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Changement de vitesse à orqane de transmission sur flasques coniques.
La présente invention concerne un changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques à variation continue, comportant deux paires de flasques coniques déplaçables l'un par rapport à l'autre, l'une située du côté entraînement et l'autre située du côté entraîné, au moins une des paires de flasques coniques pouvant être sollicitée au moyen d'un détecteur de couple moteur ayant la forme d'un dispositif de pression en vue du serrage de l'organe de transmission, le détecteur de couple moteur possédant des organes de roulement, comme par exemple des billes réparties circonférentiellement qui coopèrent avec des surfaces de roulement, des surfaces d'appui ou des rampes qui créent des forces de serrage ou de pression dépendantes du couple moteur ou de la démultiplication.
Dans des dispositifs de ce genre, tels qu'ils ont été décrits dans le document DE-OS 28 46 546, les organes de roulement du détecteur de couple moteur sont disposés de telle sorte que le roulement de ces organes de roulement sur les surfaces d'appui qui coopèrent avec eux n'est pas garanti en permanence. Il en résulte une certaine hystérésis, qui peut influencer de manière défavorable le fonctionnement du changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques.
L'invention a notamment pour but d'éliminer l'inconvénient mentionné ci-dessus et, en outre, d'améliorer le fonctionnement ainsi que la durée de vie de changements de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques ainsi que de garantir une fabrication économique de ces changements de vitesse.
Selon l'invention, ce but est atteint, dans le cas d'un changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques du type mentionné plus haut, par le fait que les organes de roulement sont déplaçables le long des surfaces de roulement en fonction d'une variation de la
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démultiplication de la paire de flasques coniques ou du changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques et qu'ils effectuent alors au moins un déplacement radial par rapport à l'axe de rotation de la paire de flasques coniques coopérant avec le détecteur de couple moteur. Dans le cas de l'invention, les organes de roulement sont ainsi déplacés radialement en fonction d'une modification de la démultiplication, même lorsque le couple d'entraînement reste constant.
Par rapport aux formes de réalisation selon le document DE-OS 28 46 546, la réalisation selon l'invention offre l'avantage que le rayon d'engagement entre les organes de roulement et les surfaces de roulement se modifie en fonction de la démultiplication. De cette façon, les organes de roulement, lorsqu'ils se trouvent plus loin vers l'extérieur dans le sens radial, pour une même pente des surfaces de roulement dans le sens circonférentiel ou des surfaces d'appui en déclivité, peuvent transmettre un couple plus important que lorsqu'ils engagent les surfaces de roulement plus loin vers l'intérieur dans le sens radial. On peut ainsi mettre à profit la modification du diamètre d'engagement des organes de roulement sur les surfaces de roulement pour adapter la pression de serrage nécessaire ou souhaitée au couple à transférer.
Dans de nombreux cas d'utilisation, il peut être avantageux que les surfaces de roulement soient configurées de telle sorte que les organes de roulement effectuent, lors d'une variation de la démultiplication, des déplacements à la fois dans la direction radiale et dans la direction axiale. Cela signifie également que les organes de roulement présentent deux composantes superposées de déplacement ou de direction.
Pour obtenir une adaptation optimale de la pression de serrage nécessaire au couple à transmettre, il peut être avantageux que les surfaces de roulement forment, pour les organes de roulement, des déclivités de parcours qui créent, pour les organes de roulement, un angle
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d'engagement variable ou des pentes différentes sur l'étendue des surfaces de roulement le long desquelles les organes de roulement sont déplacés en fonction de la démultiplication. On peut ainsi obtenir, sur toute la plage de variation de la démultiplication de la paire de flasques coniques correspondante, un serrage de l'organe de transmission dépendant du couple moteur et de la démultiplication ou une pression de contact axiale appropriée du flasque conique déplaçable axialement.
Une structure particulièrement avantageuse et fiable peut être garantie par le fait que les organes de roulement du détecteur de couple moteur sont formés par des billes qui sont chacune reçues dans deux rainures en substance en forme de V dans le sens radial et mutuellement opposées dans le sens axial, ces rainures étant configurées de telle sorte que leurs flancs diamétralement opposés par rapport à une bille, forment, pour cette bille, par rapport au rayon sur lequel elle se trouve, des lignes tangentielles d'engagement qui sont au moins en substance parallèles. Un tel agencement permet aux billes de rouler de manière irréprochable entre les déclivités de parcours ou de roulement.
Cela signifie également que l'axe de rotation autour duquel une bille tourne lors d'une brusque variation de couple est en pratique au moins approximativement perpendiculaire à l'axe de rotation de la paire correspondante de flasques coniques. Pratiquement aucun mouvement de glissement, qui pourrait provoquer une friction éventuellement perturbatrice entre les organes de roulement et une des surfaces d'appui ou des pistes de roulement, ne peut se produire.
Les flancs des rainures attaquant les organes de roulement pour un sens de rotation de la paire correspondante de flasques coniques ainsi que les flancs prévus pour l'autre sens de rotation peuvent être configurés de manière similaire, de sorte que, pour un couple moteur défini et une démultiplication donnée, le serrage de l'organe de transmission entre les flasques coniques d'une
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paire reste identique dans les deux sens de rotation.
Les flancs de rainures actifs dans un sens de rotation et ceux qui le sont dans l'autre sens de rotation peuvent cependant également présenter des configurations différentes, et en particulier former, pour les organes de roulement, des angles d'engagement ou de parcours différents, de sorte qu'une modification du serrage de l'organe de transmission peut se produire lors d'une inversion du couple moteur ainsi que par exemple lors du passage d'un fonctionnement en traction à un fonctionnement en poussée d'un véhicule à moteur. Dans ce cas, les flancs des rainures peuvent par exemple être configurés de telle sorte que le serrage soit plus important lorsque le véhicule à moteur fonctionne en traction que lorsqu'il fonctionne en poussée.
