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Variateur continu de vitesse et de marche
La présente invention a pour objet un système de variateur continu de vitesse et de marche dont la particularité essentielle consiste en la combinaison, avec un ensemble d'engrenages épicycloïdaux servant à la transmissi.on des forces entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur,d'un dispositif de commande cinématique à rap- port de transmission progressivement variable, tant qu'une faible dépense de forces et servant à faire
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varier la vitesse de rotation, des engrenages satellites entraînes par l'arbre moteur.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien com- prendre de quelle maniera l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation schématique.
La figure 2 est une coupe transversale par 2-2 de la fig. 1.
La figure 3 est une coupe axiale d'une poulie à diamètre extensible.
La figure 4 est une vue intérieure d'un flasque de ladite poulie
La figure 5 est une coupe longitudinale d'un premier mode d'exécution du variateur perfectionné,
La figure 6 est une coupe par 6-6 de la fig. 5.
La figure 7 représente en coupe axiale et à plus grande échelle, l'ensemble des poulies extensibles servant à la commande des engrenages épicycloïdaux.
La figure 8 représente en perspective deux maillons successifs de le chaîne de transmission reliant les poulies extensibles.
La fig. 9 est une coupe par 9-9 de la fig. 7 montrant, vue de côté, la chaîne de transmission. la figure 10 représenta la face interne d'un flasque des poulies extensibles.
Les figures 11 et12 sont des vues schématiques illustrant le fonct'onnement des poulies extensibles
La figuare 13 concerne un deuxième mode d'exécu- tion du variateur et représente an coupe axiale l'ensemble
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des engrenages épicycloïdaux
La fig. 14 est une coupe par 14-14 de la fig. 13.
Les fig. 15 et 16 se rapportent à une autre variante.
La fig, 17 est une vue en coupe axiale d'une variante de poulie extensible.
La fig, 18 est une coupe de la fig. 17 par 18-18.
La fig. 19 est une coupe partielle par 19-19 de la fig.
18.
La fig. 20 est une vue schéma bique en plan de la fig.19
Le variateur se composa de deux parties dont la premiè- re, qu'on appellera cinématique, constituée par un dispositif à rapport de transmission variable, par exemple à poulies extensibles, est uniquement destinée à donner les variations de vitesse et la deuxième, qu'on appellera dynamique, consti- tuée par un ensemble d'engrenages épicycloldaux, est destinée à transmettre les forces.
Sur les figures 1 à 4, l'arbre moteur A porte un tambour B dans lequel sont montées les vis satellites C.
L'arbre récepteur D porte un pignon nélicoïdal D' en prise avec les vis C, Des couronnes dentées E sont solidaires des vis satellites C et leur rotation est commandée par des pignons d'angle F sur l'axe desquels sont calés des pignons droits G. Ces pignons G engrènent avec une couronne H à den- tare interne, qui est solidaire d'une poulie à diamètre extensible 1 montée folle sur l'arbre récepteur D. Une deuxiè- me poulie à diamètre extensible J montée sur un axe J' indé- pendant du tambour B, est reliée à la poulie I par une courroie I'.
Sur l'axe J' est claveté un pignon K qui est donc solidaire de la poulie J et qui est en prise avec une couronne à denture interne L, solidaire du tambour moteur B
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La vis de commande M du variateur, butée contre la carter fixe N dans lequel elle peut tourner, détermine en se vis- sant dans une traverse M' le déplacement de ladite traverse.
Celle-ci commande le déplacement 9 9 clavette coulissante sur les axes D et J'des tiges Q et Q'. Cas tiges portent, comme montré fig. 4, des cônes R sur lesquels appuient des traverses P supportant la courroie de transmission et pouvant coulisser dans des ramures P' des flasques de la poulie.
Le fonctionnement de ce variateur est le suivant:
L'arbre moteur A tournant entraîna avec lui le tambour B ainsi que les vis satellites C en prise avec le pignon hélicoïdal D' calé sur l'arbre récepteur D, Les vis C étant irréversibles, donc ne pouvant tourner sur leur axe quelle que soit la pression développée par le pignon hélicoï- dla D', entrafnent celai-ci a la même vitesse et dans le ;.urne sens que le tambour moteur B, En même temps la couronne dentée L, solidaire du tambour moteur B, tourne avec celui-ci.
