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Perfectionnements aux transmissions à friction.
Cette invention se rapporte d'une manière générale aux transmissions à friction, à vitesse variable, comportant des plateaux toroidaux, c'est-à-dire en forme de portion de tore, et plusieurs galets ou "roues"qui sont en contactd'en.- traînement par friction avec des gorges toroidales de section transversale circulaire, ménagées dans ces plateaux.
Elle concerne particulièrement l'élément de la trams- mission qui produit la pression nécessaire à l'entrainement par friction, et un de ses buts principaux est de réaliser un dispositif simple et efficace, grâce auquel on peut obtenir les variations de pression nécessaires en vue de faireconcor-
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der avec le rapport des vitessesle degré de friction entre les organes de friction.
A cette fin l'invention prévoit un dispositif nouveau dans lequel le plateau entraîneur et le plateau entraîne sont écartés axialement à l'encontre d'un dispositif de pression élastique, lorsqu'on déplace le galet de friction intermédiaire de sa position grande vitesse vers sa position petite vitesse, ce qui a pour effet d'accroître la pression à laquelle le dispositif de pression soumet les organes de friction.
D'autres buts et avantages de l'invention ressorti- ront des dessins annexés et de la description d'une forme d'exécution donnée à titre d' exemple.
On actionne généralement les transmissions de ce gen- re à l'aide de forces à couple constant, c'est-à-dire d'une source d'énergie telle qu'un moteur à gaz, par exemple, dont le couple maximum est sensiblement constant pour une grande marge de vitesse, ou d'une commande à vitesse plus ou moins constante;, ou du type comportant un module de surcharge rela- tivement faible, tel qu'un moteur à induction ou un moteur shunt à courant continu. Dans l'un comme dans l'autre cas, il est nécessaire que la pression dans la transmission soit suf- fisante pour pouvoir transmettre le couple maximum du moteur avec le rapport de vitesses le plus faible.
Cette pression peut, suivant la capacité de la transmission, dépasser le décuple de celle nécessaire pour la vitesse maximum et si on applicuait, par exemple aux automobiles dont une grande partie du travail s'effectue à des vitesses élevées, une transmission de ce genre comportant un simple dispositif à ressort pour fournir la pression nécessaire, cette transmission travaille- rait: presque tou,jours sous une pression excessive, d'oÙ mauvais
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rendement, échauffement et détérioration.
On a déjà proposé de résoudre ce problème en utili- sant un dispositif de pression, consistant en billes logées dans des godets, dont l'action dépendait du couple. Cette forme de construction à billes et à godets est de fabrica- tion relativement coûteuse et, de plus, amené des complica- tions et introduit dans la commande un jeu indésirable.
Suivant la présente invention, on. obtient la varia- tion de pression nécessaire en excentrant simplement les gor- ges des deux chemins de roulement par rapport aux galets, c'est-à-dire en situant la gorge du chemin de roulement en- traîneur ou de couple faible, plus loin de l'axe du plateau que la gorge du chemin de roulement entraînée ou de couple élevé. Ceci a pour effet, dans une coupe radiale passant par les chemins de roulement, de désaxer les courbes de la sec- tion transversale, ou de les rendre excentriques par rapport l'une à l'autre et par rapport au galet de friction, norma- lement situé à mi-chemin entre les centres aes courbes des deux chemins de roulement.
Lorsque le galet se déplace ou bascule alors de sa position grande vitesse vers sa position petite vitesse, les deux chemins de roulement s'écartent de manière à comprimer le ressort (qui tend à pousser les pla- teaux l'un vers l'autre) et à produire la pression addition- nelle nécessaire. On peut encore modifier la courbe effective de compression du ressort, ou le rapport des vitesses, en donnant au galet un diamètre quelque peu différent de celui des contours des chemins de roulement. Ainsi, si on agrandit le galet, la pression sera moindre dans le cas où les galets occupent leur position médiane ou parallèle, c'est-à-dire quand les plateaux tournent à égale vitesse, oue dans le cas où les galets occupent leurs positions extrêmes, et inverse- ment.
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Sur le dessin annexé qui représente plus ou moins schématiquement, en coupe longitudinale, une forme de réali- sation simplifiée d'une transmission à vitesse variable, à plateaux toroïdaux, 1 désigne le plateau entraîneur ou de couple faible calé sur l'arbre 3 à l'aide d'une clavette 10.
2 est le plateau entraîné, monté fou sur l'arbre 3 et relié de toute manière convenable à la machine qu'il s'agit d'ac- tionner à vitesse variable. Suivant une variante, le plateau 2 peut être maintenu immobile, de toute manière appropriée, auquel cas les galets sont entraînés dans un mouvement plané- taire. Diverses manières de supporter et d'articuler le galet 11 étant déjà connues et étant toutes applicables à cette in- vention, on ne les a pas représentées, pour ne pas compliquer le dessin.