Les surfaces de roulement ou les flancs des rainures ou des creux recevant les billes de roulement peuvent de manière avantageuse présenter, dans le sens radial, une allure telle que le couple moteur à transmettre exerce une composante radiale de force sur les organes de roulement. Cette composante radiale de force est extrêmement petite par rapport aux forces qui doivent être transmises par les organes de roulement et qui assurent le serrage axial de la paire de flasques coniques et de l'organe de transmission. La composante de force agissant sur les organes de roulement individuels, en particulier des billes, peut être créée par le fait que, dans le sens radial, les flancs qui engagent un organe de roulement forment, pour cet organe de roulement, un angle d'engagement ou de parcours qui se modifie dans le sens radial.
Ainsi, par exemple au moins deux et de préférence les quatre flancs coopérant avec un organe de roulement peuvent être configurés de manière à présenter, dans le sens radial, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la paire correspondante de flasques coniques, un angle d'inclinaison plus grand du côté radialement intérieur que du côté radialement extérieur, une transition continue pouvant exister dans la zone radiale intermédiaire entre l'angle
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radialement intérieur et l'angle radialement extérieur.
Cela signifie également que les creux ou rainures en forme de V présentent, du côté radialement extérieur, un angle d'inclinaison plus grand que du côté radialement intérieur, ou qu'en d'autres termes, l'angle inscrit entre les deux flancs d'une rainure est plus grand du côté radialement extérieur que du côté radialement intérieur, de sorte que les flancs forment une surface spatialement façonnée, contournée ou légèrement vrillée. L'augmentation ou la diminution graduelle de l'angle formé entre les flancs d'une rainure peut, suivant le cas d'application, se produire de l'intérieur vers l'extérieur ou inversement, vu dans le sens radial de la ou des rainures.
Pour le fonctionnement du détecteur de couple moteur, il peut être particulièrement avantageux que le plus petit angle de parcours ou d'engagement défini par les déclivités par rapport à un plan s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotation de la paire correspondante de flasques coniques soit d'un ordre de grandeur de 100 à 300, de préférence de 150 à 200 et que le plus grand angle d'engagement ou de parcours défini pour un organe de roulement soit d'un ordre de grandeur de 200 à 500, de préférence de 300 à 400.
Lorsque l'on utilise un unique détecteur de couple moteur, il peut être particulièrement avantageux pour le fonctionnement du changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques que ce détecteur de couple moteur soit prévu sur la paire de flasques coniques située du côté entraînement.
Une structure particulièrement avantageuse et simple du changement de vitesse peut être assurée par le fait que le détecteur de couple moteur, ayant la forme d'un dispositif de pression, comprenne un actionneur à fluide sous pression, tel qu'une unité à cylindre et piston, dans lequel est produite une pression dépendant du couple moteur et de la démultiplication. Cette unité à cylindre et piston peut dans ce cas être agencée d'une manière telle que le flasque déplaçable axialement forme ou porte directement le
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piston ou le cylindre et soit ainsi sollicité directement par la pression délivrée par le détecteur de couple moteur.
Cependant, le détecteur de couple moteur peut également être construit et agencé de manière à posséder une propre chambre à fluide sous pression alimentée par une pompe, cette chambre possédant une sortie ayant la forme d'une valve de régulation de pression et étant raccordée à une unité à cylindre et piston qui déplace le flasque conique déplaçable axialement. La valve de régulation de pression du détecteur de couple moteur peut dans ce cas être réglée par l'intermédiaire d'une arête de commande portée par le piston déplaçable axialement du détecteur de couple moteur. Les forces engendrées par les organes de roulement en fonction du couple moteur à transmettre agissent également sur ce piston déplaçable axialement.
Les organes de roulement s'appuient ainsi, par l'intermédiaire de l'élément déplaçable axialement de l'unité à cylindre et piston du détecteur de couple moteur, sur le coussin d'huile ou sur le volume d'huile remplissant le détecteur de couple moteur.
On peut obtenir un mode de construction avantageux du changement de vitesse lorsque les organes de roulement sont guidés dans le sens radial à l'aide du flasque conique déplaçable axialement de la paire de flasques coniques coopérant avec le détecteur de couple moteur. A cet effet, le flasque conique déplaçable axialement peut porter une pièce qui possède des guides ou des évidements pour les organes de roulement. Cette pièce peut alors enserrer les organes de roulement comme le ferait une cage, les organes de roulement pouvant, lors d'un déplacement du flasque conique déplaçable axialement, être déplacés de force radialement sur une autre zone de diamètre, par des surfaces de guidage s'étendant obliquement dans le sens axial ou grâce à la position oblique de la pièce enserrant les organes de roulement.
Pour des détecteurs de couple moteur dont les flancs coopérant avec les organes de roulement sont configurés de telle sorte qu 1 une composante radiale de force
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soit exercée sur les organes de roulement, le guidage radial des organes de roulement peut s'effectuer d'une manière particulièrement simple par l'intermédiaire d'une surface reliée au flasque conique déplaçable axialement et s'étendant sous la forme d'un tronc de cône dans le sens axial par rapport à l'axe de rotation de ce flasque. Un tel agencement est particulièrement avantageux lorsque les organes de roulement sont déplacés de force radialement vers l'extérieur par la composante radiale de force agissant sur eux. La surface tronconique peut alors, de manière avantageuse, s'élargir diamétralement suivant l'axe en direction du flasque conique déplaçable.
On peut ainsi garantir que, pour un rapport de démultiplication du changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques pour lequel l'organe de transmission se trouve sur un petit diamètre de la paire de flasques coniques coopérant avec le détecteur de couple moteur, les billes se trouvent dans la zone située radialement à l'extérieur des déclivités de roulement coopérant avec elles, de sorte que, grâce à l'angle d'inclinaison des pistes de roulement, qui en cet endroit est petit, on crée un serrage renforcé entre l'organe de transmission et la paire de flasques coniques.
