de transmission 1 1. A la moitié inférieure de la figure 2, la bague de roulement 5' a été déplacée dans le sens de la flèche P de façon telle qu'il en résulte un rapport de transmission supérieur à 1. Les bil- les 2 sont mises en mouvement de rotation par la bague de roulement 6 liée à l'arbre d'entraînement 14 et roulent sur la portée de roulement de la bague de roulement 4 et sur les billes 1 (points de contact 12).
Il en résulte un mouvement de la bille 2 autour de l'axe 0'K'1 passant par son centre et que la bille 1 tourne autour d'un axe O'K"1 passant également par son centre. La ligne O1A1 représente une génératrice du cône de roule- ment de la partie entraîneuse; la ligne O1B1 est la génératrice correspon- dante du cône de roulement de la partie entraînée. La ligne 01 CI est une génératrice du cône entraîneur et la ligne O1D1 une génératrice du cône en- traîné. Les lignes O1K'1 et O1K"1 représentent les axes instantanés de rotation des billes 1 et 2. Le rapport des angles A1O1C1 et B1O1D1 est déterminant pour la grandeur du rapport de transmission. Lorsque lesdits angles sont de grandeurs égales, comme c'est le cas à la moitié supérieure de la figure 2, on a un rapport de transmission de 1 1.
A la partie inférieure de la figure 2, la bague de roulement 5 (désignée par 5') est déplacée dans le sens de la flèche P'. De ce fait, la position des billes 1 et 2 entre les bagues de roulement et l'une par rapport à l'autre, est modifiée, de sorte que la pointe du cône qui corres- pond au mouvement prend la position O2. La position de ce point O2 est déterminée par la condition que l'angle entre l'axe instantané de rotation. de la bille 2 et la génératrice du cône de roulement correspondant est égal à l'angle de l'axe instantané de rotation de la bille 1 avec la génératrice
<Desc/Clms Page number 3>
du cône de roulement correspondant, c'est-à-dire que l'angle A2O2K'2 est égal à l'angle B2O2K"2.
Si l'on relie à nouveau les points correspondants de communica- tion du mouvement, de reprise de celui-ci et de roulement des billes 1 et 2 sur les bagues de roulement 3', 4', 5' et 6', au point O2, il apparaît que l'angle A2O2C2 n'est plus égal à l'angle B202D2 . Le rapport de transmis- sion correspond alors au rapport de ces deux angles.
Rien n'est changé au mode de fonctionnement fondamental lorsque les bagues de roulement tournantes 5 et 6 entourent extérieurement les séries de billes et que les bagues de roulement fixes 3 et 4 sont agnecées à l'in- térieur. Il est possible aussi,de choisir les:billés 1 d'une série plus grosses ou plus petites que-les billes 2 de l'autre série.
Lorsque la transmission suivant l'invention est réunie à une transmission à roue planétaire, il devient possible de transmettre aussi des puissances plus grandes et d'atteindre des rapports de transmission plùs élevés. La figure 3 montre un exemple de forme de réalisation pour cela.
Sur celle-ci on a prévu de nouveau entre quatre bagues de roulement 16, 17, 18 et 19, un jeu de deux'séries de-billes 20 et 21 décalées l'une par rap- port à l'autre mais se compénétrant. Par un ressort 22, ces billes sont serrées entre les portées de roulement 23, 24, 25 et 26 des bagues de roule- ment ainsi qu'entre elles ; point 27 est le point d'application de deux billes. L'entraînement se fait par exemple par l'arbre 28 qui est relié de manière fixe aux bagues de roulement 16 et 17 et le mouvement est repris sur l'arbre 29. Cet arbre 29 n'est toutefois pas relié directement, comme dans la forme de réalisation suivant la figure 1, à la bague:de roulement de la transmission mais avec la roue porte-planétaires 30 de la transmis- sion à roues planétaires.
Celle-ci comparativement à la transmission pro- prement dite constituée de billes et de bagues de roulement, qui ci-après sera toujours dite transmission à roulement, est agencée de telle sorte que la roue entraîneuse 31 jouant le rôle de couronne intérieure est reliée à demeure à la bague de roulement extérieure 16, tandis que la roue solai- re 32 de la transmission planétaire forme un tout avec la bague de roule- ment intérieure 18. Entre la couronne entraîneuse 31 et la roue solaire 32 tournent les roues planétaires 33 portées par le porte-planétaires 30.