Les gorges annulaires ou chemins de roulement des disques sont désignées par 12 et 15 et le centre de courbure du chemin de roulement 13 est indiqué en a, o étant le centre du galet et l'axe autour duquel ce dernier exécute son mou- vement d'oscillation ou de précession pour modifier le rap- port des vitesses. c désigne le centre de courbure du chemin de roulement 12, r' étant le rayon de courbure de la face de contact sphéroldale du galet et r celui des chemins de roule- ment des plateaux. Le diamètre du chemin de roulement ou gorge 13, mesuré du centre a, à travers l'axe de l'arbre 3 et vers le centre correspondant de l'autre côté du plateau, est donc plus grand que le diamètre correspondant du chemin de roulement 12.
Il y a lieu de noter que r' est plus petit que r et doit être calculé par rapport à w (largeur de la face du galet) de manière que le point de contact b' (déter- miné en prolongeant la ligne a-b en b, et la ligne c-d en d') ombe toujours à l'intérieur de la face de contact du galet.
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On verra que le cercle de contact du galet, passant par b', est désaxé et est toujours situé d'un côté du milieu de la face de contact du galet, comme c'est indiqué en H, tandis que pour le plateau 2 la partie correspondante de contact du galet est située du côté opposé. Il en résulte un grand avantage, car cette disposition accroît sensiblement la sur- face de contact effective du galet et prolonge donc considé- rablement la durée de celui-ci.
La position grande vitesse du galet 11 est représen- tée en lignes pleines, tandis que la position petite vitesse est indiquée en pointillé. On verra que, dans cette dernière position, les plateaux sont écartés axialement par le galet, grâce à l'excentricité des chemins de roulement, lorsque le galet passe de la position grande vitesse vers la position petite vitesse. Cet écartement axial des plateaux provoque la compression du dispositif à ressort 4, 4a, accroît donc la pression du ressort sur les plateaux lorsque le galet se trouve dans cette position, et augmente de manière correspon- dante la friction entre les organes de transmission lorsque ceux-ci travaillent à petite vitesse.
Si on représente par e le déplacement excentrique (relativement aux centres a, c) de l'axe autour duquel le galet pivote pour changer de vi- tesse, les plateaux accomplissent un mouvement axial total équivalent approximativement au quadruple de e, pendant que le galet passe de la grande à la petite vitesse en s'incli- nant d'un angle maximum de 45 de part et d'autre de la position médiane.
Le dessin représente un dispositif de pression à deux ressorts 4, 4a, mais il peut éventuellement être avan- tageux de n'utiliser qu'un seul ressort. On peut monter le dispositif à ressort de manière qu'il prenne appui sur les
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collets 7,7a de l'arbre 3 et intercaler des paliers anti- friction 5, 6 et 5a, 6a entre les ressorts et les plateaux, afin de réduire le frottement à cet endroit.
On pourrait bien entendu apporter diverses modifi- cations à la forme de réalisation représentée à titre dexem- ple et utiliser séparément certains des présents perfection- nements sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Mécanisme de transmission à friction, à vitesse variable, comprenant une paire de plateaux coaxiaux à gorges annulaires et des galets en contact de friction avec les sur- faces de ces gorges, caractérisé en ce qu'il comporte un dis- positif élastique tendant à produire un mouvement relatif des disques l'un vers l'autre, et en ce que les gorges sont for- mées de telle manière que lorsqu'on fait passer les galets de leur position grande vitesse vers leur position petite vitesse, et vice-versa, l'écartement des plateaux est modifié en provoquant une modification de la tension du dispositif élastique ainsi qu'une variation correspondante de la pres- sion entre les plateaux et les galets.
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Improvements to friction transmissions.
This invention relates generally to friction transmissions, variable speed, comprising toroidal plates, that is to say in the form of a portion of a torus, and several rollers or "wheels" which are in contact with them. .- friction dragging with toroidal grooves of circular cross section, formed in these plates.
It relates particularly to the element of the trams- mission which produces the pressure necessary for the drive by friction, and one of its main aims is to achieve a simple and efficient device, thanks to which it is possible to obtain the pressure variations necessary for to concor-
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der with the speed ratio the degree of friction between the friction members.
To this end, the invention provides a new device in which the drive plate and the drive plate are spaced apart axially against an elastic pressure device, when the intermediate friction roller is moved from its high speed position to its position. low speed position, which has the effect of increasing the pressure to which the pressure device subjects the friction members.
Other objects and advantages of the invention will emerge from the accompanying drawings and from the description of an embodiment given by way of example.
Transmissions of this type are generally operated by means of constant torque forces, that is to say from a source of energy such as a gas engine, for example, whose maximum torque is substantially constant for a large margin of speed, or of a more or less constant speed control, or of the type comprising a relatively low overload module, such as an induction motor or a direct current shunt motor. In either case, it is necessary that the pressure in the transmission be sufficient to be able to transmit the maximum torque of the engine with the lowest gear ratio.