Lors d'une variation de la démultiplication, les billes peuvent alors être poussées radialement vers l'intérieur par l'intermédiaire de la surface tronconique, de sorte que le serrage de l'organe de transmission par la paire de flasques coniques peut être diminué à mesure que le rayon d'enroulement de l'organe de transmission augmente et ce, grâce à la modification de l'angle d'engagement des pistes de roulement coopérant avec les organes de roulement. Un tel agencement est particulièrement avantageux pour des changements de vitesse à organe de transmission sur flasquesconiques dans lesquels le détecteur de couple moteur est prévu du côté de la paire motrice de flasques coniques, c'est-à-dire du côté primaire du changement de vitesse.
Dans de nombreux cas d'application, il peut cependant également être avantageux que les déclivités de roulement des organes
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de roulement ainsi que les moyens qui guident ou soutiennent ces organes dans le sens radial, en fonction du déplacement du flasque conique déplaçable axialement, soient configurés de telle sorte que, pour les rapports de démultiplication pour lesquels la chaîne se déplace sur un petit rayon de la paire correspondante de flasques coniques, le serrage axial soit plus faible que dans des situations de fonctionnement dans lesquelles l'organe de transmission se trouve sur un plus grand diamètre de la paire de flasques coniques.
Ceci peut par exemple être le cas lorsque le détecteur de couple moteur est prévu sur la paire entraînée de flasques coniques, la pression de serrage créée par le détecteur de couple moteur pouvant être transmise à une unité à cylindre et piston qui agit sur le flasque conique déplaçable axialement de la paire de flasques coniques située du côté entraînement.
Pour la construction du changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques et du détecteur de couple moteur, il peut être particulièrement avantageux que les deux flasques de la paire de flasques coniques serrés par le détecteur de couple moteur soient calés en rotation sur un arbre.
D'après une autre particularité de l'invention, les surfaces ou déclivités de roulement coopérant avec les organes de roulement peuvent présenter, sur leur extension transversale ou sur leur extension périphérique, une forme bombée ou courbée et ce, de telle sorte que, lorsque apparaissent des variations brusques du couple moteur et que les organes de roulement roulent sur les déclivités de roulement, l'angle d'engagement des organes de roulement sur ces déclivités de roulement se modifie, de préférence l'angle de roulement des organes de roulement se réduit, ce qui a pour effet une augmentation du serrage de l'organe de transmission entre les flasques coniques de la plaire correspondante et permet ainsi d'empêcher un patinage de l'organe de transmission.
Une construction particulièrement avantageuse
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d'un changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques à variation continue comportant deux paires de flasques coniques déplaçables l'une par rapport à l'autre, l'une du côté entraînement et l'autre du côté entraîné, peut être obtenue par le fait qu'au moins le flasque axialement déplaçable d'une des paires de flasques peut être sollicité par une unité à cylindre et piston qui peut être alimentée par une pression dépendant de la charge et de la démultiplication, qui est délivrée par un détecteur de couple moteur pouvant être alimenté en fluide sous pression par une pompe, le détecteur de couple moteur possédant au moins une valve de commande de pression ainsi que des organes de roulement,
tels que des billes et des surfaces de roulement coopérant avec celles-ci, à l'aide desquelles la valve de commande de pression est réglée en vue de produire une pression dépendant de la charge et de la démultiplication et le couple moteur est transmis à la paire de flasques coniques, les deux flasques de ladite paire de flasques coniques étant calés en rotation sur un arbre et la totalité du couple à transmettre par le changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques par l'intermédiaire des organes de roulement étant transférée dans la paire de flasques coniques.
D'autres particularités et modes d'action de l'invention seront décrits plus en détail ci-après, avec référence aux Fig. 1 à 6, dans lesquelles : la Fig. 1 est une représentation schématique d'une variante de réalisation d'un changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques, dans lequel le détecteur de couple moteur selon l'invention peut être utilisé, ce détecteur de couple moteur n'étant représenté ici que de manière simplifiée ; la Fig. 2 illustre une possibilité constructive d'agencement d'une paire de flasques coniques avec un détecteur de couple moteur selon l'invention ; la Fig. 3 illustre une possibilité de d'agencement des déclivités de parcours des organes de
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roulement du détecteur de couple moteur, ces déclivités étant vues dans le sens de la flèche III de la Fig. 2 ;
la Fig. 4 illustre une autre possibilité d'agencement d'un détecteur de couple moteur selon l'invention ; la Fig. 5 illustre une possibilité d'agencement des déclivités de parcours des organes de roulement du détecteur de couple moteur, ces déclivités étant représentées en coupe dans le sens de la flèche V de la Fig. 4, et la Fig. 6 illustre un autre agencement constructif d'un détecteur de couple moteur selon la présente invention.
Le changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques représenté schématiquement sur la Fig. 1 comprend une paire de flasques 1 calée en rotation sur l'arbre d'entraînement I et une paire de flasques 2 calée en rotation sur l'arbre entraîné II. Chaque paire de flasques comporte un flasque la ou 2a déplaçable axialement et un flasque 1b ou 2b fixe axialement. Entre les deux paires de flasques est prévu un organe de transmission destiné à la transmission du couple et ayant la forme d'une chaîne 3.
Sur le flasque 2a déplaçable axialement, situé du côté entraîné, est exercée par un ressort diaphragme 4, une force dépendant de la démultiplication, ce ressort étant installé et agencé de telle sorte que la force exercée sur la chaîne 3 est plus forte lorsque cette chaîne 3 se trouve dans la partie radialement intérieure de la paire de flasques 1 située du côté entraînement et plus faible lorsqu'elle se trouve dans la zone de plus grand diamètre de cette paire de flasques 1.
Le ressort diaphragme 4 appuie par sa zone radialement intérieure sur le flasque 2a mobile dans le sens axial et par sa zone radialement extérieure sur la pièce axialement fixe, dans ce cas-ci le piston 5, d'une unité 6 à cylindre et piston, et est installé dans la chambre à
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liquide 6a de cette unité. La pièce formant cylindre, mobile axialement et tournante, est désignée en 7 et est calée en rotation sur le flasque 2a déplaçable axialement.