.Etant en prise, par sa denture interne, avec le pignon K, elle donne à ce dernier un mouvement de rotation de même sens que le sien propre. Le pignon K et la poulie J étant clavetés sur le même axe, tournent par conséquent à la moine vitesse. Ce dernier mouvement de rotation est a insi transmis à la poulie I, laquelle peut alors tourner à la marne vitesse angulaire que la tambour moteur B, Dans cette phase du fonction- nement, l'arbre récepteur tourne à la même vitesse et dans le même sens que l'arbre moteur et les organes internes du systè- me n' ont aucun mouvement propre.
Pour obtenir n'importe quelle vitesse, il suffit d'agir sur la vis de commando M; de ce fait les tiges Q et Q'
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sont déplacées et entraînent les cônes R qui font monter ou descendre les traverses P entre les flasques des poulies, Les poulies I et J varient ainsi de diamètre; le rayon de la première augmentant et celui de la deuxième diminuant de la même valeur, de manière à conserver pratiquement constante la tension de la courroie I'.La vitesse angulaire de la poulie I diminue.Le tambour moteur B conservant sa vitesse, les pignons G,entraînés dans le mouvement général et en prise avec la couronne dentée H,sont alors obligés de tourner sur leur axe, du fait des différences de vitesse angulaire entre le tambour moteur B et la poulie I solidaire de la couronne H.
Ce mouvement particu.- lier de rotation des pignons G est communiqué aux couronnes dentées E et aux vis satellites C, par les pignons d'angle F.
La vitesse de l'arbre récepteur, par rapport à celle de l'arbre Moteur diminue à mesura que celle des vis satellites augmente. Le point mort est obtenu lorsque les vis satellites C tournent autour de leurs axes à, une vitesse angulaire suffisante pour compenser la rotation du tambour B. Dans cette phase, la couronne dentée H a sa vitesse primitive réduite environ d'un tiers.
Pour éviter dans la prise directe des rotations inutiles des poulies I et J, on pourra prévoir des disposi- tifs appropriés permettant de désolidariser la couronne L du tambour B et la couronne H de la poulie I.
Dans la variante des figures 5 et 6,le tambour B porte deux axes C' montés fous, sur lesquels sont fixés les vis satellites C, engrenant avec des pignons hélcoïdaux
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D' calés sur des axes D" entre lesquels est interposée une butée à billes D"' . Chacun de ces axes D" porte en outre à son extrémité située hors du tambour un pignon conique F engrenant avec une couronne dentée H montée folle sur le prolongement B' du tambour B. D'autre part, les axes C' portent en plus des engrenages hélicoïdaux C
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des pignons droits C't 'an prise avec un pignon enl claveté sur l'arbre récepteur D. La couronne H est solidaire d'un pignon denté 1 engrenant avec un deuxième pignon 2 monté sur un axe E tournant dans deux paliers à billes 4-4 du carter da l'appareil.
Cet, axe 3 porta une poulie
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extensible 5 ui reçoit son mouvement par i' intermédiaira d'une chaîne 6, dont le détail sera donné plus loin,
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d'une deuxième poulie extensible '?, iiion-t,3e sur un axe 8 tournant de m!3LJe dans des paliers à. billes 9-9 L'axe 8 reçoit son u:JOllVEL,ent de l'arbre .:nteur par llinGeI"J18diaire de pignons 10-11, ce dernier étant calé sur ledit axe moteur A.
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Ls co.urrnda de variation du dia']19tre des poulies extensibles s'effectue au 111oJ3n d'une fourcaetta coulis- sante 12 enùratnant,à l'aide de butées à billes 13, les manchons 14 et les jantes coniques 14 a des deux poulies, ladite fourchette étant alle-...,-r,e ac tionnée ci l'aida d'une vis de couMande 15.
Le ibnct tonnèrent est le suivant: Si l'on suppose que le .'apport de transmission des poulies extensibles 5,7 soit égel 1 , 1 ë l, la couronne H tourne à la même vitesse angulaire que le tambour B et
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les pignons coniques F sont; par conséquent immobiles sur
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leurs axes, de sorte que les pignons hélicoïdaux D'et les satellites C ne possèdent aucun mouvement relatif par rapport au tambour. Il en est de même pour les pignons C" et dans ces conditions, l'arbre récepteur D tourne à la même vitesse angulaire que l'arbre moteur A. C'est la prise directe.