La bague de roulement 19 reporte sur l'enveloppe de la trans- mission le moment différentiel qui se produit dans la transmission. Dans ce but on peut employer par exemple un frein à bande ou un autre élément d'accouplement 34. La douille 35 sert d'appui au ressort 22, et aux ba- gues de roulement 18 et 19. La bague de roulement 18 est montée à rota- tion sur la douille 35 par l'intermédiaire du palier à billes 36.
Pour faire comprendre le mode de fonctionnement de la trans- mission d'après la figure 3, on supposera d'abord que les billes 20 et 21 se trouvent en position symétrique. La surface de roulement 25 doit,alors obligatoirement effectuer le même mouvement que la portée de roulement 26, c'est-à-dire que lorsque la portée de roulement 26 est maintenue fixe, la portée de roulement 25 reste également immobile. Dans ce cas, la roue solaire 32 reste également au repos, de telle sorte que seule la transmis- sion à roues planétaires travaille de la manière habituelle jusqu'à pré.- sent.
Par déplacement axial des portées de roulement 25 et 26 dans l'un ou l'autre sens de la double flèche P, la symétrie de la transmission à roulement est supprimée,de sorte que la surface de roulement 25, et avec elle la roue solaire 32 commencent à tourner dans le même sens que la roue entraîneuse 31 ou en sens contraire, suivant le sens dans lequel s'est fait le déplacement. Si par exemple la roue solaire 32 tourne dans le même
<Desc/Clms Page number 4>
sens que la roue entraîneuse 31, le porte-planétaires 30 tourne plus vite qu'auparavant, c'est-à-dire que le rapport de transmission est diminué. Si la roue solaire 32 tourne en sens contraire, le porte-planétaire 30 tourne plus lentement, c'est-à-dire que le rapport de transmission augmente.
Dans la réunion représentée de la transmission à roulement et de la transmission à roues planétaires, la transmission à roulement n'a à transmettre qu'une partie de la puissance totale, car dans une certaine me- sure elle ne reprend que la commande de la roue solaire. Par un dimension- nement convenable de la transmission à roues planétaires on peut rendre cet- te fraction plus grande ou plus petite. Ce mode de construction convient particulièrement à des agencements dans lesquels il faut transmettre des puissances relativement grandes.
Un autre avantage de cet agencement consiste en ce que la vites- se de rotation des billes est diminuée considérablement par rapport à la vitesse de rotation de toute la transmission, ce qui fait que les forces centrifuges des billes restent petites même pour de grands nombres de tours de la transmission et pour de grandes puissances. Enfin dans des transmis- sions à points de travail préfixés, par exemple en prise directe dans les transmissions de véhicules, on peut prévoir la répartition des puissances de telle manière que la transmission à roulement n'est que peu sollicitée pour ce point de fonctionnement principal, si bien qu'on peut de ce fait garder faible le serrage des billes.
Ce n'est que dans le déplacement axial (dans le sens de la flèche P), pour atteindre d'autres points de fonc- tionnement, que les billes doivent être serrées de manière supplémentaire, pour les mettre en état de transmettre des efforts supérieurs. De cette manière la durée de vie de la transmission à changement de vitesse est no- tablement augmentée.
La réunion exposée de la transmission à roulement avec une transmission à roues planétaires n'est pas limitée à la forme de réalisa- tion suivant la figure 3 ; on peut aussi relier la bague de roulement avec les portées de roulement 23 et 24, avec la roue solaire 32 de la transmis- sion périphérique. On peut appliquer l'idée inventive également à d'autres combinaisons de transmissions tournantes,telles que des transmissions à groupes, par exemple. De même, on peut employer aussi des transmissions dans lesquelles la cage à billes sert à transmettre des couples.
Il a déjà été expliqué que dans la transmission on peut, par déplacement axial relatif des portées de roulement, arriver à ce que les billes changent leurs axes de rotation, respectivement leurs vitesses an- gulaires, c'est-à-dire qu'on peut de ce fait obtenir un changement progres- sif du nombre de tours. Pour arriver à une automatisation complète ou partielle de la transmission on peut prendre les mesures exposées plus complètement ci-après..
