Dispositif de transmission de force à vitesse variable. L'invention se rapporte à un dispositif de transmission de force à vitesse variable :dans lequel n'importe quel changement de vitesse peut être obtenu, soit en marche avant, soit en marche arrière.
Ce dispositif comporte un train d'engre nages épicycloidal dont deux des éléments sont reliés entre eux par un changement de vitesse à. friction comportant un élément co nique primaire, au moins un élément conique secondaire, et au moins un moyen de trans mission mobile coopérant avec. eux.
On a déjà proposé, pour des :dispositifs de transmission à. vitesse variable du type à friction et dans lesquel@.s on a recours à, un certain nombre d'éléments coniques, dirigés en sens inverse les uns, par rapport aux au tres, clé transmettre le mouvement d'un élé ment conique à un autre par l'intermédiaire d'un rouleau ou d'une bille, d'un anneau ou d'une bague entourant l'un desdits éléments, ou d'avoir recours à. plusieurs de ces disposi tions.
Ce qui distingue le dispositif selon la présente invention, ce .sont des moyens pro- -duisant sur au moins l'un des éléments co niques une poussée axiale maintenant lesdits éléments et ledit moyen de transmission mo bile en contact étroit entre eux, dans le but d'assurer un bon entraînement à toutes char ges. Ces moyens peuvent être constitués par des sortes de cames avec ou sans ressorts an tagonistes.
Pour équilibrer les efforts, on peut @dis- poser deux ou plusieurs éléments coniques sem blables à des distances angulaires désirées, de préférence à. des écartements angula.iro égaux autour .de l'élément conique central dirigé en sens inverse par rapport aux mi tres;
ces "éléments, disposés autour de l'élé ment central, peuvent être montés sur des supports établis, par exemple dans une cage et maintenus en position par des organes flottants annulaires ou bagues agissant par friction, et propres à éliminer la poussée sur les paliers. la. poussée radiale qui agit entre ces parties et les anneaux flottants mainte nant les pièces en position.
On peut avoir recours à un train épicy- c.loïda-1 du type à. engrenages, ou avoir re cours à un train épicycloïdal à friction; la poussée axiale appliquée à un ou plusieurs des éléments coniques peut alors être uti lisée pour augmenter la friction nécessaire à l'entraînement des différents organes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'ob jet de l'invention et deux variantes.
Les fi-. 1, 2 et 3 en sont des coupes lon gitudinales, et Les fig. 4 et 6 deux schémas des varian tes; Les fig. 5 et 7 sont des coupes transver sales relatives aux fil-. 1 .à 3.
Dans ces exemples, le train épicycloïdal comporte trois éléments mobiles. Un de ces éléments est relié à l'arbre moteur, le deuxième .à l'arbre à entraîner, alors que le troisième est, ou bien relié à un tambour co nique en acier trempé; et poli ou en une ma tière appropriée, ou bien, établi le long d'un tel tambour en formant pièce avec celui-ci ou relié à; celui-ci par .des engrenages.
Dans la fig. 1, 8 est une poulie motrice reliée par des boulons et des pièces d'écar tement à la. cage 9 d'une transmission épicy- cWiidale; cette cage comporte un arbre 10 qui est supporté par des paliers appropriés, non montrés sur le dessin. Les boulons et les pièces d'écartement de la. cage portent librement des pignons satellites ou planétaires 11 engrenant avec un pignon central 12 et avec une bague dentée 13. Le pignon cen tral 12 est monté sur l'extrémité d'un arbre 14 qui se prolonge par une partie conique ou tambour conique principal 15 en acier trempé et poli ou en une autre matière ap propriée.
L'arbre 14 est supporté par un pa lier à. billes 16 logé dans un manchon 17 calé sur un prolongement, en forme de manchon, <B>d'a</B> moyeu de la. poulie 8. Ce manchon 17 forme pièce à l'une de ses extrémités avec une roue dentée 1$ engrenant avec un pignon denté 19 monté sur un arbre 20 supporté dans des paliers prévus dans un. boîtier 21.
Sur l'arbre 20 est calé un tambour conique se condaire 22 entraîné par le pignon 19 de la façon suivante: le moyeu du pignon 19 coin- porte, en 23, une partie en forme de came en bout constituant une sorte de coin coopF;- rant avec. une saillie 24 de forme correspon dante prévue sur le tambour 22; lorsque le pignon 19 entraîne le tambour 22, celui-ci est sollicité par la surface de la. came dans la. direction dé la. flèche 25.
