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VARIATEUR DE VITESSE MECANIQUE PROGRESSIF..
Le variateur de vitesse mécanique progressif,qui fait l'objet de l'invention, est caractérisé par un jeu de corps de friction agissant de concert, et comporte au moins un groupe de trois corps de rotation qui sont disposés et répartis régulièrement dans le sens de la périphérie? ayant cha- cun une surface de friction sphérique, et dont les axes pris dans leur en- semble sont réglables par rapport aux points de contact des corps de rota- tion avec les surfaces de friction coniques de deux corps de friction cen- traux opposés l'un à l'autre, dont l'un travaille conjointement avec 1?arbre de commande et l'autre avec l'arbre commandée d'où il résulte que, soit l'un de ces deux corps de friction centraux,
soit-le groupe complet des corps de rotation se trouve supporté de façon à pouvoir exécuter des mouvements pen- dulaireso
Cela permet d'une manière relativement simple une transmission de force efficace, en même temps qu'un moyen très facile de faire varier le rapport de transformation.
Le mouvement pendulaire permis, que ce soit celui de l'un des deux corps de friction centraux avec les surfaces de friction coniques, ou bien celui du groupe des corps de rotation permet la compensa- tion des irrégularités de fabrication et de construction des éléments du mé- canisme travaillant de concerto Avantageusement, on obtient la iorce de pous- sée correspondant au moment de rotation à transmettre au moyen d'un enclique- tage automatique prévu sur l'un des corps de friction centraux co-agissant avec l'arbre de commande ou l'arbre commandéo
Les dessins annexés montrent à titre d'exemples deux modes de réalisation de l'objet de l'invention.
La figo 1 de ces dessins est une coupe axiale (partie en élé- vation) d'un mode de réalisation du mécanisme comprenant un groupe de corps de rotation.
La figo 2 est une coupe partielle (partie en vue de côté) de la fig. 1.
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La fig. 3 est une partie d'un encliquetage automatique pour les corps de friction centraux co-agissant avec l'un des arbres du mécanisme.
La fig. 4 montre en coupe axiale (partie en élévation) un mode de réalisation du mécanisme comportant deux groupes de corps de rotation.
La fig. 5 est une coupe transversale partielle (partie en vue de côté) de la fig. 4.
Dans le premier exemple (fig. 1 à 3), 1 désigne un carter pré- sentant deux couvercles latéraux 2 et 3, qui sont reliés dé façon amovible par une partie médiane 4 (d'une manière non indiquée). 5 et 6 sont les deux arbres du mécanisme, qui sont disposés suivant le même axe dans le carter 1 et qui sont chacun supportés par un roulement à billes 7 ou 8. Les roulements à billes 7 et 8 viennent buter chacun de son côté sur une bague 9 ou 10, qui est vissée dans une partie filetée du carter 1. Du côté opposé les roule- ments à billes 7 et 8 prennent appui sur un collet de l'arbre correspondant 5 ou 6.
Sur une partie filetée de l'arbre 5 est monté un disque d'arrêt 11, formant écrou, sur lequel une face d'une bague 13 est appliquée au moyen de plusieurs ressorts de pression 12 (de préférence répartis régulièrement dans le sens de la périphérie du disque); sur la fig. 1, un seul des ressorts de pression 12 engagés dans des évidements de la bague 13 est visible. La ba- gue 13 est enfilée librement axialement sur l'arbre 5,mais elle est reliée rotativement avec celui-ci par une clavette (non représentée). Sur l'arbre 5 est en outre montée une contre-bague indépendante 14, qui est libre dans le sens rotatif.
Entre les deux bagues 13 et 14 sont avantageusement prévues trois billes d'encliquetage 15, réparties régulièrement dans le sens de la périphérie, qui se logent dans des encoches radiales 16, en forme de doubles coins, ménagées dans les deux bagues 13 et 14 (fig.3). On réalise ainsi un encliquetage automatique axial efficace, qui sert à produire la force de poussée correspondant au moment de rotation à transmettre ; le disque d'arrêt 11, réglable axialement, permet le réglage de la tension préalable des res- sorts 12 qui servent à l'amortissement.
