Mécanisme de commande pour dispositif de transmission à entramement par friction La présente invention a pour objet un mécanisme de commande pour un dispositif de transmission à entraînement par friction, à rapport de transmission variant d'une manière continue, dans lequel l'entraî nement entre des éléments coaxiaux menant et mené est assuré par des organes tournant sur des arbres d'orientation réglable,
les surfaces de roulement des éléments et organes venant en prise l'un avec l'autre étant disposées de telle manière que le déplacement angulaire de ces arbres fasse varier en sens opposés les rapports de transmission entre l'élément mené et les organes tournant sur les arbres et entre ceux-ci et l'organe menant, tandis qu'un mécanisme de ré glage du rapport de transmission permet d'effectuer le réglage simultané de ces arbres.
Ce mécanisme de commande est caractérisé par le fait qu'il comporte un organe de commande susceptible d'être déplacé pour faire varier le rap port de transmission du dispositif et relié au méca nisme de réglage du rapport de transmission par des moyens comportant un dispositif élastique limiteur de pression agissant, pour les deux directions de déplacement de l'organe de commande, pour res treindre l'effort appliqué à ce mécanisme à une va leur déterminée et assurer le déplacement angulaire desdits arbres pendant le fonctionnement du disposi tif de transmission sans pouvoir exercer un effort excessif sur les organes du dispositif à l'encontre de la résistance opposée par le frottement aux points de contact.
Le dessin schématique ci-joint représente,. à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe longitudinale repré sentant le dispositif de transmission à entraînement par friction auquel s'applique le mécanisme de com mande.
La fig. 2 est une vue de détail représentant approximativement les rainures en forme de cames dans un plateau de commande permettant de modi fier la vitesse suivant une progression géométrique par rapport au mouvement angulaire dudit plateau.
La fig. 3 est une autre vue de détail représen tant approximativement les rainures en forme de ca mes d'un plateau de commande permettant d'obtenir des modifications de vitesse variant suivant une pro gression hyperbolique par rapport au déplacement angulaire dudit plateau.
La fig. 4 est une vue en élévation, partiellement en coupe axiale, du mécanisme de commande cons tituant la première forme d'exécution et susceptible d'être utilisé avec le dispositif de transmission re présenté aux fig. 1 à 3.
La fig. 5 est une vue en coupe d'un détail suivant la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue en élévation d'un détail, à plus grande échelle, du mécanisme de commande constituant la seconde forme d'exécution.
La fig. 7 est une vue en bout du mécanisme représenté à la fig. 6 faisant apparaître une disposi tion préférée de son organe dé commande.
Les fig. 1, 2 et 3 représentent schématiquement un dispositif de transmission à entraînement par fric- tion de type connu comprenant des éléments co axiaux 1, 2 dont l'un forme l'élément menant et l'autre, l'élément mené, ces éléments présentant des jantes d'entraînement par friction 3 et 4, ces jantes étant écartées l'une de l'autre dans le sens axial et étant en prise avec des corps sphériques 5 dont le nombre est égal au moins à trois et de préférence à cinq.
Ces corps sphériques sont distribués d'une ma nière régulière le long de la périphérie des jantes d'entraînement par friction 3 et 4 et sont maintenus en prise avec ces dernières par un organe de com pression constitué avantageusement par un anneau extérieur 6 tournant librement et dont la surface intérieure 7 épouse la courbure des corps sphéri ques 5.
L'expression corps sphérique, utilisée dans la présente description signifie un corps dont les sur faces, venant au contact des jantes d'entraînement par friction ou de parties analogues des éléments menant et mené et au contact de l'anneau extérieur de maintien ou autre organe de compression for ment des parties d'une sphère pour toutes les orien tations que peut prendre l'arbre portant le corps sphérique sous l'action des déplacements d'un pla teau de commande 16.
Chacun des corps sphériques 5 peut tourner sur un arbre 8 tourillonnant dans les paliers 9 façonnés dans ce corps sphérique 5, cet arbre portant à l'une de ses extrémités en saillie une tête 10 à faces planes et à son autre extrémité en saillie un collier 11 éga lement à faces planes,
cette tête et ce collier venant en prise respectivement avec des guides 12 et 13 en arc de cercle usinés suivant des plans radiaux dans les parois opposées d'un carter entourant les élé ments en regard.