Si, au contraire, on modifie le rapport de trans- mission des poulies 5,7, la couronne H tourne à une vitesse angulaire inférieure à celle du tambour B, ce qui produit la mise en rotation des pignons coniques F et par conséquent des pignons hélicoïdaux D'. Ceux-ci à leur tour entraînent les axes C' et les pignons C", de sorte que l'arbre récepteur tourne à une vitesse plus petite que l'arbre moteur, Il se produit une serte de déclavetage des pignons hélicoïdaux C par les vis D' avec une très faible dépense d'énergie.
Le point mort est obtenu lorsque la différence de vitesse entre le couronne H et le tambour B est telle que las axes C' prennent, par l'intermédiaire des pignons coniques F et des pignons hélicoïdaux D'et C, une vitesse angàlaire suffisante pour compenser la rotation du tambour B.
Ce mode d'exécution présente l'avantage d'éviter des vitesses de rotation trop grandes pour les différents or- ganes en mouvement. Toutes les parties tournantes reposent sur des paliers ou butées à billes. L'ensemble des organes est enfermé à l'intérieur d'un carter 16 avec bouchon de remplissage d'huile 17 et bouchon de vidange 18. Le tambour B porte des cuillères à huile 19 qui, lors de la rotation de ce tambour: prennent l'huile située au fond du carter et la renvoient sur les pièces disposées à l'intérieur dudit tam- bour.
Le système de transmission par poulieextensible
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est réalise de préférafice da ia manière dprs8nt8 3x figures '7 t 12a Cnaeuna des poulies 5 et 7 cO'dpOrt9 d.3U.x flasques 20 calés sur l'axe res'oactif 3 on 5 de la poulie et nne jante coaiiiue 14a montée .a cl8vatte, coulissante sur l'axe 3 ou 8 et solidaire d'un manchon 14.. Ls face interne de chacun des flasques 20 comporta, eo,.;>e r-pr<4seruté sur la figure 10, tina série de losLJ8nts 24 qiii sont ferries vers a l'intérieur des fla.sques par une bae;118 24 Dans ces logements 24 sont disposées des masselottes 25 pouvant coulisser libre- ment ( simplement empêchées de s'échapper par des butées 24b
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des bagnes 24a) et eunias de poiiiîlaau3 26 i'aiS8Jlt saillie dans l'intervalle des flasques 20.
Ces poulies sont reliées par une chaîne dont les
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maillons 27 sont articulés entre eux par 1' iatar,diaï ro de pivots 28 et de goussets z pr4?entx.nt des prolongements 30 qui servent à l'appui de la cl-ialne contre la jante conique ¯4a, C1.'laqlle úlaHlon 27 comporte une partis recï:;3.nsI11ai re 27a et une partie prisuJaticllle 2'7b. La partie ract2111l1a i 1'e a me largeur égale à l'intervalle entre les deux "U-aeliE3s 24a de chaque poulie et sert au guidage de la chaîne entre ces bagues, La partie prismatique présente transversalement une section trapézoïdale comme on le voit clairement sur la figure 8.
En outre, un plan perpendiculaire au¯ plan de la fijare 11 et
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passant par eX8G1ple par la ligne 11-11 donnerait éc;a1efJf)nt une section en forme de trapèze.
Le foncLi.onnarnent de eetes chaîne est le staivanti La convergence des faces latérales des éléments est telle que la petite base des/trapèzes de section transversale puisse
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toujours s'engager entre les pointeaux 26 des masselottes 25 ( fig, Il) quel que soit le diamètre de la partie de la jante conique 14a sur laquelle s'appuient les prolongements 30 des goussets 29. Sous l'effet de la force centrifuge, les masselottes 25 sont chassées vers l'extérieur de la poulie de sorte que les pointeaux 26 s'appuient fortement contre les faces latérales obliques des éléments, l'entraî- nement résultant ainsi d'une sorte de coinçage des pointeaux 26 contre ces faces.