Le tambour comique secondaire 22 est dis posé parallèlement au tambour conique princi pal,. mais sa conicité est dirigée en sens inverse. Un élément de transmission intermédiaire 26 est en contact avec les deux tambours coniques 15 et 22 et est libre de tourner entre ceux- ci;
cet élément est constitué par un anneau flottant qui peut être -déplacé latéralement par l'intermédiaire d'un dispositif de com mande comprenant une fourchette 27 (fig. 1 et 5) appuyant sur les faces latérales de l'a.ii- neau et montée sur un .coulisseau 28 qui est déplacé par tout mécanisme moteur appro prié non représenté. Les surfaces interne ct externe de l'anneau 2,6, qui viennent en con tact avec les tambours coniques 15 et 22, ont leurs bords arrondis comme montré sur la coupe de l'anneau. La poussée axiale,
duc aux surfaces 23 et 2.1 en forme de cames du tambour conique 22, maintient les cônes 1i et 22 ainsi que l'anneau 2,6 en contact, cc- qui assure un bon entraînement par friction. Il résulte de ce qui précède que la. poulie mo trice 8 oblige la roue dentée 1$ à entraîner le pignon 19 qui, à son tour, produit l'en traînement du tambour conique secondaire 22, ce dernier transmettant son mouvement. au tambour conique principal 15 et au pi -non central 12.
Le tambour conique 15 est entraîné par le tambour conique 22 à, une vitesse qui varie avec La. position dans la quelle l'anneau 26 est amené par la. four chette 27.
On voit que si, par la poulie 8, une vitesse constante est appliquée à la cage 9, à la, roue 18, au pignon 19 et au tambour 22, le pi gnon central 12 et, par conséquent, la. bague 1,3 sont entraînés à une vitesse variable qui est transmise à une poulie 29 calée sur le moyeu d'une cage portant la, bague den tée 13.
Dans certains cas, plusieurs tarabours co niques secondaires 22 peuvent être disposés parallèlement au tambour conique primaire avec leur conicité dirigée en -sens inverse par rapport à ce dernier.
Dans l'exemple montré sur la, fig. 2, le train épicycloïda_l est du type à friction comportant des satellites ayant des surfaces actives bombées propres à entraîner par fric tion un élément central et des éléments an nulaires, des moyens étant prévus pour créer une poussée axiale produisant l'adhé rence nécessaire à. l'entraînement par fric tion. Sur cette figure,<B>30</B> désigne un arbre moteur sur lequel est calée un volant 31. Cet arbre est rendu solidaire d'un autre arbre 32 supporté par .des paliers établis dans un car ter fixe 33, ledit arbre portant un élément conique primaire 34.
Un prolongement dudit élément 34 comporte des saillies radiales 35 coopérant avec des surfaces en forme de ca mes. .36 prévues sur le moyeu d'une poulie centrale 37.
La, poussée des, cames donne lieu à. un ef fet de friction dans le train épicycloïda.l et dans le train extérieur. On voit que la pou lie centrale 3 7 est. actionnée à une vitesse constante par l'arbre '3.0 et qu'elle subit une poussée axiale sous l'effet des organes 35 et 36.
38 désigne des satellites portés par une cage 39 dont le moyeu, qui -se prolonge en 40, est relié par des: boulons à. un organe de fric tion central 41 en contact avec des éléments de friction 42 appartenant à trois éléments co niques secondaires 43. Les extrémités de ces derniers éléments 43 .sont engagés dans des paliers 44 établis -dans le carter 33. 45 dési gne un disque flottant coopérant avec les éléments de friction 42; aux extrémités op posées -des éléments secondaires 43 sont prévus d'autre éléments de friction 46 en contact avec des anneaux flottants 47.
Cette :disposition élimine la. poussée sur les paliers en ce qu'elle équilibre les efforts des anneaux 45 et 47.
Plusieurs anneaux flottants mobiles 26 sont disposés entre les éléments primaire et secondaires '34 et 43 de la, manière spécifiée au sujet .de l'anneau 26 et des tambours co niques 15 et 22 montrés sur la fig. 1. Dans l'exemple selon fig. 2, on a. prévu trois an neaux 26 qui sont déplacés ensemble par un mécanisme de commande 48 porté par un cou- lisseau 49. La, fig. 7 montre la disposition des .anneaux 26 et des, tambours 34 et 43. En déplaçant le, coulisseau 49, on amène les anneaux 26 dans toute position voulue rela tivement aux tambours 34 et. 43.