Un épanouissement 14 à surface sphérique en forme de collier porté par une partie en saillie de l'arbre 8 pénètre dans une fente 15 dudit plateau de commande 16, chacune des fentes 15 présentant une forme telle que les arbres 8 bas culent simultanément dans des plans radiaux par rapport aux éléments 1 et 2 autour des axes longi tudinaux des corps sphériques 5 correspondants, de manière à modifier le rapport de démultiplication entre les éléments 1 et 2 lorsque l'on fait subir au plateau de commande 16 un déplacement angulaire autour de l'ensemble. Les parties rainurées du pla teau de commande 16, disposé latéralement par rap port aux corps sphériques 5, épousent à peu près la courbure de ces derniers.
Dans des formes d'exécution connues d'un dis positif de transmission, le plateau de commande peut tourner, sa périphérie étant maintenue à l'intérieur du carter, ce qui entraîne l'inconvénient résultant du fait qu'il faut commander le plateau de commande par un levier faisant saillie à travers une rainure pratiquée à la périphérie du carter, rainure qu'il est difficile de rendre étanche ; ou encore il faut com mander le plateau de commande par un dispositif à vis sans fin qui ne convient pas à la commande sensible du plateau de commande par les moyens décrits ci-après.
Dans le dispositif représenté, le carter enfermant les éléments menant et mené comprend une pièce principale d'extrémité 17 et une pièce opposée 18 formant couvercle, la pièce principale portant l'en semble de la partie tournante du dispositif de trans mission.
L'élément 1 est solidaire de l'arbre tubu laire extérieur 19 ou lui est fixé d'une manière appropriée, cet arbre tubulaire 19 tourillonnant dans des paliers écartés l'un de l'autre en direction axiale, par exemple dans des roulements à galets 20 montés dans la pièce principale 17 du carter, de manière que cet arbre tubulaire 19 tourne en s'appuyant uni quement sur cette pièce principale 17. L'autre élé ment 2 est monté sur une partie 22 d'un arbre inté rieur 21 qui s'étend à l'intérieur de l'arbre tubulaire 19 et est monté coaxialement à tourillonnement à l'intérieur de celui-ci.
L'élément 2 peut tourner et coulisser axialement par rapport à la partie 22 de l'arbre intérieur, et l'entraînement entre l'arbre 21 et l'élément 2 est assuré par des moyens automatiques de réglage de pression à cames et à galets comprenant, par exem ple, une série de galets 23 en forme d'olives, dis posés radialement par rapport à l'arbre 21.
Ces ga lets 23 sont logés dans les ouvertures transversales d'une bague 24 et viennent en prise avec les sur faces en forme de cames se faisant face en 25 et en 26 sur la surface extérieure de l'élément 2 et la surface intérieure d'une butée 27 respectivement, cette butée 27 formant un collier claveté sur l'extré mité de l'arbre 21 et venant s'appuyer sur une tête 28 formée sur ladite extrémité.
Ce dispositif automatique de réglage de la pres sion agit d'une manière bien connue en soi, de telle manière que, si l'élément 2 tourne par rapport à l'ar bre 21, le maintien des galets 23 entre les surfaces en forme de cames 25 et 26 transforme les efforts de torsion en une poussée axiale sur l'élément 2 vers l'élément 1, la poussée ainsi exercée variant pro portionnellement à la charge.
Un roulement de butée 29 est disposé entre l'ar bre extérieur 19 et l'arbre intérieur 21 de telle sorte que, pour une poussée axiale donnée appliquée à l'élément 2 vers l'élément 1, il se produit une pous sée de réaction égale et opposée sur la butée 27, poussée qui est transmise par l'arbre 21, le roule ment de butée 29 et l'arbre 19 à cet élément 1. Ainsi le dispositif de réglage de la pression a pour effet d'appliquer des forces de poussée axiales égales et opposées sur les éléments 1 et 2 dans des direc tions tendant à déplacer ces éléments l'un vers l'au tre.
Il s'ensuit que les jantes d'entraînement par fric tion 3 et 4 sont amenées à venir en prise par frot tement avec les corps sphériques 5 sous des pres sions qui s'équilibrent et agissent sur l'anneau de retenue 6 tournant librement, de manière à assurer efficacement la transmission de puissance, pour tous les rapports de démultiplication définis par le ré- glage, par modification de l'orientation du plateau de commande 16.
