BE628321A - - Google Patents

Description

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  Transmission à rapport de vitesses variable. 



   La présente Invention concerne une transmission par   galet   déplaçable à rapport de vitesses variable et plus particulière- ment une   transmission   du type toroïdal à variation progressive. 



   De telles transmissions comprennent une paire d'organes   d'entraînement   ayant des surfaces opposées toriques ou toroïdales avec plusieurs galets (de préférence trois)   disposas   antre ces surfaces et en contact   d'entraînement   par friction   avec   ces   surfaces*   Chaque galet est monté de manière à exécuter un   déplacement   de changement au rapport de vitesse ou une   procession   de son   axe   de rotation pour changer le rapport de vitesse de la liaison   d'entrai-.   

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   Bernent   fourni   par les galets entre les organes toroïdaux. Une   transmission   de ce type est décrite dans le brevet américain n    3.008.337.   vans un   dispositif   de   transmission   toroïdale décrit dans   ce   brevet américain les   forces     d'entraînement   par   traction   exercée sur chaque galet sont équilibrées par rapport à une force hydraulique réglable de   manière   telle que tout déséquilibre entre cette force de contrôle et   les   forces   d'entraînement   par traction font se déplacer le galet   d'une   façon provoquant la précession de   changement   du rapport de vitesse du galet,

   vers une position dans laquelle les forces sur ce galet sont de nouveau en   équilibre*   
Ce brevet américain décrit également des moyens   d'amortissement   utilisant le   même   liquide fournisseur de cette force de commande   @   réglable, pour amortir les mouvements de chaque galet provoquant cette   procession.   



   La présente invention prévoit des moyens différents pour amortir ces   Mouvements   de chaque galet provoquant la préces-   si on.    



   L'invention a notamment pour objet une transmission à rapport de vitesses variable, par galets roulant entre des surfaces toriques opposées, les galets étant   sollicités   par une force leur imprimant un déplacement de précession pour changer le rapport de transmission, transmission caractérisée par un dispositif   d'amortis-   sèment hydraulique fermé associé à chaque galet pour amortir le mouvmenet de déplacement de précession,   ce   dispositif étant alimente par une source de pression réglable propre à équilibrer les forces appliquées au galet dans la position qui lui est donnée pour chaque rapport de transmission choisi. 



   On moyen   d'amortissement   hydraulique fermé hermétiquement est associé à chaque galet pour amortir les mouvements provoquant la. précession de ce galet. Avec cette   construction   le liquide employé dans ce moyen   d'amortissement     ferme   hermétiquement peut être 

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 choisi seulement du point de vue des propriétés voulues pour cas 
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 buts dtamortiostmonts   Suivant   un   =de   de réalisation la transmission à vitesse variable comprend des organes d'entrée et de sortie coaxiaux ayant des surfaces de portée toriques;

   plusieurs galets espacés   circon-     férentiellement   disposés entre ces surfaces et en contact d'entra!. nement avec ces surfaces pour transmettre le couple de l'organe   d'entrée   l'organe de sortie; des moyens de support pour chaque galet comprenant des moyens assurant le mouvement pivotant de chan. gement du rapport de vitesse de ce galet sur ces surfaces toriques; chaque moyen de support des galets comprenant aussi un moyen assu- rant le mouvement de son galet d'une deuxième façon en réponse aux variations des forces de traction entre ce galet et ces surfaces toriques de telle sorte qu'en réponse au mouvement dans cette deu-   xième   façon* ce mouvement pivotant du changement du rapport de vitesses du galet est amorcé;

   un moyen comprenant une source de pression de fluide réglable reliée en fonctionnement à chaque galet pour soumettre chaque galet à une force de commande s'opposant aux forces de traction de telle sorte que chaque galet se déplace   auto..   matiquement vers une position ae rapport de vitesses dans laquelle les forces sur celui-ci sont en équilibre; et plusieurs dispositifs d'amortissement   individuels, à   fluide, fermés hermétiquement, l'un de ces dispositifs d'amortissement étant destiné et relié en fonc- tionnement à chaque galet pour amortir les déplacements de ce galet de cette deuxième manière. 