La bague centrale 14 agit par sa face de friction conique 17 sur trois corps de rotation 18 régulièrement répartis dans le sens de la périphérie, et qui comportent une surface de friction sphérique 19 qui, de l'autre côté, vient agir sur la surface de friction conique 20 d'un disque central 21. Ce disque comporte une surface creuse supportée sur la surface sphérique 22 d'une surépaisseur 23 prévue sur l'arbre 6 et pourvue de tou- rillons diamétralement opposés 24 qui sont engagés dans des fentes 25 ména- gées dans des saillies latérales ou dans une couronne du disque de friction central 21, de telle .sorte que le disque de friction 21 .se trouve relié ro- tativement à l'arbre 6, mais peut effectuer des mouvements pendulaires sur la surface sphérique 22 en vue de compenser les irrégularités.
Les trois corps de rotation 18 sensiblement hémisphériques sont montés chacun, au moyen de galets 26 et de billes 27, sur un axe 28 qui se trouve dans un étrier de support 29. Les trois étriers de support existants 29 sont montés par l'intermédiaire d'axes 30 prévus sur leurs bras, dans un chassis commun et fermé 31. Le châssis de support 31 comporte pour chaque étrier 29 une pièce en forme d'arc 32, qui est appliquée sur la surface in- térieure de la partie médiane 4 du carter et qui, comme on le voit sur la fig. 1, présente à l'extérieur une surface transversale en forme d'arc cir- culaire.
Le point médian du rayon correspondant de l'arc se trouve dans le plan médian du châssis de support 31, dont le centre est sur l'axe des ar- bres 5 et 6 dont les extrémités opposées sont supportées chacune par un rou- lement à aiguilles 33 ou 34 logé dans un moyeu central 35 du châssis de sup- port 31. Les deux roulements à aiguilles 33 et 34 peuvent être déplacés axia- lement dans ce moyeu 35 au moyen des arbres 5 et 6. En ce qui concerne la pièce en arc 32, le châssis de support 31 est relié rotativement à la par- tie 4 du carter par un tourillon 36.
Sur les axes 30, représentés sur la fig. 2 et voisins l'un de l'autre par paire, de l'étrier de support 29 sont fixés des-segments dentés coniques 37, qui engrènent les uns avec les autres,
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de sorte que les trois étriers de support 29 ont entre eux une liaison de mou- vement obligatoire, de façon à pouvoir être décalés les uns avec les autres autour des axes transversalement à l'axe du mécanisme ; deux étriers 29, situés latéralement comme on le voit sur la figo 2, peuvent aussi être reliés entre eux d'une manière analogue à leurs deuxièmes extrémités (non représen- tées) aux axes correspondants par des segments dentés coniques.
En vue de ce décalage, l'axe 30 de gauche sur la fig. 2 de l'étrier de support supérieur 29 comporte un prolongement 30' qui traverse un palier 38 prévu dans la par- tie 4 du carte= et qui porte, à son extrémité en saillie hors de ce carter, un organe (non représenté) permettant la commande manuelle de ce décalage.
Lors de la rotation de l'arbre 5 du mécanisme, la bague centrale 14 se trouve entraînée en rotation par la bague 13 tournant avec lui par sui- te de l'action automatique des billes d'encliquetage 15. Sur la surface de friction 17 de la bague centrale 14, le mouvement de rotation se trouve, du fait de l'action du frottement, transmis;, par l'intermédiaire des trois corps de rotation 18, au disque central 21 et avec lui, par les tourillons 24, à l'arbre 6 du mécanismeo Il en résulte un rapport de transmission déterminé, qui peut varier de telle sorte que la position du point de contact entre la bague de frottement centrale 14 et le groupe des corps de rotation 18 se trou- ve modifié et que, par suite, le point de contact entre les corps de rotation 19 et le disque de friction central 21 se trouve déplacé.