Par des roues dentées obliquement dans'la trans- mission périphérique à roues planétaires, on exerce, de manière correspon- dante à la grandeur du couple de rotation se présentant sur le porte-pla- nétaire, une poussée axiale sur la roue solaire ou extérieure commandée par la transmission à roulement, ladite poussée effectuant le déplacement axial relatif des bagues de roulement de la transmission à roulement et re- liant ainsi fonctionnellement le rapport de nombres de tours de la trans- mission au couple qui se présente sur le porte-planétaires. Par un di- mensionnement convenable de l'angle d'attaque des roues de la transmission, d'une part, et de la forme géométrique des gorges de roulement, d'autre part, on peut réaliser tout rapport fonctionnel désiré entre le couple et le rapport de transmission.
Par l'application d'une poussée axiale supplémentaire, qui est introduite par exemple par un ressort ou un élément oonstruotif élastique convenable à caractéristique appropriée, on peut modifier en plus la carac- téristique de la transmission..
<Desc/Clms Page number 5>
Dans la réunion de la transmission à roulement avec une trans- mission à planétaires unique suivant la figure 3, le rapport de transmission ne peut atteindre 1 : 1 car les rapports de transmission dans la transmis- sion à roulement devraient alors tendre vers l'infini.
Ce rapport de transmission 1 1 est toutefois très souhaitable dans les transmissions de véhicules à moteurs, par exemple. Suivant un autre développement de l'invention on peut atteindre ce but aussi et cela par le fait-'que l'on prévoit deux transmissions à roues planétaires, dont l'une est reliée à l'arbre entraîneur et l'autre à l'arbre entraîné de la transmis- sion. La figure 4 montre un exemple de forme de réalisation de cette idée.
La transmission avec les séries de billes 37 et 38 et les bagues de roule- ment 39, 41 et 42 est reliée de manière fixe à l'arbre entraîneur 47 par sa couronne extérieure 39 portant les portées de roulement 43 et 44 et par la roue solaire d'entraînement 48. Les bagues de roulement intérieures 41 et 42 avec les portées de roulement 45 et 46 sont pourvues de dentures intérieu- res 49 et 50. Les roues planétaires 51 et 52 sont montées dans un porte- planétaires commun 53 et travaillent en groupe soit avec la denture inté- rieure 49 de la bague de roulement 41 et la roue solaire d'entraînement 48, ou avec la denture intérieure 50 de la bague de roulement 42 et la roue so- laire entraînée 53.
Le serrage des billes 37 et 38 est effectué par une conformation élastique des parties en flasques 55 et 56 des bagues de rou- lement intérieures 41 et 42, la force de serrage axiale étant reprise par les paliers à billes obliques ou à épaulements 57 et 58. La bague inté- rieure immobile 42 avec la portée de roulement 46 reporte sur l'enveloppe le couple différentiel au moyen de broches 59 ou de pièces analogues.
Dans une conformation symétrique de la transmission et une posi- tion symétrique des billes, l'arbre entraîneur 47 et l'arbre 34 portant la roue solaire d'entraînement 53 tournent également vite, puisque la trans- mission à roulement est immobile et que la transmission n'est effectuée que par les deux transmission à roues planétaires. Si l'on fait sortir de la position symétrique la transmission à roulement, par déplacement axial des bagues de roulement intérieures 41 et 42 avec les portées de roulement 45 et 46, la bague précédemment immobile 41 (avec la portée de roulement 45) tourne, soit dans le sens de rotation de l'arbre entraîneur 47, soit en sens opposé.
Dans le premier cas, l'arbre entraîné 54 tourne plus vite, dans le second cas, il tourne plus lentement que l'arbre entraîneur 47.
De même manière que dans la réalisation suivant la figure 3, on peut,'par emploi d'une denture oblique pour les roues de transmission planétaires, exercer une poussée axiale qui est proportionnelle au couple repris. On peut ainsi faire une transmission à fonctionnement automati- que. De manière correspondante, on peut, par une pression supplémentai- re, changer de l'extérieur la caractéristique de la transmission.