   L'invention s'étend également aux caractéristiques   résul-   tant de la description ci-après et des dessins joints ainsi qu'à leurs combinaisons possibles. 



   La description ci-après se rapporte   à   des exemples de réalisation représentés aux dessins ci-joints dans lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une   transmis.   



  .ion du type toroïdal suivant l'invention.       

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     - la   Fig.2 est une vue en coupe   suivant   la   ligne   2-2 de la Fig.   1.   



     -. la   Fig. 3 est une vue en coups   partielle   pratiquée   suivant   la ligne   2-2   de la Fige 2. 



   La   transmission   représentée est destinée   particulière*   ment à l'emploi dans une   automobile*   Cependant il est bien entendu que l'emploi de la transmission n'est pas limité et que la trans-   mission   est d'application   générale.   



     En   se reportant maintenant au dessin, la transmission   10   comprend des arbres   d'entrée   et de sortie coaxiaux 12 et   14   respectivement, des organes   toroïdaux   à disques d'entrée et de sortie 16 et   18   montés   coaxialement   sur les arbres 12 et   14   repec-   tiveaent   et relias pour être entraînés par ces arbres et plusieurs galets   20   espacés circonférantiellement disposés entre les surfaces toriques des organes à disques 16   et -18   et en prise   d'entraînement   avec ces surfaces. De préférence, comme représenté, il est prévu trois galets 20 entre les organes toroïdaux   16   et 18.

   Egalement au moins   l'un   des organes à disque toroïdaux   16   et   18   peut se déplacer axialement vers   l'autre,   Dans ce but l'organe à disque 16 est supporté sur l'arbre d'entrée 12 de manière à pouvoir se déplacer axialement le long de celui-ci. 



     L'organe à   disque toroldal d'entrée 16 a une surface toroldale 22 qui de préférence est engendrée par la rotation   d'un   arc sensiblement circulaire autour de l'axe commun des arbres d'en- trée et de sortie   12   et 14, le centre de   l'arc   générateur décrivant le cercle   24   pour engendrer la surface torique 22.   L'organe à   disque toroldal de sortie 18 a une surface toroïdale analogue 26 faisant face à la surface toroldale d'entrée 22 et a sensiblement le même cercle 4 de centre torique. 



   Les arbres   12   et 24 sont supportés par des paliers 30 et 32 dans un carter en plusieurs parties comprenant des sections d'extrémité   34   et 36 et une section intermédiaire 38 fixée à ces 

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   testions   d'extrémité  La section   intermédiaire   du carter 38 est une structure de   chassie   en Y entre laquelle sont montés trois galets 20, cette structure en Y fournissant les paliers d'extré-   mité     40   et   42   pour les extrémités voisines des arbres   12   et 14. 



   Chaque galet 20 tourillonne dans les   pariera     44   et 46   ' sur   une brocha 48, ces   paliers   de chaque   galet 20   étant   connue   pour supporter leur galet contre des charges radiales et pour supporter son galet 20 contre la pression radiale vers l'extérieur par rapport à l'axe de transmission et le long de sa broche 48. 



   L'axe de chaque broche de galet 48 se trouve sensiblement dans un plan radial passant par l'axe de transmission. Un ressort 49 de préférence sous forme de rondelle dite "Belleville" est disposée entre le chemin de roulement intérieur du roulement   46   et un épsu- lement sur la broche   48   de sorte que la poussée axiale sur le galet 
20 sert par son roulement   46     à   comprimer le ressort   49   en répar- tissant ainsi la poussée axiale entre les paliers   44   et 46.