Dans la paire de flasques 1 située du côté entraînement, le flasque la déplaçable axialement est également relié à une pièce 8 formant cylindre, mobile axialement et tournante, d'une unité 9 à cylindre et piston dont la pièce tournante formant piston axialement fixe est réalisée ici sous la forme d'un piston annulaire 10.
Mécaniquement raccordée en parallèle à cette unité à cylindre et piston 9 est prévue une unité à cylindre et piston 11 située à l'intérieur de la première, et dont le cylindre 12 axialement fixe (c'est-à-dire calé en rotation sur l'arbre I) est solidaire du piston 10 de l'unité extérieure 9 à cylindre et piston tandis que son piston 13 déplaçable'axialement, mais calé en rotation sur l'arbre I, est relié rigidement au cylindre 8 de l'unité extérieure 9 à cylindre et piston.
L'arbre d'entraînement I entraîne une pompe 14 qui peut refouler, via une conduite 16, un fluide sous pression dans la chambre à pression lia de l'unité intérieure 11 à cylindre et piston, par l'intermédiaire d'un tiroir à une seule bague ou distributeur 3/2 voies 15 commandé en fonction du rapport de transmission souhaité ou nécessaire. Suivant la position du tiroir 15, du fluide sous pression sera pompé dans la chambre à pression lia via la conduite 16, et la chaîne 3 sera ainsi déplacée vers l'extérieur sur la paire de flasques, en opposition à la force du ressort diaphragme 4, ou du fluide sous pression sera renvoyé dans le carter d'huile via la conduite 17, à condition que le distributeur 15 se trouve dans la position correspondante.
Dans le circuit de fluide sous pression, un filtre 18 est placé en amont de la pompe 14 et une soupape de mise sous contrainte ou de limitation de pression 19 est placée entre la pompe 14 et le distributeur 15.
Pour produire la pression dépendant du couple, en aval du filtre 18 est prévue la pompe 20 qui alimente, par
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la conduite 21, la chambre à pression 6a de l'unité 6 à cylindre et piston de la paire de flasques coniques 2 située du côté entraîné et, par la conduite 22, la chambre à pression 9a de l'unité 9 à cylindre et piston prévue radialement à l'extérieur de la paire de flasques 1 du côté entraînement. Sur la conduite 22 s'embranche une autre conduite 23 qui conduit à la chambre à pression 24a du détecteur de couple moteur 24, qui est réalisé sous la forme d'une vanne asservie à la démultiplication et au couple et qui transmet directement le couple moteur du mécanisme d'entraînement à la paire de flasques 1 située du côté entraînement.
Ce détecteur de couple 24 comprend un disque rainuré fixe 24b et un disque rainuré déplaçable axialement 24c portant chacun des déclivités de roulement entre lesquelles sont prévus des organes d'espacement ayant la forme de billes 24d. A une lumière d'échappement 24e est raccordée une conduite 25 qui sert à lubrifier la chaîne ou les flasques avec l'huile traversant la lumière 24e. La lumière d'échappement 24e est fermée en fonction de la démultiplication établie et du couple moteur existant entre les deux disques 24b et 24c, par le disque 24c agissant comme piston de commande, et une pression correspondant à la démultiplication et au couple présent est créée dans la chambre à pression 24a, dans les conduites 23,22 et 21 et donc également dans les chambres à pression 9a et 6a.
Du fait du branchement en parallèle des uni tés 11 et 9 à cylindre et piston, la pression dépendant de la démultiplication et du couple s'ajoute à la pression de réglage pour la démultiplication.
La pompe 20 doit simplement débiter un volume qui, dans toutes les situations, compense les pertes par fuites dans les conduites, les débits traversant la lumière 24e et les augmentations de volume dues à un élargissement des conduites ou aux actionneurs. Cependant, exception faite des fuites, aucune énergie hydraulique ne doit être produite pour cette fraction de pression proportionnelle au couple, car pour compenser les variations de volume dans les
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chambres à pression 9a et 6a, variations liées et simultanées à la variation de la démultiplication, le fluide sous pression doit simplement être aspiré et refoulé par pompage, c'est-à-dire échangé. La puissance nécessaire pour cette pompe 20 vaut environ un sixième de la puissance totale nécessaire pour les dispositifs connus à ce jour.
La somme des puissances nécessaires pour les pompes 14 et 20 est donc considérablement plus petite.
Au lieu de l'unité à cylindre et piston 6 pourvue d'un ressort diaphragme 4, on pourrait également prévoir, sur la paire de flasques coniques 2, deux unités à cylindre et piston conçues, agencées et agissant de la même manière que les unités 9, 11 à cylindre et piston de la paire de flasques 1 du côté entraînement, l'unité intérieure à cylindre et piston reprenant alors la fonction du ressort diaphragme 4 et étant alimentée, en vue du réglage de la démultiplication, d'une pression appropriée à l'aide d'un distributeur à quatre bagues en soi connu. Le distributeur à quatre bagues est utilisé en lieu et place du distributeur à bague unique 15 de la Fig. 1.
Le côté d'entrée, représenté partiellement à la Fig. 2, d'un changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques illustre une possibilité de développement d'un détecteur de couple moteur selon l'invention et de son assemblage possible avec un des flasques coniques. Les éléments dont la fonction est semblable à celle d'éléments de la Fig. 1 sont dotés de références numériques identiques augmentées de 100.
La roue dentée d'entraînement ou le pignon d'entraînement 126 est monté, par l'intermédiaire d'un palier à roulement 127, sur l'arbre d'entraînement I et est solidarisé à rotation par un engrènement 128 avec le disque rainuré 124c déplaçable axialement et mobile dans le sens circonférentiel du détecteur de couple moteur 124. Entre chacune des déclivités de parcours 135 formées sur le disque rainuré 124c déplaçable et le disque rainuré 124b calé sur l'arbre d'entraînement I se trouvent des organes
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d'espacement en forme de billes 124d qui sont repoussés radialement vers l'extérieur par un élément à ressort 129.
Ce ressort 129 doit en substance maintenir les billes 124d en contact avec les deux disques rainurés 124b et 124c ou leurs surfaces d'appui 135 lorsque le changement de vitesse est au repos, pour pouvoir éviter de manière sûre un coincement éventuel lors de la mise en route du changement de vitesse, jusqu'à établissement d'une force centrifuge suffisante.