Le roulement de butée 29 est de préférence à galets tronconiques comportant des galets tubulai res pour supprimer toute action de pompage d'huile. Ce roulement est disposé au voisinage de l'extrémité extérieure de l'arbre extérieur 19 pour servir égale ment au tourillonnement de l'extrémité extérieure de l'arbre 21 coaxialement à l'intérieur de l'arbre 19. Suivant une variante, on pourrait utiliser d'une ma nière analogue un ensemble de paliers comportant un palier de tourillonnement et un palier de butée.
On pourrait également monter à tourillonnement l'arbre 21 à l'intérieur de l'extrémité intérieure de l'arbre 19 par l'intermédiaire d'un roulement à galets 30, mais ce roulement n'est nullement indispensable. En raison de la distribution symétrique des pressions agissant sur les corps sphériques 5, ces derniers réagissant avec l'anneau de retenue 6 sur les jantes 3 et 4 d'entraînement à friction assurent un centrage automatique de l'élément 2, de telle sorte que l'ex trémité intérieure de l'arbre 21 demeurera dans une position coaxiale par rapport à l'arbre 19.
Etant donné que les arbres coaxiaux 19 et 21 reposent uniquement dans la pièce principale 17 du carter, le plateau de commande 16 peut former le prolongement d'une pièce creuse centrale 31 montée sur une broche 32 disposée coaxialement par rap port à l'arbre 21 et tourillonnant dans un manchon 33 formant palier et monté dans un bossage 34 de la pièce 18 formant couvercle, cette broche 32 tra versant ce couvercle pour permettre sa connexion avec un organe de commande quelconque.
L'arbre intérieur 21 peut porter à son extrémité extérieure une poulie 35 pouvant entraîner par exem ple une courroie en V, tandis que l'arbre 19 porte d'une manière analogue une poulie 36, les poulies 35 et 36 étant clavetées sur les arbres correspondants 21 et 19. La poulie 36 peut comporter des pales 37 pour créer des courants d'air de refroidissement sur la pièce principale 17 du carter.
Pour monter les paliers 20 dans lesquels tou rillonne l'arbre 19, on peut utiliser une fourrure cylindrique rapportée 38 que l'on introduit dans un alésage axial usiné dans un bossage 39 formé sur la pièce principale 17 du carter ; cette fourrure pré sente à son extrémité extérieure une bride 40 grâce à laquelle la fourrure peut être fixée dans le bossage 39 par des moyens tels que des vis 41.
Les bagues extérieures 42 des roulements 20 et un manchon d'écartement intermédiaire 43 peuvent être montés entre une butée 44 formée à l'extrémité intérieure de la fourrure rapportée 38 et une bague 45 par l'intermédiaire d'une bague extérieure 46 venant bu ter sur la bride 40 de la fourrure rapportée 38 et maintenue en place sur cette fourrure par des vis 47.
La partie principale du carter peut comporter des ailettes 48 et une paroi extérieure 49 destinées à former des canalisations 50 s'étendant radialement ou en spirale et servant à diriger le courant d'air provenant des pales 37 par-dessus la pièce princi pale 17 du carter.
Le carter peut comporter à son extrémité supé rieure des moyens tels. qu'une patte 51 servant à monter le dispositif de manière qu'il puisse être réglé en orientation et donner ainsi à l'entraînement la tension voulue.
En assemblant les différents organes, on visse l'écrou 54 à l'extrémité extérieure de l'arbre 21 pour qu'il déplace la poulie 35 et la bague intérieure du palier de butée 29 le long de l'arbre et oblige ainsi les jantes d'entraînement par friction à venir au con tact des corps sphériques avec une pression préli minaire suffisante pour assurer le fonctionnement du dispositif de réglage automatique de la pression.
Dans le dispositif décrit, on utilise un mécanisme de commande pour le plateau de commande ou autre mécanisme de réglage du rapport de transmission pour un dispositif de transmission par friction à va riation continue de vitesse, comme décrit ci-dessus, et ce mécanisme comprend un organe susceptible d'être déplacé à la main ou automatiquement pour faire varier le rapport de transmission dans ce dis positif,
cet organe étant relié au plateau de com mande ou autre mécanisme de réglage du rapport de transmission par des moyens comportant un limi teur de pression élastique agissant pour les deux di rections de déplacement de l'organe de commande de manière à limiter l'effort appliqué à ce plateau de commande ou mécanisme de réglage du rapport de transmission à une valeur suffisante pour assurer le déplacement angulaire des arbres portant les corps sphériques ou organes assurant la transmission de l'entraînement pendant le fonctionnement du dispo sitif de transmission, sans que cette valeur soit suf fisante pour appliquer des,
efforts excessifs aux orga nes du dispositif en s'opposant à la résistance due au frottement de coulissement ou au frottement sta tique aux points de contact à friction.