   Etant donné que le ressort   "Belleville"     49   est disposé entre le roulement 
46 et la broche   48   il sert à limiter la charge de poussée supportée par ce roulement 46, ce roulement ayant une capacité de supporter une charge sensiblement plus petite que le roulement 44* 
Chaque broche de galet   48   est supportée par un arbre pivotant 50 pour le mouvement changeant le rapport de vitesse de son galet autour de l'axe de son arbre pivotant et par rapport aux surfaces toriques 22 et 26. Par rapport à l'axe de transmission chaque galet 20 est disposé sur le   coté   intérieur radialement de son arbre pivotant associé 50.

   L'axe de chaque arbre pivotant $0 est sensiblement tangent au cercle de centre   toroldal     24   et est disposé dans un plan perpendiculaire à   l'axe   de transmission. Done les arbres pivotants 50   comme   les galets 20 sont   esp@@és  circonfé-   rentiellement   autour de   l'axe   de transmission, un   a@bre   pivotant 50 existant pour chaque galet. 



   Chaque arbre pivotant 50 tourillonne dans des roulements 

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 à rouleaux 52   portés   par la section intermédiaire du carter   38.   



  Chaque broche de galet   48   a une plaque   d'extraite   54 ayant une rainure 56 sensiblement semi-cylindrique en face d'une   rainure   correspondante 58 dans   la   surface d'une parti* centrale agrandit de son arbre pivotant associé. Chacune de ces rainures semi-cylin-   driques   56 et 58 est disposée parallèlement à   l'axe   de son arbre pivotant associé 50. Une goupille   60   est montée dans chaque paire de rainures se faisant face 56 et 58 de sorte que par l'intermédiaire de sa goupille   60   le galet associé 20 est supporté par l'arbre 50 pour le mouvement de changement du rapport de vitesses du galet avec l'axe de son   arbre 50   et autour de celui-ci. 



   Chaque goupille permet aussi un mouvement pivotant limité de son galet 20 associé autour de l'axe de cette goupille pour égaliser les pressions de contact de ce galet contre les sur- faces toriques 22 et 26, 
Chaque arbre pivotant 50 a un   mouvement   limité le long de son axe et sa plaque 54 de la broche du galet associé   à   des languettes ou pattes 52 logées dans une fente transversale ou rainure   64   dans l'arbre 50 de sorte que le mouvement d'un arbre 50 le long de son axe a pour résultat un mouvement correspondant de son galet   50   dans ce sens.

     Evidemment   étant donné que la fente transversale 64 sur chaque arbre pivotant 50 est disposée à angle droit par rapport à la goupille voisine 60, cette mise en prise entre chaque   fente   transversale 64, de l'arbre pivotant et les pattes 62 de la broche de galet ne gène pas le mouvement pivotant limité de la broche 54 de galet   associée   autour de l'axe de la goupille oO pour égaliser les pressions de contact du galet   associé   20 contre les   sur fèces   toriques 22 et 26. 



   Chaque arbre pivotant 50 a   un     ressort 66   le   poussant   dans un sens le long de   son. axe   contre une force réglable appliquée à l'autre extrémité de cet arbre par un levier 68 et une butée 70, un de ces leviers 68 existant pour chaque arbre pivotant 50. Une 

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 pression de fluide (de préférence hyaraulique) réglable est   appli-   quée contre l'autre extrémité de chaque levier b8 par un piston 72, chaque levier b8 étant supporté de façon pivotante entre ses extrémités par un pivot 74. La fonction du levier 68 est seulement d'amplifier la force de la pression hydraulique du piston 72 contre l'arbre pivotant associé 50. 



   Le sens de rotation de la transmission est tel que comme on le voit dans la   Fig. 2   l'organe torique d'entrée 16 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et par conséquent que les forces de traction F' exercées par les organes toriques 16 et 18, par exemple sur le galet 20 inférieur sont dirigées vers la gauche. 



  Tout déséquilibre des forces de traction sur un galet et les forces sur son arbre pivotant 50 et le long de celui-ci ont pour résultat le déplacement du galet et de son arbre pivotant 50 le long de l'axe de cet arbre. Comme décrit dans le brevet américain   précitée   ce mouvement d'un galet 20 le long de l'axe de son arbre pivotant 50 a pour résultat la précession ou mouvement pivotant changeant le rapport des vitesses du galet avec l'axe de son arbre pivotant 50 et autour de celui-ci jusqu'à une position de rapport de vitesses dans laquelle les forces sont de nouveau en équilibre. 