La face arrière du disque rainuré fixe 124b forme en même temps l'élément 112 constituant le cylindre de l'unité intérieure 111 à cylindre et piston et est reliée, radialement vers l'extérieur, rigidement à l'élément constituant le piston 110 de l'unité extérieure 109 à cylindre et piston. L'élément constituant le piston 113 de l'unité intérieure 111 à cylindre et piston et l'élément constituant le cylindre 108 de l'unité 109 à cylindre et piston installée radialement à l'extérieur sont reliés rigidement au flasque conique lOla déplaçable axialement et sont entraînés en rotation par celui-ci tout en étant déplaçables axialement sur l'arbre d'entraînement I.
Un élément portant une surface d'appui 130 de forme tronconique est monté sur l'élément constituant le cylindre 108 dans une position fixée axialement, mais permettant la rotation par rapport à celui-ci. Cette surface d'appui 130 en forme de tronc de cône limite, en fonction de sa position axiale, c'est-à-dire en fonction de la démultiplication réglée, la possibilité de déplacement radial vers l'extérieur des billes 124d du détecteur de couple moteur 124. Les billes 124d sont repoussées contre la surface 130 par l'élément à ressort 129.
Le composant du détecteur de couple moteur 124, qui dépend en substance du couple, comprend une chambre à pression 124a qui est délimitée par l'unité à cylindre 124c et piston 124f. Dans cette chambre à pression 124a est intégrée une soupape comportant un plateau de soupape 131 et un accumulateur d'énergie 132 qui ici est formé par deux
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ressorts Belleville disposés en opposition qui sollicitent le plateau de soupape 131 dans un sens opposé à celui de la flèche A, en direction de la lumière d'échappement 124e qui est prévue dans l'élément 124c déplaçable axialement. La soupape est portée par l'élément 124f axialement fixe.
Pour régler la démultiplication nécessaire ou souhaitée, l'unité à cylindre et piston 111 ou sa chambre à pression llla est remplie de fluide sous pression par l'intermédiaire du canal ou du conduit 116 situé dans l'arbre d'entraînement I. Le canal ou le conduit 122 sert à la fois à remplir la chambre à pression 109a de l'unité 109 à cylindre et piston située radialement à l'extérieur, qui peut exercer sur le flasque conique lOla déplaçable axialement une force axiale dépendant de la démultiplication et du couple, et à remplir la chambre à pression 124a du détecteur de couple moteur 124 via le canal ou le conduit 123. Le canal 125 sert de conduit de retour vers le carter d'huile et est raccordé à l'orifice d'échappement 124e du détecteur de couple moteur 124.
La Fig. 3 représente schématiquement, à plus grande échelle, les déclivités de parcours situées sur les deux disques rainurés 124b et 124c dans la vue en plan dans le sens de la flèche III de la Fig. 2. Ici est représentée une forme de réalisation dans laquelle les zones radialement intérieures 133 des déclivités de parcours 135 d'un disque rainuré forment un angle plus petit que les zones radialement extérieures 134 des déclivités de parcours 135 du même disque rainuré. Les déclivités de parcours forment alors des surfaces de parcours ou de roulement 135 spatialement façonnées ou contournées contre lesquelles les billes 124d peuvent s'appuyer, en créant une composante de force agissant dans le sens circonférentiel et une composante de force agissant dans le sens axial.
La configuration des surfaces de parcours 135 modifie la position des tangentes de contact et donc également le rapport du partage de la composante axiale de force et de la composante de force agissant dans le sens
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circonférentiel.
En outre, les déclivités 135 mutuellement opposées, qui sont en contact avec les billes 124d, sont configurées de telle sorte qu'en pratique elles sont en permanence disposées en position mutuellement parallèle et que les tangentes de contact des surfaces 135 avec les billes 124d, par rapport au rayon sur lequel se trouvent les billes 124d, sont parallèles deux à deux. Les billes 124d peuvent dès lors rouler sans entrave entre les déclivités de parcours ou de roulement 135, sans glisser. Cela signifie également que l'axe de rotation des billes 124d est en pratique au moins approximativement perpendiculaire à l'axe de rotation du flasque conique 101a.
La Fig. 2 représente, dans sa moitié supérieure, la position que prend le côté entraînement lorsque le changement de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques est au repos. Le flasque conique 101a déplaçable axialement se trouve dans sa position gauche extrême, c'est-à-dire qu'il est déplacé dans le sens de la flèche A jusqu'à sa butée et est dès lors écarté au maximum du flasque conique fixe monté avec lui sur l'arbre d'entraînement I, mais non représenté, de sorte que la chaîne 103 peut prendre sa position située radialement le plus à l'intérieur.
Le plateau de soupape 131 est sollicité dans un sens opposé à celui de la flèche A par l'accumulateur d'énergie 132 formé par les deux ressorts Belleville et porte par sa partie radiale extérieure contre la butée 136 qui est ici formée par un anneau de maintien ou de retenue Seeger. La position axiale du plateau de soupape 131 contre la butée 136 garantit qu'entre la surface du plateau de soupape 131 tournée vers le flasque conique et la lumière d'échappement 124e subsiste un interstice qui peut être de l'ordre de 0,2 à 0,8 mm. Les billes 124d sont repoussées radialement vers l'extérieur par l'élément à ressort 129, contre la surface d'appui 130 de forme tronconique.
Lors de la rotation du côté primaire, et donc
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lorsque le changement de vitesse est entraîné, l'arbre d'entraînement I entraîne deux pompes, comme cela a été décrit à propos de la Fig. 1. La première pompe refoule du fluide sous pression dans la chambre à pression llla de l'unité intérieure 111 à cylindre et piston, par l'intermédiaire de la valve commandée par le rapport de démultiplication souhaité et via le conduit 116 et établit dans la chambre tilla la pression qui correspond à une force de pression des flasques lOla sur la chaîne 103, force qui est nécessaire pour maintenir le rapport de démultiplication souhaité et transmettre une partie du couple appliqué.