Dans la forme d'exécution préférée représentée à la fig. 4 du dessin ci-joint, l'organe de commande 55 comporte un bras de levier 56 se terminant par un bouton 57 permettant le fonctionnement com mandé à la main et cet organe de comande est relié à l'une des extrémités d'une barre de torsion 58 dont l'autre extrémité est reliée à la broche 32 por tant le plateau de commande du dispositif de trans mission.
La partie médiane de la barre de torsion 58 a une longueur et une section droite suffisantes pour présenter une élasticité à la torsion telle que l'organe de comande 55 puisse être déplacé sur une longueur quelconque dans toute l'étendue permise à son mouvement sans transmettre d'effort exagéré au plateau de commande. L'amplitude des mouvements du bras de levier 56 correspond à la gamme per mise pour le mouvement angulaire de la broche 32 et elle peut être indiquée sur une échelle portée par une plaque rainurée en arc de cercle 59. Des moyens peuvent être prévus pour la mise en place de l'or gane de commande 55 en vue de déterminer un rapport de transmission déterminé.
A cet effet, l'or gane de commande peut comporter un cliquet 60 soumis à la force élastique d'un ressort 61, et pré sentant une extrémité 62 en forme de coin en prise avec une pièce dentée 63.
Cette dernière peut être montée sur un manchon 64 dans lequel tourillonne l'extrémité 65 de la barre de torsion 58, le man chon 64 pouvant tourillonner dans un support 66 et étant normalement verrouillé à l'encontre de toute rotation ou de tout mouvement angulaire autour de son axe par une cheville de verrouillage 67 traver sant une ouverture d'un disque 68 fixé sur le man chon 64 et en prise avec une ouverture 69 dans le support 66.
On comprend donc que cette cheville 67 se trou vant dans la position représentée, le bras de levier 56 lorsqu'il est amené d'une position angulaire à une autre sera retenu dans la position choisie par la venue en prise de l'extrémité en forme de coin 62 du cliquet 60 avec la pièce dentée 63. Si le dispo sitif d'entrainement ne fonctionne pas, le frottement statique apparaissant aux points de contact par frot tement entre les éléments susceptibles de tourner empêchera tout mouvement angulaire de la broche 32, de telle sorte que la barre de torsion sera sou mise à des efforts de torsion dans une direction ou dans l'autre.
Aussitôt que les éléments tournants du dispositif de transmission commencent à tourner, l'effort de torsion exercé par la barre de torsion 58 sur la broche 32 assurera un changement de l'orien tation du plateau de commande, changement dont l'amplitude correspond à l'amplitude du déplace ment angulaire du bras 56. Si le dispositif de trans- nüssion est en fonctionnement pendant le déplace ment du bras de levier 56, le plateau de commande suivra le déplacement du bras de levier 56 sans qu'il y ait torsion de la barre de torsion 58. Si l'on retire la cheville 67, le bras de levier 56 peut être déplacé librement pour modifier le rapport de trans mission de toute manière appropriée.
S'il est nécessaire d'assurer une commande auto matique du rapport de démultiplication en fonction des modifications de fonctionnement de la machine ou de l'installation à laquelle le dispositif de trans mission est associé, le disque 68 peut être relié par engrenage ou être en prise autrement avec un élé ment ou un dispositif se déplaçant en fonction de ces variations de fonctionnement.
Pendant le fonctionnement du dispositif de trans mission, il peut être avantageux d'effectuer une sélec tion préliminaire du changement de rapport de trans mission lorsqu'on le désire. A cet effet, il est prévu des moyens pour verrouiller et déverrouiller le pla teau de commande ou le mécanisme de réglage du rapport de transmission ou un organe de commande correspondant et l'empêcher de tourner.
Par exem ple, comme représenté, on peut utiliser un poussoir 70 soumis à l'action d'un ressort et présentant une partie en forme de coin 71 en prise avec la jante dentée 72 d'un organe de commande 73 fixé sur la broche 32, et ce poussoir peut comporter une tige 74 présentant un bouton 75 qui peut servir à retirer la tige vers l'extérieur à l'encontre d'un ressort 76 de manière à dégager la jante dentée 72, le bouton 75 présentant une saillie 77 (fig. 5) susceptible d'être logée pour la position en prise du poussoir dans une ouverture 78 d'un plateau 79 ; en faisant tourner le bouton 75 lorsqu'il est dans sa position de retrait, cette saillie peut être placée de manière à venir buter contre la surface du plateau 79 pour retenir le pous soir 70 dans cette position de retrait.