Le mouvement de dé- placement à réaliser en vue de la variation du rapport de transmission, en- tre les arbres 5 et 6 des axes de support 28 des corps de rotation 18, est produit par une oscillation correspondante de l'étrier de support 29 (dans l'un et l'autre sens), ce qui est obtenu par l'organe manuel du prolongement 30' de l'axe de l'un des étriers 290
Dans le mode de réalisation du mécanisme décrit à titre d'exem- ple, les sommets des surfaces de friction coniques 17 et 20 des corps de fric- tion 14 et 21 disposés centralement ou suivant le même axe, ou des cônes de friction de la partie de commande et de la partie commandée, se trouvent voi- sins l'un de l'autre;
en outre, les sommets des enveloppes coniques autour des cercles de travails (cercles de contact) des corps de rotation 18 (billes de réglage) se trouvent sur des axes qui sont situés entre les sommets des surfaces coniques 17 et 20. Il en résulte des rapports de roulement favorables, une usure moindre, une possibilité d'une plus grande transmission de force et un rendement plus élevéo
Dans le deuxième exemple (fig. 4 et 5), il est prévu dans le car- ter la deux groupes de corps de rotation 18, dont l'un est disposé dans un châssis de support 31 et l'autre dans le châssis de support 31a placé de même manière que le châssis 31 ; deux châssis de support 31 et 31a ne sont gui- dés, ni radialement, ni centralement, dans la partie médiane du carter.
Les trois corps de rotation 18 des deux groupes agissent, d'une part, sur les sur- faces de friction coniques 17 des deux bagues de friction centrales 14 formant chacune une partie de l'encliquetage automatique à billes et, d'autre part, sur un disque de friction commun central 39, qui se trouve entre les deux groupes susdits et comporte sur ces deux côtés une surface de friction coni- que 40 ou 41 pour l'attaque des surfaces de fri ction sphériques 19 des corps de rotation correspondants. Le disque de friction 39 est monté rotativement et mobile axialement sur l'arbre 5a traversant le carter la par l'intermédiai- re de roulements à aiguilles 42, et cet arbre 5a porte aussi les deux encli- quetages avec les bagues de friction 14.
Les deux châssis de support 31 et 31a indépendants du carter la se centrent au moyen des corps de rotation sphéri- ques annexés 18 sur les surfaces coniques 17, 40 et 17, 41 des bagues de friction 14 et du disque de friction 39. Ce dernier est en prise par une denture périphérique 43 avec une roue dentée 44 qui est fixée sur l'arbre 45 traversant le carter la et comportant deux roulements à billes 46.
Conformément à la fige 5, les châssis de support 31 et 31a sont reliés chacun, par des prolongements axiaux 30' de l'étrier supérieur 29, à
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un coussinet de support 47 disposé dans une partie 4a du carter. Chaque cous- sinet 47 repose par une surface sphérique dans une ouverture 48 prévue dans la partie 4a du carter, de sorte que les châssis 31 et 31a peuvent prendre des mouvements pendulaires autour des appuis du coussinet ai.nsi obtenus.
Les pro- longements axiaux 30' maintiennent solidement les deax châssis 31 et 31a dans les coussinets 47 dans le sens périphérique du carter la.Les deux châssis 31 et 31a ont, sur le prolongement axial 30' de l'étrier 29 correspondant (non représenté), une liaison rotative l'un avec l'autre au moyen de leviers ou de segments dentés, de sorte qu'ils peuvent être déplacés à la main au moyen d'un organe de manoeuvre commun. Ce déplacement sert au changement de position des corps de rotation 18 des deux groupes en égard à leur point de contact, d'une part, avec la bague de friction centrale connexe 14 et, d'autre part, avec le disque de friction central commun 39, en vue de faire varier le rap- port de transmission entre l'arbre de commande 5a et l'arbre commandé 45.