   Comme on le sait, la précession changeant le rapport des vitesses des galets peut aussi être produite en faisant bascu- ler chaque galet autour de son axe sur une ligne ou parallèlement à une ligne passant par les points de contact du galet avec les organes toriques 16 et 18. Comme décrit également dans le brevet améri- cain précité, si un tel axe de basculement du galet est décalé par rapport à une ligne passant par les points de contact du galet avec les organes toriques, les forces de traction exercées par les organes toriques 16 et 18 sur chaque galet appliquent un couple sur le galet autour de son axe de basculement, couple qui peut être équi- libré par la force de commande hydraulique.

   Par conséquent on peut suivant la présente invention   employerce   basculement des galets 

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 pour   provoquer   la précession changeant le rapport des vitesses des galets au lieu de déplacer chaque galet le long de   l'axe   de   .on   arbre pivotant 50. 



   La pression de   Commande   pour commander la position du rapport des vitesses des galets 20 est fournie par une pompe 80   à   une conduite 82. Une soupape de sécurité   84   sert à limiter   la '   pression de sortie de la pompe 80 et une soupape de by-pass réglable 
86 sert quand elle est ouverte à faire revenir par le by-pass le fluide du conduit de la pompe 82 à la canalisation d'alimentation d'entrée 88 de la pompe. De cette façon la pression de sortie de la pompe 80 peut être augmentée ou abaissée en fermant ou en ouvrant respectivement la soupape de by-pass 86. 



   La canalisation de pression de commande ou de sortie 82 de la pompe 80 est reliée par un conduit 90 à un cylindre 92 pour chaque piston 72, une canalisation 90 existant pour chaque galet 
20. La disposition est telle que la pression de commande fournie à chaque cylindre 92 agit contre son piston 72, ce piston agissant par l'intermédiaire de son levier 68 sur l'arbre pivotant associé 50 pour s'opposer au ressort 66 et aux forces de traction F sur le galet associé. Un ressort   94   est également prévu pour maintenir le piston, le levier 58 et l'arbre 50 en contact l'un avec l'autre. 



   Avec cette disposition chaque galet 20 se déplace auto- matiquement et indépendamment des autres galets jusqu'à une position de rapport de vitesses dans laquelle les forces de traction sur ce galet, la force de la pression de commande hydraulique exercée sur   l'arbre   pivotant 50 de ce galet et les forces des ressorts 66 et 94 sur cet arbre pivotant sont en   équilibre.   La grandeur des forces des ressorts 66 et   94   sur l'arbre pivot associé 50 est faible par rapport à celle de la force de commande hydraulique et des forces de traction. Egalement parce que l'étendue du mouvement de chaque arbre pivotant 50 le long de son axe est petite,,les forces des ressorts 66 et 94 sur celui-ci sont sensiblement constantes. 

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     L'extrémité   de chaque arbre pivotant de galet 50 éloi- gnée du levier de pression de commande 68 est munie d'un dispositif amortisseur à fluide 96 pour amortir les   mouvements   provoquant la précession du galet associé. C'est-à-dire que chaque dispositif amortisseur 96 est prévu pour amortir le mouvement de son arbre pivotant 50 et de son galet 20 dans un sens parallèle à l'axe de cet arbre. Dans ce but chaque arbre 50 a une partie d'extrémité de diamètre réduit sur laquelle est fixé par des goupilles 100 un organe 98 analogue à un piston. Le piston 98 peut coulisser dans un espace cylindrique 102 formé par un organe enveloppe   104   fixé sur la partie voisine de la section 38 du carter de la transmission. 