La variation du rapport de transmission s'effec- tue par déplacement des jantes coniques 14a sur les axes 3 ou 8 à l'aida de la fourcnette 12, de sorte que le diamètre d'appui de la cnatne croisse pour une poulie et décroisse pour 'antre, Lorsque par exemple, ce diamètre augmente en partant du minimum ( fig. 11 et 12), les mail- lons de la chaîna sont placés à une distance plus grande de l'axe de rotation 3 ou 8 et l'appui des pointeaux 26 sur les faces latérales des maillons se produit à une distance hl de l'axe de la poulie plus grande que h.
Bans la variante représentée sur les figures 13 et 14 la couronne dentée H commandée comme précédemment par les poulies extensibles ( non figurées) et par le renvoi d'engrenage 1 et 2, entraîne par l'intermédiaire de pignons droits F quatre axes D" montés fous dans le -tambour B calé sur l'arbre moteur A. Chacun de ces axes D" comporte deux excentriques 40-41. L'arbre récepteur D porte de marna deux excentriques 42-43 calés à 180 l'un par rapport à l'autre.
Les excentriques 40 de deux arbres D" diamétralement opposés sont reliés à l'excentrique 42 de l'arbre récepteur D par une bielle 44, tandis que les excentriques 41 des deux autres ar- bras 1 D" sont reliés à l'excentrique 43 de l'arbre récepteur
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par une bielle 45 perpendiculaire à la première ( sur la
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coupa de la f'Lg, 14 qui est supposée vue dans le sens des flèches de la f:L,:';. 13, la bielle 45 est seulement ceprésen- tée, la bielle 44 se trouvant au avant du plan de l'iyuro.
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Les excentriques non. utilises des arbres D", par exemple
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las excentriques 41 des deux arbres D" r>apT4.sentés sur la fit. 13 servant à l'eqLlilib1"3SG.
Là e L'o 1>. e 1 1 . : ii ;=e ,;e n est 8Ll2<10:;Lle: Lorsque les poulies extensibles 1'0f:.cLionnent avec an rapport de t1',:\118 ,i3sion é,2P.l il 1 : l, la couronne H tourne à la :8m vitesse CjLl3 le uambour 3, da sorte que las axes D" sont i:1JtljO bil GS ;ce:.< j' ;", :7ï7ort au. t,9:rbour et que l'arbre récepteur D .-,rend 1813:.18 '1it':.),,183 :,o. l'arbre rll0- leur. Il n'y a dans ce cas C1LWLUI ;-ooL1-v:3:.;e;iz ralatif des parties qui 80,]t l'i ;id81:811t liGdSJtltrl4 elles. i#a contraire: si l'on Lil0difia 19 rapport de trnJl:.3.. i,:;;s.;.on des poulies extensibles et (YCJ l'un dunne '3:..r CO:1.^-¯,"ÇLlt¯ 1-G Ll 1" uo-ronno ii un .r:OLlV t7=tlt l' 31ft 01.:f par rapport au j.ib..jur, los bialids 44 :at 45 sont .aises en IOLlVl3.1l::Jnt et l'arbre l'(]Ceptiju1' L0lÁrne à une 'vie'28sB [,10ind1'e.
Dans la varipnba dos l'i..ures 15 et 16, on utilise exclusive!.tant dos en.l":Hl'J,.:'3S droits. La (;,)01.\)[1n8 n :.o:7tca l'intérieur du tambour :;'3 entraîna par l'arbre ,r10tSLU A, en- grëne avec des pignons droits F calés sur les arbres Du! mon- tés dans ce tanibour et portant d'autre part des roues OE;;1;ôém tj" oii.j .r<;1 <#iit avec le pignon Clllds l'arbre r6c3pta ur D Le
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système de poulies extensibles non figure est relie à la
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couronne Il par deux pignons de chaîna la, 2a et aile chaîna
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de transmission ordina-i-re 2 Le foncbionnefiient est toujours le même..