Dans la forme de réalisation montrée à la figure 3, on emploie une bague de roulement pour le report du couple différentiel, et la résis- tance correspondante peut être supprimée au moyen d'un élément de freinage ou d'accouplement. Par la combinaison de cet appui qu'on peut faire céder, avec une bague de roulement de la transmission, on se procure la possibili- té de faire tourner au rapport de transmission 1 : 1 toute la transmission comme un seul bloc sans mouvement propre intérieur, d'où résultent de grands avantages en particulier pour des transmissions de véhicules (prise directe).
Sur la figure 5, on a représenté un exemple de forme de réalisation pour cela. La transmission avec les séries de billes 61 et 62, les bagues de roulement 63, 64, 65 et 66 avec les portées de roulement 67, 68, 69 et 70, le ressort de serrage 71 et la transmission à roues planétaires (avec la roue entraîneuse 72, la roue solaire 73 et les roues planétaires 74) et les arbres entraîneur et entraîné 77 et 78 correspond à la forme de réali- sation déjà décrite à la figure 3. Suivant l'autre réalisation de l'inven- tion la bague extérieure 63 et 64 portant les portées de roulement 67 et 68
<Desc/Clms Page number 6>
est pourvue d'une surface d'accouplement conique 75, à laquelle s'applique une surface conique correspondante de la bague intérieure 66 portant la por- tée de roulement 70.
Cette bague intérieure 66 porte-en outre encore une roue libre 78, qui reporte sur l'enveloppe 81 le couple différentiel lorsque l'accouplement 75 est libéré.
Lorsque l'accouplement 75 est engagé, la bague inférieure 66 qui porte la portée de roulement 70, tourne à même vitesse que la bague en- traîneuse extérieure 63 portant les portées de roulement 67 et 68. Par sui- te la deuxième bagne intérieure 65 portant la portée de roulement 69 et la roue solaire 73 doit tourner au sème nombre de tours,de sorte que toute la transmission tourne comme un bloc sans mouvement relatif intérieur, c'est- à-dire que le rapport de transmission est 1 1 et que par suite, par exem- ple, sur un véhicule à moteur, on est en prise directe.
Si on libère l'accouplement 75 par un déplacement axial de la bague intérieure d'accouplement 66, le couple différentiel qui se produit maintenant par la marche de la transmission, se reporte par l'intermédiai- re de la roue libre 76 sur l'enveloppe, c'est-à-dire qu'il y a une subor- dination de la partie entraîneuse à la partie entraînée.
Au lieu de l'accouplement à cônes on peut aussi appliquer une autre forme d'accouplement connue, par exemple un accouplement à lamelles.
La pensée inventive peut être appliquée aussi, cependant, lorsqu'on em- ploie une transmission sans transmission à roues planétaires supplémentai- res.
Au mode de fonctionnement fondamental de la transmission mon- tré à la figure 5, il n'y aura rien de changé si les bagues de roulement tournantes 63 et 64 attaquent intérieurement les séries de billes 61 et 62, et les bagues de roulement 65 et 66 extérieurement. Une telle transmission (à changement de vitesse) est représentée par exemple à la figure 6 en coupe longitudinale et pour moitié seulement.
Elle comprend les deux sé- ries de billes 91 et 92, les bagues de roulement 93,95 et 96 avec les sur- faces de roulement 97, 98, 99 et 100 éventuellement conformées en gorges de roulement, les bagues de flasques 94 et 101 élastiques remplaçant le ressort de serrage, la transmission périphérique à roues planétaires dont la roue d'entraînement 102 joue ici le rôle de roue solaire, la roue ex- térieure 103 et les roues planétaires 104, l'accouplement à cônes 105, la roue libre 106 qui reporte le couple différentiel sur l'enveloppe de la transmission lorsqu'on libère l'accouplement 105, l'arbre entraîné 107 qui est par exemple accouplé au moteur, l'arbre entraîné 108, le palier à billes 109 pour le porte-planétaires 121, le palier d'appui de la bague . de roulement 96, divisé en un palier à billes 113 et un palier à billes oblique 112.
En outre, pour reprendre les forces axiales qui se produi- sent lors du changement de réglage de la transmission, on prévoit un ré- gleur de poussée axiale, par lequel les forces qui prennent naissance s'é- quilibrent en principe à l'intérieur de la transmission. Ce régleur com- prend, serrées entre les bagues de roulement 114, 115,116 et 117, sous l'action d'un élément élastique 118 comprenant un ou plusieurs ressorts, deux séries de billes 119 et 120.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.