De cette façon, la cage 39 est entrainée ,à une vi tesse variable par la poulie centrale 37, ainsi qu'un anneau 50 formant le troisième mem bre dû train épicycloïdal dont le mouvement est transmis à. un arbre 51, qui est l'arbre commandé.
Dans l'exemple représenté par la fig. 3, une vitesse constante est appliquée .à une cage 52 par un arbre moteur 53 portant un vo lant 54, la cage étant reliée à une poulie cen trale 55 entraînant trois tambours secondai res 5,6,, de la. façon spécifiée au sujet -de la fig. 2, qui, à leur tour, agissent sur un éY#- ment conique primaire 57 par l'intermé diaire :d'anneaux flottants 58, l'agencement -le ces .différents organes étant analogue ïï ceux montés respectivement sur les fig. 2 et 7.
L'élément conique primaire 57 commande, par l'intermédiaire de saillies et cames 35 et 36, analogues à. celles décrites. à propos de la fig. 2, un pignon central 59 à. une vi tesse variable. Il en résulte qu'un anneau 60 entraîné par les éléments planétaires ou sa tellites transmet son mouvement à un arbre 61, passant librement au travers de l'arbre creux du pignon central 59 et de l'arbre creux de l'élément conique primaire 57 comme montré. L'arbre 61 est supporté par -les paliers appropriés 62.
La. disposition montrée schématiquement. sur la fig. 4 est relative au cas où une pou lie centrale 63 est actionnée par un arbre moteur 64 sur lequel est monté un élément conique primaire G5. Cet élément conique entraîne -à vitesse variable un élément conique secondaire 66 par l'intermédiaire -d'un an neau flottant et mobile 26. Un élément de friction 67 entraînant un anneau 68 relié à un autre anneau 69 actionne un satellite 70 supporté par une cage 71 solidaire d'un ar bre commandé 72. La. disposition n'est mon trée que schématiquement sur la, figure et.
il est évident que pour obtenir un équili brage, on aurait recours à un certain nom bre d'éléments coniques secondaires 6'6 coo pérant avec -des éléments 6,7, de même qu'à plusieurs satellites 70 et à une cage pour coopérer avec la, poulie centrale 6.3, et que, finalement, on utiliserait des moyens pro pres à produire une poussée axiale sur un ou plusieurs des éléments coniques.
La fig. 6r montre une disposition sensible ment analogue à .celles montrées sur les fig. 5 et 7, mais, dans ce cas, on a, seulement re cours à. deux anneaux flottants 26 coopérant avec des éléments coniques primaire et secon daires, un anneau flottant coordonnant les mouvements des deux éléments coniques se condaires.
Le rapport des vitesses des tambours co niques et du train épicyeloidal est, dans. tous les cas, -de préférence, choisi de manière telle, que lorsqu'une réduction de vitesse a lieu entre l'organe moteur et l'organe en- traîné,. la, vitesse périphérique du tambour conique soit plus élevée que dans le cas od les organes moteur et entraîné se déplacent à. la même vitesse, ce qui permet d'obtenir le couple croissant nécessaire sans devoir augmenter anormalement la pression néces saire pour avoir l'adhérence voulue pour les surfaces de friction.
Pour illustrer -ce qui précède, on suppo sera qu'on a recours à. un train épicycloïdal dans lequel les organes sont dans un rap port de un à quatre, et dans lequel l'organe moteur est relié à. la. cage portant le ou les éléments satellites, alors due l'organe en traîné est relié .à. l'élément ,denté intérieure ment ou l'élément extérieur et que le pignon central est relié au tambour conique pri-- maire, la disposition étant donc analogue à celle montrée sur les fig. 1 et '3.
Il est 6vi- dent que si l'organe entraîné est maintenu immobile et que si l'organe moteur tourne, le pignon central, tourne quatre fois plus vite que l'organe moteur et, pour cette raison, quand la. vitesse du pignon central devient moindre que quatre fois la vitesse de l'or gane moteur, l'élément entraîné ou la bague extérieure de la. transmission sera. obligé (le tourner dans le même sens. Quand la. vitesse de l'élément ou pignon central diminue jus qu'à tourner à .. la, même vitesse que l'organe moteur, l'organe entraîné est obligé de tour ner à cette vitesse en prise directe sans qu'il en résulte une réduction de vitesse.