Comme, avec cette réalisation, les deux extrémités des arbres 5a et 45 se trouvent libres, on peut à volonté utiliser l'une ou l'autre extrémité d'ar- bre pour le raccordement à une source de puissance ou à une pièce à action- nero
Le mode de réalisation ci-dessus décrit du mécanisme avec deux groupes de corps de rotation est approprié à la transmission de puissances plus grandes qu'avec la disposition ne comportant qu'un groupe de corps de rotation.
Ce mode de réalisation pourrait aussi être modifié de façon tel- le que le corps de friction central et médian 39 commun aux deux groupes de corps de rotation soit fait en plusieurs parties et en forme d'encliquetage automatique à action axiale.
Les surfaces de friction coniques 17 ou 20 de la bague de fric- tion 14 ou du disque de friction 21 peuvent être taillés en creux, afin de s'adapter mieux aux corps de rotation 18 (corps roulants de réglage).
REVENDICATIONS.
1. Variateur de vitesse mécanique progressif, caractérisé par un jeu de corps de friction agissant de concert, et comportant au moins un groupe de trois corps de rotation disposés et répartis régulièrement dans le sens de la périphérie., présentant chacun une surface de friction sphérique, les axes de ces corps de rotation étant réglables ensemble par rapport aux points de contact de ces corps de rotation avec les surfaces de friction co- niques de deux corps de friction centraux opposés, dont l'un travaille con- jointement avec 1-'arbre de commande et l'autre avec l'arbre commandé, de sorte que, soit l'un de ces deux corps de friction centraux, soit le groupe entier des corps de rotation se trouve supporté de façon à pouvoir exécuter des mouvements pendulaires.
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PROGRESSIVE MECHANICAL VARIATOR.
The progressive mechanical speed variator, which is the subject of the invention, is characterized by a set of friction bodies acting in concert, and comprises at least one group of three rotation bodies which are arranged and distributed regularly in the direction from the periphery? each having a spherical friction surface, and the axes of which taken as a whole are adjustable with respect to the points of contact of the rotational bodies with the conical friction surfaces of two opposing central friction bodies l 'one to the other, one of which works in conjunction with the control shaft and the other with the controlled shaft, from which it follows that either one of these two central friction bodies,
either -the complete group of rotating bodies is supported so as to be able to perform pendular movements.
This enables efficient power transmission in a relatively simple manner, as well as a very easy means of varying the transformation ratio.
The pendular movement allowed, whether that of one of the two central friction bodies with the conical friction surfaces, or that of the group of rotating bodies, allows the compensation of irregularities in the manufacture and construction of the elements of the Mechanism working in concert Advantageously, the thrust force corresponding to the torque to be transmitted is obtained by means of an automatic snap-in provided on one of the central friction bodies co-acting with the drive shaft. command or command tree
The appended drawings show by way of example two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 of these drawings is an axial section (part in elevation) of one embodiment of the mechanism comprising a group of rotating bodies.
Fig. 2 is a partial section (part in side view) of fig. 1.
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Fig. 3 is a part of an automatic ratchet for the central friction bodies co-acting with one of the shafts of the mechanism.
Fig. 4 shows in axial section (part in elevation) an embodiment of the mechanism comprising two groups of rotating bodies.
Fig. 5 is a partial cross section (part in side view) of FIG. 4.
In the first example (fig. 1 to 3), 1 designates a housing having two side covers 2 and 3, which are removably connected by a middle part 4 (in a manner not indicated). 5 and 6 are the two shafts of the mechanism, which are arranged along the same axis in the housing 1 and which are each supported by a ball bearing 7 or 8. The ball bearings 7 and 8 each abut on their own side on a ring 9 or 10, which is screwed into a threaded part of the housing 1. On the opposite side, the ball bearings 7 and 8 are supported on a collar of the corresponding shaft 5 or 6.