Simultanément, la seconde pompe refoule du fluide sous pression par le conduit 122 dans la chambre à pression 109a de l'unité à cylindre et piston 109 située radialement à l'extérieur, et par le conduit 123 branché sur le conduit 122 dans la chambre à pression 124a du détecteur de couple moteur 124. Le contrôle de cette pression dépendant du couple, qui en supplément est corrigée en fonction de la démultiplication, s'effectue par la variation de l'interstice d'étranglement entre le plateau de soupape 131 et la lumière d'échappement 124e.
L'entraînement de la roue dentée d'entraînement dans le détecteur de couple moteur 124, un couple d'entraînement qui est transmis, par l'intermédiaire des billes 124d, du disque rainuré 124b axialement fixe et de l'arbre d'entraînement 1 à la paire de flasques coniques du côté entraînement, et de là, à l'aide de la chaîne 103 à la paire de flasques coniques située du côté entraîné, qui n'est pas représentée ici.
L'application de ce couple a pour résultat que les billes 124d s'appuient et roulent sur les surfaces de parcours 135 spatialement façonnées de telle sorte que ces billes sont sollicitées ou repoussées contre le disque rainure fixe 124b et qu'elles sollicitent et, en cas de modification du couple, déplacent dans le sens de la flèche A, le disque rainuré 124c déplaçable axialement et circonférentiellement par rapport à l'arbre I. Le plateau
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de soupape 131 porte alors axialement encore toujours contre sa butée 136, mais l'interstice d'étranglement, donc la section transversale de passage ou section transversale d'échappement du fluide sous pression, entre le plateau de soupape 131 et la lumière d'échappement 124e, est diminué.
Cette réduction de la section transversale d'échappement provoque une augmentation de la pression dans la chambre à pression 124a, dans les conduits 123 et 122 et donc aussi dans la chambre à pression 109d de l'unité extérieure 109 à cylindre et piston, correspondant au couple à transmettre pour la démultiplication établie pour cette plage de démarrage, c'est-à-dire dans la zone, ici représentée, de la plus grande démultiplication. Dans cette position, qui est également désignée sous l'expression"réglage bas", l'organe de transmission 103 se déplace ainsi sur le plus petit rayon de rotation du côté de l'entrée ou de la paire de flasques primaires et ainsi sur le plus grand rayon de rotation de la paire de flasques secondaires située sur l'arbre entraîné.
Dans cette position représentée, pour le couple moteur maximal apparaît le plus grand couple à transmettre, ce qui nécessite également la force de pression la plus élevée pour l'organe de transmission 103 ainsi que la pression la plus élevée dans l'unité à cylindre et piston 111 située radialement à l'intérieur. Dans cette zone de fonctionnement normal, dans laquelle l'interstice d'étranglement se modifie tout en garantissant cependant toujours un passage, il s'établit une situation d'équilibre par le fait que le disque rainuré 124c mobile s'appuie contre le coussin d'huile de la chambre à pression 124a.
Dans la moitié inférieure de la Fig. 2 est représentée l'autre position extrême de l'organe de transmission 103. Ici, suite au remplissage de la chambre à pression llla de l'unité intérieure 111 à cylindre et piston, le flasque conique 101a déplaçable axialement est repoussé axialement dans un sens opposé à celui de la flèche A, vers la droite, en direction du flasque conique monté fixe avec lui sur l'arbre primaire I, grâce à quoi la chaîne
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103 est repoussée radialement vers l'extérieur. Cette position de l'organe de transmission 103 représente la démultiplication la plus grande possible qui peut être établie par exemple pour obtenir la vitesse limite du véhicule ou également dans une plage de charge partielle, c'est-à-dire lorsque aucun couple de sortie élevé n'est nécessaire.
Les billes 124d sont, dans cette démultiplication, maintenues dans leur position radialement la plus intérieure par l'élément portant la surface 130 tronconique. Cette surface 130 tronconique effectue la correction dépendante de la démultiplication de la pression d'engagement dépendant du couple.
Les éléments du détecteur de couple 124 sont ici représentés dans la position mutuelle qu'ils prennent lors de l'apparition d'une variation extrêmement brusque du couple moteur. Une telle variation brusque du couple moteur fait tourner le disque rainuré 124c mobile et le disque rainuré 124b fixe l'un par rapport à l'autre, grâce à quoi les organes d'espacement en forme de billes 124b s'appuient sur les surfaces de roulement 135 qui y sont associées.
La configuration de ces surfaces d'appui 135 fait apparaître, à partir de la force d'appui introduite par la variation brusque du couple, une composante axiale de force qui déplace axialement le disque rainure 124c déplaçable axialement du détecteur de couple dans le sens de la flèche A, vers la gauche, dans le cas extrême ici représenté jusqu'à la butée située sur l'élément 124f du détecteur de couple moteur 124. Ce déplacement axial du disque rainuré 124c amène le bord de commande de la lumière d'échappement 124e en contact avec le plateau de soupape 131. Une poursuite du déplacement axial du disque rainuré 124c écarte le plateau de soupape 131 de sa butée formée par l'anneau de retenue 136, en opposition à l'action de l'accumulateur d'énergie 132, et ferme ainsi la lumière d'échappement 124e.
Comme la pompe correspondante continue à fournir un débit constant par l'intermédiaire des conduits d'amenée 122 et 123, la lumière d'échappement 124e étant cependant fermée,
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la pression augmente très rapidement et très fortement (théoriquement jusqu'à l'infini) dans le système formé par l'enceinte sous pression 124a du détecteur de couple moteur, les conduits d'amenée 123 et 122 et la chambre à pression 109a de l'unité à cylindre et piston 109 installée radialement à l'extérieur. Cette élévation rapide de pression ou cette variation brusque de pression provoque l'expansion des cylindres des unités à cylindre et piston situées radialement à l'extérieur du côté primaire et du côté secondaire.