De même, si la, vitesse -du pignon central devient plus grande que quatre fois la vitesse de l'or gane moteur, l'organe entraîné tourne en sens inverse produisant ainsi un renversement de marche, qui peut être accru jusqu'à toute va leur voulue, pour l'orga.ne moteur, mais en sens contraire.
Le ou les tambours coniques secondaires sont reliés à l'organe moteur de façon à. donner lieu à tout rapport de vitesse voulu qui. à titre d'exemple, peut être supposé être le même que celui admis pour le train épicy- cloïdal dont il a été question ci-dessus, les rapports des diamètres des tambours coni ques pouvant, toutefois, être prévus de ma nière à. satisfaire à toutes les conditions qui peuvent se présenter. Par exemple, dans cer tains cas, le rapport peut. aller de quatre à un jusqu'à, un à. deux.
Le ou les tambours coniques secondaires qui sont reliés à. l'organe moteur, tournent donc à. une vitesse relative déterminée par rapport à celle cludit organe moteur, alors que le tambour conique pri maire est relié au pignon central et tourne par l'effet de l'adhérence des moyens de transmission établis entre les tambours co niques. Quand lesdits moyens ont déplacA longitudinalement, il viennent en contact.
avec des points qui se trouvent sur .des sec tions de diamètres différents -du ou des tam bours, et il en résulte que la vitesse du pi gnon, central et, par suite, celle de l'organe entraîné, sera, modifiée dans l'un ou l'autre sens, suivant la position relative desdits moyens par rapport audit ou auxdits: tam bours coniques.
En résumé, n'importe quel changement de vitesse peut être obtenu, au moyen du dispositif selon l'invention, soit en marche arrière, soit en marche avant.
Pour obtenir la. pression nécessaire sur les moyens de transmission pour produire l'en traînement par adhérence, un ou plusieurs tambours coniques peuvent être sollicités par poussée axiale produite par des cames avec. ou sans ressorts. La réaction opposée à cette pression peut être supportée par les paliers des tambours coniques, dans le cas de trans missions pour faibles puissances, mais :
dans le cas de transmissions pour puisa.nces élevées, deux ou plus de deux tambours coniques secon daires sont, de préférence, établis radialement par rapport au tambour conique primaire, et chaque extrémité d'un tambour secondaire com porte une partie propre à, agir par friction, en vue de réaliser leur entraînement, sur des éléments annulaires flottants qui l'entourent, ces éléments ayant une force suffisante pour supporter la pression résultant de celle ap pliquée aux moyens de transmissions par les tambours coniques primaire et secondaires. De cette façon, on diminue la poussée sur les paliers.
Pour déplacer longitudinalement le ou les anneaux de transmission ou le ou les rou leaux sollicités par la pression nécessaire à l'entraînement, on peut avoir recours à. une disposition dans laquelle les anneaux, rou leaux ou analogues peuvent être renversés de façon à. donner lieu à. une action suivant une spirale entre les deux tambours coniques.
Pour obtenir le renversement voulu dans l'une et l'autre :direction, dans le cas où l'on a recours .à. des rouleaux, le logement des rou leaux peut être :suspendu à. une articulation à angle droit par rapport à leur axe de rota tion, le déplacement dudit logement étant li mité et a.justable, le tout de façon que tout déplacement du coulisseau de commande fais, basculer ou glisser les rouleaux en les obli geant ià se déplacer jusqu'à ce qu'ils :dépas sent le coulisseau, le basculement pouvant ainsi se corriger automatiquement.
Quand on utilise des billes à la place de rouleaux, leur logement peut être établi de m ani ère telle que les billes soient libres de tourner dans n'importe quelle direction, per mettant ainsi un déplacement latéral en étant soumis à la. pression nécessaire à l'entraîne ment et de tourner idans leur direction nor male sous la commande de tout mécanisme coulissant approprié.
N'importe quel genre de train épicycloïdal peut être utilisé pour actionner les tambours rotatifs; ainsi les tambours :coniques peuvent être établis suivant tout angle approprié par rapport aux organes moteurs avec interposi tion d'engrenages coniques.
La commande de variation de vitesse peut être obtenue automatiquement par l'in termédiaire d'un régulateur contrôlant le dé placement des anneaux, des rouleaux ou ana logues établis entre les tambours coniques ou bien on peut également commander ce dépla cement par le couple de réaction agissant. sur un ressort de tension réglable.
Pour débrayer la. transmission, on peut avoir recours à un embrayage de toute forme apropriée, adjoint à. la. transmission ou fai sant partie de celle-ci.