La poulie a diantre V8 rinble roi) sur les figures 17 à 2l perlât d'utiliser pour la LI'9nS'.1Íssion une chaîna à rouleaux dLl .modèle courant. L8s - '?ces in'cernes des flasques '7 présentant des rainures radiales 50 dans les- quelles sont guidés des e Jaîi sse;T,ax 51, a,l1lÜs, leur partie inférieure de tenons en queue d'aronde 52 en prise avec des rainures correspondantes 53, Ménageas dans le cône 14; Chacun des coulisseaux 51 porté un axe 54 claveté sur lui et sur
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cet axe est monté fou dans un évide),ijent central du eoLlisseaa 51, un pignon denté 55.
Sur làs bossages lacéraux des pignons 55 sont prévaes des dentures à griffes oa à elabotà s7, s a s- captibles de coopérer avec des Q0nt;IlI'6s correspondantes mena- gées sur des rondelles 56 Montées à clavette coulissante sur l'axe 54 de chaque côté du pignon 55. Chacune de ces rondelles 58 ports en outre une rampa 59 excentrée par rapport à 11 axe
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54. A ca tta rampe 59 correspond une raulpe idelÙ;icllle 60 prévue sur une masselotte 61 pouvant coulisser librement sous l'action de la force centrifuge dans des logements excentrés
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62 du coulisseau 51. C11PCLlne de CdS r:1:isselot-css 61 comporte en outre, un argot 63 faisane saillie dans l'intervalle entre
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les flasques 7. da tell 801'ce que la chaîne puisse s'apnnyet sur ces argots.
Le fODctiondent da cazte poulie est le suivant: Lorsqu'on déplace le cône 14 à l'aide du système de commande prscéde,J.Il1ent décrit, la coopérât! jn des G6!10nS 52 et des rainures 53 produit un déplacement radial des cou.-
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lissaaux 51. il en résulte ane variation de la position des pignons 55 sur lesquels s'appuie le chaîne à rouleaux et cette
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variation détermine le .::odific8tion du- diamètre de la poulie, La liaison de la poulie et de la chaîne r6s111te do l'engrbne- ment des rouleaux de ladite chatte avec les dents des pignons 55. ntr3 le point où lr; entre an cor tact avec la poulie et celui où alla quitte ladite poulie, les ergots 3 des :nassalott;8s Gl soib libras st )'::1' CU:1SlJ.I1.ent 1.i#:
. 8ss810t- Les 61 sont Coup12te'l16:l ciiisnées vers l' aJi16ricLir da la pou- lie par la force centl'ii'uge. De C'1 l'ai t, es d'3ntlll'es das ron- delles 56 ne sont pas appliquées les dentures COl'l'3spOn- dantes 57 des pignons 55 et cas pignons sont fous sur leur axe, Lorsqu'au, cours de la rotation de la poulie; la chaîne arrive en contact avec l'un de cas pignons, le rouleau- ou l'axe de la. chaîne qui doit coopérer avec ledit pigin, le
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fait pivoter jusqu'à ce que le rou-laan soit en prise correcte avec une dent du pignon, r,7ais an ::1èIJJ8 leuips las flasques de la chaîne prennent a-opui sur las deux ergots G3 correspondant à ce pignon et poussent, par conséquente dans leurs logements
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les .asselottes 61.
Les rat.:pes 60 de ces Masselottes agissent sur les rampas correspondantes des rondelles 58. Les de.c1tlll'GS de ces rondelles entrent en prise avec les dentures 57 du pignon etcelui-ci est ainsi bloque sur son a.xe. Il ne sera libéré qu'au point où la chaîne quittera la poulia, la force centrifuge chassant alors las deux masselottes 81 qui ne s' appuieront plus sur les rondalles 58.
Le variateur qui vient d'être décrit est appli-
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cable dans tous les dO"Jaines, not8'.jiJJSnt dans celui de l'au- to-nobile. Son rend(3,-ent et sa précision de fonctionnement en permettant égaleront l' utj.lisstion dn::3 l'i.,QL1.strie de ;,i.L<te précision 11 peub aussi Stre L1.-cil:i..",. l:o:.:.,le <,Éi.:cteu1 de vitesse de .;.rand rapport e'G d'excellont rjndojent an sllbs.ci- tuant des engrenages ou 1;r'3.ilSillssiul1 ci.