This pressure may, depending on the capacity of the transmission, exceed ten times that required for maximum speed and if one were to apply, for example to automobiles where a large part of the work is carried out at high speeds, a transmission of this type comprising a simple spring device to provide the necessary pressure, this transmission would work: almost always under excessive pressure, hence bad
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performance, heating and deterioration.
It has already been proposed to solve this problem by using a pressure device, consisting of balls housed in buckets, the action of which depends on the torque. This form of ball and bucket construction is relatively expensive to manufacture and, moreover, causes complications and introduces unwanted play into the control.
According to the present invention, there. obtains the necessary pressure variation by simply offsetting the grooves of the two raceways with respect to the rollers, that is to say by locating the groove of the driving or low torque raceway, further away of the chainring axis than the driven raceway groove or high torque. This has the effect, in a radial section passing through the raceways, of misaligning the curves of the cross-section, or of making them eccentric with respect to one another and with respect to the friction roller, norma - also located halfway between the curved centers of the two raceways.
When the roller then moves or swings from its high speed position to its low speed position, the two tracks move apart so as to compress the spring (which tends to push the plates towards each other). and producing the necessary additional pressure. It is also possible to modify the effective compression curve of the spring, or the speed ratio, by giving the roller a diameter somewhat different from that of the contours of the raceways. Thus, if the roller is enlarged, the pressure will be less in the case where the rollers occupy their median or parallel position, that is to say when the plates rotate at equal speed, or in the case where the rollers occupy their positions extremes, and vice versa.
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In the accompanying drawing which shows more or less schematically, in longitudinal section, a simplified embodiment of a variable speed transmission, with toroidal plates, 1 designates the drive or low torque plate wedged on the shaft 3 to using a key 10.
2 is the driven plate, mounted idle on the shaft 3 and connected in any suitable manner to the machine which is to be operated at variable speed. According to a variant, the plate 2 can be kept stationary in any suitable manner, in which case the rollers are driven in a planetary movement. Various ways of supporting and articulating the roller 11 being already known and all being applicable to this invention, they have not been shown, so as not to complicate the drawing.
The annular grooves or raceways of the discs are designated by 12 and 15 and the center of curvature of the raceway 13 is indicated at a, o being the center of the roller and the axis around which the latter performs its movement d 'oscillation or precession to modify the speed ratio. c denotes the center of curvature of the raceway 12, r 'being the radius of curvature of the spherical contact face of the roller and r that of the raceways of the plates. The diameter of the raceway or groove 13, measured from the center a, through the axis of the shaft 3 and towards the corresponding center on the other side of the chainring, is therefore larger than the corresponding diameter of the raceway 12.
It should be noted that r 'is smaller than r and must be calculated with respect to w (width of the face of the roller) so that the point of contact b' (determined by extending the line ab into b , and the line cd at d ') always falls inside the contact face of the roller.
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It will be seen that the contact circle of the roller, passing through b ', is off-center and is always located on one side of the middle of the contact face of the roller, as indicated at H, while for plate 2 the corresponding contact part of the roller is located on the opposite side. This results in a great advantage, since this arrangement appreciably increases the effective contact surface of the roller and therefore considerably prolongs the duration of the latter.
The high speed position of the roller 11 is shown in solid lines, while the low speed position is shown in dotted lines. It will be seen that, in this latter position, the plates are axially separated by the roller, thanks to the eccentricity of the raceways, when the roller passes from the high speed position to the low speed position. This axial separation of the plates causes compression of the spring device 4, 4a, therefore increases the pressure of the spring on the plates when the roller is in this position, and correspondingly increases the friction between the transmission members when those - here work at low speed.
If we represent by e the eccentric displacement (relative to the centers a, c) of the axis around which the roller rotates to change speed, the plates accomplish a total axial movement equivalent to approximately four times e, while the roller changes from high to low speed by tilting a maximum angle of 45 on either side of the middle position.
The drawing shows a pressure device with two springs 4, 4a, but it may possibly be advantageous to use only one spring. The spring device can be mounted so that it rests on the
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collets 7,7a of the shaft 3 and insert anti-friction bearings 5, 6 and 5a, 6a between the springs and the plates, in order to reduce the friction at this location.
Of course, various modifications could be made to the exemplary embodiment and some of the present improvements could be used separately without departing from the scope of the invention.
CLAIMS
1.- Friction transmission mechanism, variable speed, comprising a pair of coaxial plates with annular grooves and rollers in friction contact with the surfaces of these grooves, characterized in that it comprises an elastic device tending to produce a relative movement of the discs towards each other, and in that the grooves are formed in such a way that when the rollers are passed from their high speed position to their low speed position, and vice versa -versa, the spacing of the plates is modified causing a modification of the tension of the elastic device as well as a corresponding variation of the pressure between the plates and the rollers.