  L'espace cylindrique 102 est rempli d'un fluide d'amortissement qui de préférence est un liquide dont la viscosité est élevée et varie relativement peu avec les variations de   température,   tel qu'une huile au silicone de viscosité élevée, Des joints étancnes 106 sont prévus pour fermer de façon étanche les extrémités de l'espace cylindrique 102 et un joint étanche 108 est prévu autour de la périphérie du piston 98. Cependant le piston 98 a une   ouver-   ture restreinte 110 à travers celui-ci pour le passage du fluide d'amortissement à travers   celle-ci   d'un   coté   du piston 98 à l'autre. 



   Le fluide d'amortissement et l'ouverture restreinte sont choisis de telle sorte que la constante d'amortissement de chaque dispositifamortisseur 96 est dans la gamme de 356 g/cmà 1424 g/cm par seconde et de préférence est d'environ 890 g/cm par seconde,   lans   ce but chaque dispositif amortisseur 96 a son espace cylindrique 102 rempli d'un fluide au silicone ayant une viscosité élevée. En employant   un! fluide   d'amortissement à viscosité élevée il est possible d'obtenir la force d'amortissement voulue avec un passage d'amortissement restreint 110 ayant un   dia@ètre   finimum suffisamment grand pour qu'il y ait peu ou pas de   d@@ger   que ce pas- sage s'obstrue.

   Un fluide au silicone ayant une viscosité en centi- stokes   à   38 C d'environ, 12 300 a été trouvé satisfaisant. Avec ce 

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 fluide   d'amortissement à   viscosité élevée, une force d'amortissement appropriée est fournie parchaque dispositif amortisseur 96 avec son piston d'amortissement 98 ayant une surface efficace d'environ   431,5   mm2 et ayant un passage restreint 110 avec un diamètre mini* mum d'environ 1,02 mm. 



   Etant donné que chaque dispositif amortisseur 96 a son fluide d'amortissement enferme de façon étanche dans celui-ci, il y a peu ou pas de danger que des éléments   étrangers   pénètrent dans le fluide d'amortissement et obstruent éventuellement son passage d'amortissement restreint 110. 



   Comme représenté également dans le dessin, l'organe à disque toroïdal d'entrée 16 est mobile axialement vers l'organe à disque toroldal de sortie 18 pour presser les galets 20 entre eux. 



  Dans ce but un ressort   120   du type rondelle "Belleville" agit par l'intermédiaire   d'un   dispositif à came et   à   cale 122 pour pousser axialement l'organe à disque   toroïdal   16 vers l'organe à   disque     toroldal   18. Le ressort 120 fournit ainsi la pression de contact Initiale ou charge préalable des galets 20 contre les organes 1 disques toroïdaux 16 et 18. Le dispositif à came et à cale 122 comprend un organe de came annulaire 124 qui est calé sur un épaule- ment 126 sur l'arbre d'entrée 12 par-plusieurs billes 128 logées dans des cavités semi sphériques opposées dans cet   épaulement   et dans l'organe à came.

   Le dispositif à came et à cale 122 comprend aussi une partie de came   130   sur le disque toroïdal d'entrée 16. 



   L'organe à came   124 &   plusieurs évidements de came espacés circonférentiellement opposés chacun à un avidement de came correspondant sur la partie de came 130.   De   plus, une cale 132 qui est représentée sous forme d'une bille sphériqeu est disposée à l'intérieur de chaque paire opposée de ces évidements de cane et une cage   134   est prévue pour maintenir les cales   132   en place. 