On a threaded part of the shaft 5 is mounted a stop disc 11, forming a nut, on which one face of a ring 13 is applied by means of several pressure springs 12 (preferably distributed regularly in the direction of periphery of the disc); in fig. 1, only one of the pressure springs 12 engaged in the recesses of the ring 13 is visible. The ring 13 is threaded freely axially on the shaft 5, but it is rotatably connected with the latter by a key (not shown). On the shaft 5 is also mounted an independent counter-ring 14, which is free in the rotary direction.
Between the two rings 13 and 14 are advantageously provided three latching balls 15, distributed regularly in the direction of the periphery, which are housed in radial notches 16, in the form of double wedges, formed in the two rings 13 and 14 ( fig. 3). An effective axial automatic snap-in is thus produced, which serves to produce the thrust force corresponding to the torque to be transmitted; the axially adjustable stop disc 11 allows the adjustment of the preliminary tension of the springs 12 which serve for damping.
The central ring 14 acts by its conical friction face 17 on three rotation bodies 18 regularly distributed in the direction of the periphery, and which comprise a spherical friction surface 19 which, on the other side, acts on the surface of conical friction 20 of a central disc 21. This disc has a hollow surface supported on the spherical surface 22 with an extra thickness 23 provided on the shaft 6 and provided with diametrically opposed journals 24 which are engaged in slots 25 in the middle. - formed in lateral projections or in a crown of the central friction disc 21, such that the friction disc 21 is connected rotatably to the shaft 6, but can perform pendular movements on the spherical surface 22 in order to compensate for irregularities.
The three substantially hemispherical rotation bodies 18 are each mounted, by means of rollers 26 and balls 27, on a pin 28 which is located in a support bracket 29. The three existing support brackets 29 are mounted by means of 'pins 30 provided on their arms, in a common and closed frame 31. The support frame 31 comprises for each bracket 29 an arc-shaped piece 32, which is applied to the inner surface of the middle part 4 of the housing and which, as seen in FIG. 1, has on the outside a transverse surface in the form of a circular arc.
The midpoint of the corresponding radius of the arc is in the mid-plane of the support frame 31, the center of which is on the axis of the shafts 5 and 6, the opposite ends of which are each supported by a rolling bearing. needles 33 or 34 housed in a central hub 35 of the support frame 31. The two needle bearings 33 and 34 can be moved axially in this hub 35 by means of shafts 5 and 6. As regards the part in an arc 32, the support frame 31 is rotatably connected to the part 4 of the housing by a journal 36.
On the axes 30, shown in FIG. 2 and adjacent to each other in pairs, of the support bracket 29 are fixed conical toothed segments 37, which mesh with each other,
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so that the three support brackets 29 have between them an obligatory movement connection, so as to be able to be offset with one another around the axes transversely to the axis of the mechanism; two brackets 29, located laterally as seen in FIG. 2, can also be connected together in a similar manner at their second ends (not shown) to the corresponding axes by conical toothed segments.
In view of this offset, the axis 30 on the left in FIG. 2 of the upper support bracket 29 comprises an extension 30 'which passes through a bearing 38 provided in part 4 of the card = and which carries, at its end projecting out of this housing, a member (not shown) allowing manual control of this offset.
During the rotation of the shaft 5 of the mechanism, the central ring 14 is rotated by the ring 13 rotating with it as a result of the automatic action of the latching balls 15. On the friction surface 17 of the central ring 14, the rotational movement is, due to the action of friction, transmitted ;, via the three rotational bodies 18, to the central disc 21 and with it, by the journals 24, to the shaft 6 of the mechanism This results in a determined transmission ratio, which can vary so that the position of the point of contact between the central friction ring 14 and the group of rotating bodies 18 is modified and that , as a result, the point of contact between the rotating bodies 19 and the central friction disc 21 is displaced.