Si l'on sup pose que le dispositif de transmission est en fonction nement, la venue en prise de l'extrémité 71 du pous soir 70 avec la jante dentée 72 de l'organe 73 main tient le plateau de commande dans la position cor respondant au rapport de transmission utilisé. On peut procéder alors à la présélection d'un rapport de transmission en réglant convenablement l'orientation du bras de levier 56 que l'on amène à une position choisie à l'avance et dans laquelle il est maintenu par la venue en prise de l'extrémité 62 du cliquet 60 avec la pièce dentée 63 verrouillée par la cheville 67.
La barre de torsion 58 est ainsi soumise à une torsion dans une direction donnée et lorsqu'on veut changer le rapport de transmission pour prendre celui qui a formé l'objet de cette présélection, il suffit de retirer le poussoir 70 en agissant sur le bouton 75.
Suivant la variante représentée aux fig. 6 et 7, le dispositif élastique de limitation de la pression comprend un ensemble à ressort et à came. La bro che 32 portant le plateau de commande comprend un organe de commande 80 qui peut présenter une périphérie dentée 72 susceptible de venir en prise avec l'extrémité 71 en forme de coin d'un poussoir effaçable 70 soumis à l'action d'un ressort, comme il est représenté d'une manière analogue aux fig. 4 et 5. Un levier 81 portant un bossage 82 peut tour ner et se déplacer axialement sur une tige 83 s'éten dant à partir de l'organe de commande 80.
Le bos sage 82 porte des galets 84 en des points diamé tralement opposés pour prendre appui contre des surfaces en forme de cames 85, 86 présentant des pentes opposées l'une à l'autre sur l'organe de com mande 80. Un ressort 87 entoure la tige 83 entre le levier 81 et une butée 88 que l'on peut régler au moyen d'un écrou 89 que l'on visse plus ou moins sur l'extrémité filetée de la tige 83. Comme repré senté en fig. 7, le levier 81 peut comporter deux bras articulés en 90 sur les biellettes 91 dont les extrémités extérieures sont articulées en 92 sur un levier à deux bras 93 pivotant en 94 et présentant un bras de levier supplémentaire 95 manoeuvrable à la main.
Ce dernier porte un cliquet 96 soumis à l'action d'un ressort et dont l'extrémité en forme de coin 97 est en prise avec un secteur d'enté 98. On voit immédiatement que le levier 93 comporte des bras dont le rayon est plus long que celui des bras du levier 81, de telle sorte que l'on peut obtenir une amplitude plus grande pour les déplacements angulaires du levier 81 et de la broche 32 portant le plateau de commande pour un déplacement sui vant un arc de faible longueur appliqué au bras de levier de commande 95.
Le mécanisme de commande décrit peut être appliqué à tout dispositif de transmission variable comportant un entraînement par frottement et va riant d'une manière parfaitement continue, et dans laquelle les éléments transmettant l'entraînement sont constitués par des corps sphériques ou bien où les éléments transmettant l'entraînement forment des dis ques en prise avec les surfaces concaves se faisant face des éléments menant et mené, ces disques étant réglables en orientation suivant le rapport de trans mission que l'on veut obtenir. De plus, les organes de commande peuvent, être de toute autre forme ou constitution.
Ainsi, ils peuvent incorporer tout dis positif mécanique présentant du jeu dans les deux directions de mouvement à partir d'un point neutre à l'encontre d'un ressort ou autre dispositif élastique. En particulier, dans le cas d'une commande à dis tance, le mécanisme peut comprendre une transmis sion hydraulique incorporant un ou plusieurs accu mulateurs d'énergie soumis à l'action de ressorts et disposés de manière à limiter la pression susceptible d'être transmise et à assurer l'emmagasinage d'une énergie suffisante pour effectuer le réglage du pla teau de commande ou du mécanisme dé réglage de rapport de transmission en cours de fonctionnement du dispositif de transmission.
Le mécanisme de com mande peut également incorporer une transmission électrique entre l'organe de commande et le méca nisme de réglage du rapport de transmission et cela par exemple au moyen d'un commutateur à avance intermittente utilisant un solénoïde ou un moteur électrique de puissance limitée pour effectuer le dé placement du mécanisme de réglage du rapport de transmission.