GÚaÍnes de rapports
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aLi dispositif de variation cinématique, il présen-
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te de nombreux avantages; an particulier, il est possible de choisir les rapports de transmission, de telle manière que tous les organes mobiles du variateur travaillent à des vites- ses angulaires inférieures ou au plus, égales il celle du moteur, REVENDICATIONS
1 Variateur continu de vitesse et de marche, carac- térisé par la combinaison avec un ensemble d'engrenages épicy- cloïdaux, servant à la transmission des forces entra l'arbre moteur et l'arbre récepteur, d'un dispositif de commande,
dit cinématique à rapport de transmission variable ne nécessitant qu'une faible dépense de force et servant à faire varier la vitesse de rotation des engrenages hélicoïdaux satellites entraînés par l'arbre moteur,
2 Variateur comme spécifié en 1 , caractérisé en ce que le dispositif cinématique servant à faire varier la vitesse des engrenages hélicoïdaux satellites est formé par deux poulies à diamètre extensible, dont l'une est solidaire d'Lin différentiel à engrenages commandant la rotation des engrenages hélicoïdaux stellites.
3 Variateur comme spécifié en 1 , caractérisé en ce que sur l'arbre moteur est calé un tambour portant les engrenages hélicoïdaux satellites, montés fous autour d'axes perpendiculaires à l'axe moteur eten prise avec un pignon hélicoïdal calé sur l'arbre réceptaur, l'ensemble formant une transmission irrévarsible, ledit tambour portant une couronne dentée qui transmet son moavement à l'une des poulies à diamètre extensible et la seconde poulie extensible montée folle autour de l'arbre récepteur commandant la rotation d'une couronne den- tée en prise avec des pignons épicycloïdaux du tambour qui peu.-
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vent cntrafnor en rota bien les engrenages satellites,,
49 variateur co:o-.îa spécifié en le, caractérisé en ce que les poulies extensibles sont constituées par des
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flasques munis de rainures dans lesquelJ. sont ventées des traverses coulissantes (,,Lie l'on peut déplacar à l'aide de coins actionnés par des tiges mont.les à clavattes coulissan- tes sur les axes des poulies.
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5 V-:3.riatelII' co:rJl11e spécifie en li, caractérisé en ce que le tambour entraîné par l'arbre uloteur, lo>i;porte, sur des axes transvorsaux à son axe de rotation, des pignons hêlicoïdaux antra.rnés par des pignons coniques en prise avec Lino couronne dentée à laquelle l'arbre l110tSlIr tr--ns,iiE3-L Lin ill0l1V(3ú19nt de rotation par 'Li ira d'un train de poulies exteasibies, lesdits pignons nélieoldanx engrenant avec des pignons satellites montés sur des axes du tambour
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parallèles à l'axe de rolation e-i reliés par des engrenages droits à un pignon calé sur l'arbre récepteur,
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6µ Variateur comma spécifié en 12, earactcrisé en ce que la liaison des axes des pignons satellites du tambour à l'axe récepteur est réaliséepar un dispositif
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de bielles et d" excentriques,
79 VariatelIr cosine spécifié en lu et 22, caraftcri- sé en ce que les poulies extensibles sont constituées par deux flasques présentant des logements dans lesquels peuvent
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coulisser librement des G'J8.sselottes, soumisas à l'action de la force centrifuge et manies de pointeaux faisant sail- lie dans l'intervalle existant entre les flasques des pou-- lies, les poulies ainsi constituées étant reliées entre
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elles par une chaîne de transmission Ù :
¯Jaillons articu.lés présentant des prolongements s'appuyant sur la jante conique
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desdites poulies et des faces latérales convergentes sur lesquelles les pointeaux des masselottes viennent se coin- cer sous l'effet de la. fotce centrifuge,
8 Variateur comme spécifié en 1 et 2 , caracté- risé en ce que les poulies extensibles comportent un en- semble de coulisseaux guidés dans les rainures radiales des flasques de la poulie et déplacés radialement par un cône monté à clavette coulissante sur l'axe de ladite pou- lie,
les coulisseaux comportant des axes fixés sur eux et sur lesquels sont montés fous des pignons dentés qui peuvent être solidarisés momentanément desdits axes par une denture à griffes ou à clabots actionnée par la cnaîne de transmis- sion reliant entre elles les poulies extensibles.