The displacement movement to be carried out with a view to varying the transmission ratio, between the shafts 5 and 6 of the support pins 28 of the rotating bodies 18, is produced by a corresponding oscillation of the support bracket 29. (in both directions), which is obtained by the manual member of the extension 30 'of the axis of one of the calipers 290
In the embodiment of the mechanism described by way of example, the tops of the conical friction surfaces 17 and 20 of the friction bodies 14 and 21 disposed centrally or on the same axis, or of the friction cones of the the control part and the controlled part are located close to each other;
furthermore, the vertices of the conical envelopes around the working circles (contact circles) of the rotation bodies 18 (adjustment balls) lie on axes which are situated between the vertices of the conical surfaces 17 and 20. This results in favorable rolling ratios, less wear, possibility of greater force transmission and higher efficiency
In the second example (Figs. 4 and 5), two groups of rotating bodies 18 are provided in the housing, one of which is arranged in a support frame 31 and the other in the support frame. 31a placed in the same way as the frame 31; two support frames 31 and 31a are not guided, neither radially nor centrally, in the middle part of the housing.
The three rotation bodies 18 of the two groups act, on the one hand, on the conical friction surfaces 17 of the two central friction rings 14 each forming a part of the automatic ball locking mechanism and, on the other hand, on a central common friction disc 39, which is located between the two aforementioned groups and has on these two sides a conical friction surface 40 or 41 for attacking the spherical friction surfaces 19 of the corresponding rotating bodies. The friction disc 39 is rotatably mounted and movable axially on the shaft 5a passing through the casing 1a by means of needle bearings 42, and this shaft 5a also carries the two catches with the friction rings 14.
The two support frames 31 and 31a independent of the casing 1a are centered by means of the attached spherical rotation bodies 18 on the conical surfaces 17, 40 and 17, 41 of the friction rings 14 and of the friction disc 39. The latter is engaged by a peripheral toothing 43 with a toothed wheel 44 which is fixed on the shaft 45 passing through the casing 1a and comprising two ball bearings 46.
According to fig 5, the support frames 31 and 31a are each connected, by axial extensions 30 'of the upper bracket 29, to
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a support pad 47 disposed in a part 4a of the housing. Each cushion 47 rests by a spherical surface in an opening 48 provided in part 4a of the casing, so that the frames 31 and 31a can take pendular movements around the bearings of the cushion obtained.
The axial extensions 30 'firmly hold the axles frames 31 and 31a in the bearings 47 in the peripheral direction of the housing 1a. The two frames 31 and 31a have, on the axial extension 30' of the corresponding yoke 29 (not shown) ), a rotary connection with each other by means of levers or toothed segments, so that they can be moved by hand by means of a common actuator. This movement serves to change the position of the rotation bodies 18 of the two groups with respect to their point of contact, on the one hand, with the associated central friction ring 14 and, on the other hand, with the common central friction disc 39, in order to vary the transmission ratio between the control shaft 5a and the controlled shaft 45.
As, with this embodiment, the two ends of the shafts 5a and 45 are free, one or the other end of the shaft can be used at will for connection to a power source or to an actuating part. - nero
The above-described embodiment of the mechanism with two groups of rotating bodies is suitable for the transmission of greater powers than with the arrangement having only one group of rotating bodies.
This embodiment could also be modified in such a way that the central and median friction body 39 common to the two groups of rotating bodies is made in several parts and in the form of an axially acting automatic ratchet.
The tapered friction surfaces 17 or 20 of the friction ring 14 or the friction disc 21 may be recessed, in order to better adapt to the rotating bodies 18 (adjusting rolling bodies).
CLAIMS.
1. Progressive mechanical speed variator, characterized by a set of friction body acting in concert, and comprising at least one group of three rotation bodies arranged and distributed regularly in the direction of the periphery., Each having a spherical friction surface , the axes of these rotational bodies being adjustable together with respect to the points of contact of these rotational bodies with the conical friction surfaces of two opposed central friction bodies, one of which works jointly with 1- ' drive shaft and the other with the driven shaft, so that either one of these two central friction bodies or the entire group of rotating bodies is supported so as to be able to perform pendular movements.