  Quand un couple est appliqué à l'arbre d'entrée 12;   l'orgene à   came 124 tourne par rapport à la partie de came   130   pour coincer les 

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 cales   132   entre ceux-ci pour transmettre ce couple et de ce fait pour charger axialement les organes à disque toroïdaux l'un vers   l'autre   contre les   galets*   
Les détails du ressort de charge préalable 120 et du dispositif à came et à cale 122 pour charger les organes à disques toroïdaux 16 et 18 contre les galets 20 ne font pas partie de la présente invention* 
Il est bien évident que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 



    REVENDICATIONS.   
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Claims (1)

1. 1. Transmission à vitesse variable comprenant des orga- nes coaxiaux d'entrée et de sortie portant des surfaces toriques opposées, plusieurs galets espacés circonférentiellement entre ces surfaces et en contact d'entraînement avec celles-ci pour transmettre un couple de l'organe d'entrée à l'organe de sortie, et un moyen de support des galets pour chaque galet comprenant un pivot assurant le mouvement pivotant de changement de rapport de vitesses de ce galet sur les surfaces toriques, chaque moyen de support des galets comprenant également des moyens de pivotement des galets assurant le déplacement de son galet d'une seconde façon en réponse aux chan- gements des forces de traction entre ce galet et ces surfaces tori- ques de telle sorte qu'en réponse au déplacement de la deuxième manière,

   le mouvement pivotant du galet changeant le rapport des vitesses soit amorcé, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens à pression de fluide comprenant une source de pression de fluide réglable opérativement reliée à chaque galet pour soumettre chaque galet à une force de commande s'opposant aux forces de traction de telle sorte que chaque galet se déplace automatiquement vers une <Desc/Clms Page number 12> position de rapport de vitesses dans laquelle les forces qui s'exer- cent sur ce galet sont en équilibra et plusieurs dispositifs amertisseurs à fluide individuels fermés hermétiquement,

   un disposi- tif @mortisseur étant prévu pour chaque galet et étant relié à celui-ci pour amortir les mouvements de ce galet dans la deuxième manière.

   2. Transmission à vitesse variable suivant la revnedica- tion 1, caractérisée en ce que chaque dispositif amortisseur à flui- de comprend un ensemble piston-cylindre rempli d'un liquide, un De ces éléments étant relié à son galet associé, l'ensemble ayant un passage restreint pour le transfert du liquide d'un côté à l'autre de son piston* 3. 'Iransmission à vitesse variable suivant la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce que le liquide est un liquide aux silicones ayant de préférence une viscosité d'environ 12.500 centi. stokes à 38 C.

   4. Transmission à vitesse variable suivant la revendica- tion 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que chaque organe de pivotement de galet comprend un arbre pivotant mobile le long de son axe et relié à son galet de façon que le mouvement pivotant changeant le rapport des vitesses du galet constitue le mouvement pivotant du galet autour de l'axe de cet arbre et que le mauve.ment du galet dans sa deuxième manière constitue le mouvement de translation du galet avec son arbre dans un sens parallèle à l'axe de cet arbre.

   5. Transmission à vitesse variable suivant la revendica- tion 4, caractérisée en ce que la force de commande de la pression du fluide est appliquée à une extrémité de chaque arbre pivotant de galet et le dispositif amortisseur à fluide associé est relié à l'autre extrémité.

   6. Transmission à vitesse variable suivant la revendica- tion 5, caractérisée en ce que chaque dispositif amortisseur à flui- de comprend un ensemble cylindre-piston rempli d'un liquide aux <Desc/Clms Page number 13> silicones et ayant son élément mobile relié à l'autre extrémité de l'arbre pivotant de son galet associé pour se déplacer avec cet arbre le long de l'axe de l'arbre, cet ensemble ayant un passage restreint pour le transfert du liquide d'un côté à l'autre de son piston.

   7f Transmission à vitesse variable suivant la revendica- tion 6, caractérisée en ce que chaque passage restreint a un diamètre minimum au moins égal à environ 1 mm et chaque dispositif amortis- seur à fluide comporte un coefficient d'amortissement situé dans la gamme de 356 à 424 g/cm par seconde.

   8. Transmission à vitesse variable suivant la revendica- tion , caractérisée en ce que chaque dispositif amortisseur de fluide a un coefficient d'amortissement situé dans la gamme de 356 à 1424 g/cm par seconde.

   9. Transmission à vitesse variable suivant la revendi- cation b, caractérisée en ce que le liquide aux silicones a une viscosité d'environ 12.500 centistokes à 38 C.