Comme le montre la Fig. 2, l'expansion du cylindre 108 de l'unité à cylindre et piston 109 côté primaire située radialement à l'extérieur augmente le volume de la chambre à pression 109a. La pompe ne peut fournir en temps utile par le conduit 122 le volume momentanément nécessaire de fluide sous pression, ce qui risque d'entraîner une force de pression insuffisante du flasque conique 101a déplaçable axialement contre l'organe de transmission 103.
Pour compenser cette chute de pression due à l'expansion du cylindre, le détecteur de couple moteur agit comme pompe supplémentaire, car le disque rainuré déplaçable 124c du détecteur de couple moteur 124 est déplacé plus loin vers la gauche dans le sens de la flèche A par le plateau de soupape 131 après fermeture de la lumière d'échappement 124e et le volume de la chambre à pression 124a du détecteur de couple moteur 124 est ainsi diminué. Le détecteur de couple moteur 124 transfère donc du fluide sous pression hors de la chambre à pression 124a, par le conduit 123, en opposition au sens de pompage, et fournit ainsi le volume de fluide sous pression qui est nécessaire pour compenser l'expansion des unités à cylindre et piston situées radialement à l'extérieur.
L'augmentation de pression dans l'unité 109a à cylindre et piston transmet à l'organe de transmission 103, par l'intermédiaire du flasque conique 10la déplaçable axialement, une force axiale qui est suffisante pour empêcher de manière fiable un glissement de la chaîne 103 lors d'une telle variation extrêmement brusque du couple moteur.
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Les deux positions mutuelles représentées sur la Fig. 2 des éléments du détecteur 124 représentent des points extrêmes de fonctionnement. Pour de grandes démultiplications, c'est-à-dire lorsque la chaîne 103 du côté primaire se trouve dans sa position radialement la plus intérieure, ce qui revient à dire que les organes d'espacement 124d sont dans leur position radialement la plus extérieure, il est tout aussi possible que le disque rainure 124c déplaçable axialement se trouve dans sa position la plus extérieure vers le côté gauche, pour compenser une brusque variation de couple, c'est-à-dire qu'il soit déplacé dans le sens de la flèche A jusqu'à la butée située sur l'élément 124f du détecteur de couple 124.
En outre, lors d'une transmission de couple sans à-coups, même pour la démultiplication la plus grande, et donc dans la position de la chaîne radialement extérieure-vue du côté entrée, et dans la position des billes 124d radialement intérieure, le plateau de soupape 131 peut s'appuyer contre sa butée 136 et être espacé axialement du disque rainuré 124c déplacé vers la droite dans le sens contraire à celui de la flèche A, de sorte qu'une section transversale de passage est ouverte vers la lumière d'échappement 124e. En fonctionnement normal, les éléments du détecteur de couple 124 occupent des positions mutuelles qui sont situées à l'intérieur du domaine formé par ces positions extrêmes et définissent ainsi une pression de superposition ou d'engagement qui, en règle générale, est située en dessous de la pression maximale qui peut être atteinte.
La Fig. 4 représente une autre possibilité de configuration constructive d'un détecteur de couple selon l'invention, des références numériques similaires étant utilisées pour les éléments dont la fonction est identique ou semblable à celle d'éléments qui ont été décrits dans les figures antérieures, mais le premier chiffre de ces références étant un 2.
Le pignon d'entraînement 226 est relié rigidement par des boulons d'assemblage ou des rivets d'entretoisement
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axial 238 au disque rainuré 224c mobile du détecteur de couple moteur 224 et peut se déplacer de manière limitée avec ce disque dans le sens axial et dans le sens circonférentiel par rapport à l'arbre I et par rapport au second disque rainuré 224b.
Les sections d'entretoisement des rivets 238 traversent avec un jeu approprié le disque rainuré 224b fixé sur l'arbre I, de sorte que, vu dans le sens axial, ce disque est disposé entre la roue dentée d'entraînement 226 et le disque rainuré mobile 224c. Entre les deux disques rainurés 224b et 224c sont disposés des billes ou organes d'espacement 224d qui sont maintenus par un élément annulaire, à effet de ressort dans le sens axial ou cage à billes 237, dans leur position par rapport aux déclivités de parcours 235 prévues sur les deux disques rainurés 224b et 224c. Sur le disque rainuré 224b relié rigidement à l'arbre d'entraînement I est, en outre, prévu le profil de commande 230 qui établit la pression de serrage appropriée en fonction de la démultiplication.
établie, c'est-à-dire en fonction de la position axiale du flasque conique 201a déplaçable axialement.
Le couple d'entraînement introduit dans le détecteur de couple moteur 224 par l'entraînement du pignon d'entraînement 226, par l'intermédiaire des boulons de liaison 238 et du disque rainuré 224c mobile, est transmis par les billes 224d, le disque rainuré 224b fixe et l'arbre d'entraînement 1 à la paire de flasques coniques située du côté entraînement et de là, à l'aide de l'organe de transmission 203 à la paire de flasques coniques située côté entraîné, non représentée.
La rotation relative mutuelle des disques rainurés 224b et 224c ainsi provoquée fait rouler les billes 224d sur les surfaces de parcours 235, de sorte qu'elles prennent appui sur le disque rainuré 224b fixe et repoussent ainsi le disque rainuré 224c mobile vers la gauche dans le sens de la flèche A. Le disque rainuré 224c mobile est en même temps configuré sous la forme d'un piston de commande et modifie, en fonction de sa position axiale, la section
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transversale de la lumière d'échappement 224e qui est en liaison avec la chambre à pression 209a de l'unité à cylindre et piston 209 située radialement à l'extérieur.
Plus le couple moteur à transmettre ou la variation brusque de couple moteur à compenser est important, plus loin vers la gauche dans le sens de la flèche A sera déplacé le disque rainuré 224c mobile. De cette façon, la section transversale libre de la lumière d'échappement 224e est réduite en continu, grâce à quoi la pression dans la chambre à pression 209a de l'unité à cylindre et piston 209 extérieure augmente rapidement et fortement, car la pompe qui alimente cette chambre refoule un débit volumique constant par le conduit 222.
La chambre à pression 240 d'équilibrage ou de remise à l'état initial qui est raccordée à la chambre à pression 209a de l'unité à cylindre et piston 209 extérieure par l'intermédiaire de la lumière de trop-plein 239, sert, dans le cas d'un couple moteur plus faible ou après une variation brusque du couple moteur, à amener le disque rainuré 224c mobile dans la position qui correspond à cette action du couple moteur, c'est-à-dire que le disque 224c est déplacé vers la droite dans le sens opposé à celui de la flèche A par la pression régnant dans la chambre à pression 240 qui correspond à la pression régnant dans la chambre à pression 209a, ce qui libère à nouveau au moins partiellement la lumière d'échappement 224e et réduit à nouveau l'excédent de pression régnant dans les chambres à pression 209a, 240.
La Fig. 5 représente en coupe, dans le sens de la flèche V de la Fig. 4, la configuration des surfaces de roulement 235 sur les deux disques de commande 224c et 224d.
Dans l'exemple ici représenté, les deux surfaces de roulement 235 ne présentent pas une configuration symétrique dans le sens circonférentiel, c'est-à-dire que la caractéristique de commande et donc la courbe d'augmentation de la pression est dans ce cas différente pour le mode de poussée et ce mode de traction du changement de vitesse.
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La variante de l'invention représentée sur la Fig. 6 est dotée de références numériques de la même manière que précédemment, mais pour les distinguer des figures antérieures, ces références numériques débutent par le chiffre 3.
Dans cette forme de réalisation, le pignon d'entraînement 326, qui est supporté radialement vers l'intérieur par un palier à aiguilles 327, s'appuie axialement contre l'anneau de fixation 345 par l'intermédiaire d'un anneau intercalaire 344 et d'un palier axial à aiguilles 342, dans le sens opposé au flasque
EMI24.1
conique 301a mobile. Le support axial du pignon ou de la roue dentée 326 en direction du flasque conique 301a mobile est assuré par un palier axial à aiguilles 343, qui est prévu sur le côté postérieur lui faisant face du cylindre 312 de l'unité à cylindre et piston radialement intérieure.
Le disque rainuré 324g, déplaçable dans le sens circonférentiel du détecteur de couple 324, est relié d'une seule pièce avec la roue dentée d'entraînement 326 et peut tourner avec celle-ci dans le sens circonférentiel par rapport à l'arbre d'entraînement I.
Le disque rainuré 324h est calé en rotation, mais axialement déplaçable, sur le piston 310 de l'unité à cylindre et piston 309 radialement extérieure, par l'intermédiaire de l'engrènement 341. Ce disque rainuré 324h déplaçable axialement sert en même temps de piston de soupape ou d'organe de commande destiné à fermer ou à étrangler la lumière d'échappement 324a qui raccorde la chambre à pression 324e du détecteur de couple moteur au carter d'huile.
Ici également, contrairement aux formes de réalisation antérieures, aucun des disques rainurés n'est fixé dans toutes les directions de déplacement par rapport à l'arbre moteur I, mais le disque rainuré 324g est immobile dans le sens axial et mobile dans le sens circonférentiel, tandis que le disque rainuré 324h est immobile dans le sens circonférentiel, mais déplaçable dans le sens axial. Entre
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les deux disques rainurés 324g et 324h, comme dans les modes de réalisation précédents, sont disposés les organes d'espacement 324d en forme de billes qui sont ici maintenues par des supports individuels de billes ou par une cage à billes 337, les supports ou la cage étant fixés ou maintenus contre le flasque conique 301a déplaçable axialement.
La pression dépendante de la démultiplication est, comme décrit plus haut, produite par une première pompe qui remplit la chambre à pression 311a de l'unité à cylindre et piston 311 radialement intérieure à débit volumique constant par le conduit 316 situé dans l'arbre d'entraînement I.
La pression de superposition ou d'engagement commandée par le détecteur de couple moteur 324 s'ajoute à cette pression. A cet effet, une seconde pompe injecte à débit constant du fluide sous pression, comme par exemple de l'huile, dans la chambre à pression 309a de l'unité à cylindre et piston 309 extérieure par le conduit 322 et remplit en même temps par la lumière de passage 323 la chambre à pression 324a du détecteur de couple moteur 324.
Lorsque le couple moteur est élevé ou lors d'une augmentation brusque du couple moteur, les billes 324d roulent sur leurs surfaces de roulement 335 prévues sur les deux disques rainurés 324g et 324h et, du fait de la configuration des surfaces d'appui 335, déplacent ainsi le disque de commande 324h déplaçable axialement dans le sens de la flèche A, vers la gauche.
Le bord de commande du disque rainuré 324h, ayant la forme d'un piston de commande, ferme ainsi progressivement la lumière d'échappement 324e de la chambre à pression 324a, grâce à quoi à nouveau, comme déjà décrit à propos des autres figures, la pression dans le système constitué de la chambre à pression 324a du détecteur de couple moteur 324, de la chambre à pression 309a de l'unité à cylindre et piston 309 extérieure et des conduits 323 et 322 augmente rapidement et fortement, ce qui a pour effet une augmentation de la force axiale s'exerçant sur le flasque conique 301 axialement déplaçable, de sorte
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que celui-ci est repoussé dans le sens de la flèche A, vers la gauche, contre l'organe de transmission 303.
Le détecteur de couple moteur selon l'invention peut, de manière particulièrement avantageuse, être utilisé dans des changements de vitesse à organe de transmission sur flasques coniques, comme suggéré par exemple par le document DE-OS 41 03 214.4, le détecteur de couple moteur selon l'invention reprenant alors la fonction remplie par le dispositif 25 décrit dans cette publication, de sorte que ce dispositif 25 peut disparaître.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits, mais comprend également des variantes qui, en particulier, peuvent être formées par combinaison de caractéristiques ou d'éléments individuels décrits à propos des différentes formes de réalisation. En outre, des particularités individuelles ou des modes de fonctionnement, en liaison avec ceux décrits dans les figures, peuvent représenter une invention autonome prise en soi individuellement.