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Perfectionnements aux mécanismes de changement e.
La présente invention se rapporte aux mécanismes de changement de vitesse du type comportant deux disques dont l'un est entraîné par un moteur approprié tandis que l'autre transmet l'énergie, chacun des disques présentant, dans la face opposée à l'autre disque, une gorge annulaire concentrique dont la section constitue une partie d'un cercle.
Les disques se trouvent à une certaine distance l'un de l'autre, mais les sections, dans un même plan, des deux gorges font partie du même cercle. De tels disques sont connus sous le nom de disques toriques, et les gorges seront appelées dans la suite gorges toriques. Entre les disques est situé un groupe
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de galets (généralement trois), qui roulent dans les deux gorges et dont la rotation autour de l'axe des disques est empêchée, l'axe de chaque galet étant normalement situé dans un plan qui contient l'axe des disques. Un frottement entre les galets et les gorges toriques est constamment entretenu par une forte poussée axiale exercée sur les diques.
Si les axes des galets sont perpendiculaires à l'axe des disques, le rapport des vitesses transmises d'un disque à l'autre est de un à un; par contre,si les axes des galets sont inclinés par rapport à l'axe des disques, il en résulte une modification du rapport de transmission.
Si la pression axiale est forte, il est difficile de modifier le rapport de transmission par un simple mouvement de rotation ou de pivotement appliqué aux axes des galets et, pour cette raison, les supports des galets peuvent eux-mêmes être montés de façon à ce quon puisse les déplacer légèrement en sens axial afin d'incliner le plan de chaque galet, au point de contact, par rapport à une voie de roulement concentrique au disque; on peut aussi incliner chaque galet, d'une autre manière, par rapport à cette voie de roulement. De ce fait, les galets tendent à se placer automatiquement, par un mouvement de précession, dans une nouvelle position, ou sur une nouvelle voie de roulement. Ce phénomène, et les moyens pour limiter la précession sont décrits dans le brevet anglais n .343.988.
Dans un mécanisme de ce genre, les galets sont libres de rouler vers et sur toute voie de roulement qu'ils tendent à occuper et, pour cette raison, les supports des galets peuvent tourner, chacun, librement sur un axe longitudinal, conformément à la tendance du galet correspondant.
Cependant, on a constaté, en pratique, que, dans des
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conditions particulières, un ou plusieurs des supports peu- vent pivoter dans un sens ou l'autre et amener leur galet dans une position qui ne correspond pas à celle des autres galets, de sorte que le mécanisme tend alors à transmettre, simulta- nément, deux ou plusieurs vitesses, et risque par conséquent, de prendre du jeu et de se briser.
Un des buts de l'invention est de fournir le moyen d'éviter ce danger.
Dans certains mécanismes connus du type indiqué, il y a trois disques toriques, dont deux disques extrêmes en prise l'un avec l'autre et comportant chacun, à sa face inter- ne, une gorge torique, et un disque torique intermédiaire ayant une gorge torique sur chacune de ses faces. Dans ces mécanis- mes il y a deux groupes de galets montés dans deux supports fixes, un groupe agissant entre le disque intermédiaire et l'un des disques extrêmes, et l'autre groupe agissant entre le disque intermédiaire et l'autre disque extrême. Dans des mécanismes de ce genre on modifie parfois l'inclinaison des axes des galets par un mouvement de précession, comme men- tionné ci-dessus,mais il a également été proposé, dans d'au- tres cas, d'effectuer la modification en faisant tourner les supports des galets.
Dans ce dernier cas il a été proposé de relier les supports entre eux.
Un autre but de l'invention est de fournir un dis- positif perfectionné pour connecter ou relier entre eux les galets de chaque groupe et, lorsqu'il y a deux groupes de galets, d'accoupler ces groupes entre eux.
Une des caractéristiques de l'invention s'applique à un mécanisme torique dans lequel le pivotement ou le chan- gement d'inclinaison de chaque axe de galet s'effectue en
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faisant automatiquement changer les galets de voie dans la gorge; cette caractéristique consiste en ce qu'on relie entre eux les supports des galets d'un groupe de galets, de façon que pendant que les axes des galets sont libres de pivoter en vue de changer le rapport de transmission, chaque galet est empêché de suivre une voie qui ne correspondrait pas à celle des autres galets du même groupe, ce qui pourrait se produire dans des circonstances particulières, comme indiqué ci-dessus. Lorsqu'il y a deux groupes de galets, l'invention comprend aussi un dispositif pour accoupler les supports des galets d'un groupe à ceux de l'autre groupe, pour prévenir le même accident.
Dans chaque cas, l'organe de liaison ou d'accouplement doit garder un certain jeu permettant àux supports des galets de suivre librement leur tendance à s'incliner pour prendre leurs positions relatives correctes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention qui est applicable, que le changement d'inclinaison des axes des galets se fasse automatiquement ou par impulsion directe appliquée aux supports des galets; chaque support porte une série de dents périphériques hélicoïdales, et les dents de tous les supports d'un groupe de galets engrènent avec une roue, un manchon ou une bague muni de dents correspondantes et monté de façon que son axe coïncide sensiblement avec l'axe des disques.
Une autre caractéristique de l'invention, qui s'applique lorsqu'il y a deux groupes de galets, consiste en ce que les deux groupes sont accouplés par une pièce longitudinale dont l'axe coïncide sensiblement avec l'axe des disques, et cette pièce peut comporter, à chaque extrémité, une série
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de dents hélicoïdales coopérant, aux extrémités respectives, avec des dents hélicoïdales correspondantes des supports des galets.
Les axes des supports des galets étant sensiblement perpendiculaires aux rayons partant de l'axe des disques, les dents engrènent à la façon d'une vis sans fin engrenant avec une roue à denture hélicoïdale et les dents à une extrémité du manchon sont de sens opposé à celui des dents à l'autre extrémité.
Lorsque le changement de vitesse ne s'effectue pas automatiquement, on peut l'effectuer en faisant tourner les supports des galets par l'intermédiaire d'organes à denture hélicoïdale, et par l'intermédiaire de la pièce longitudinale mentionnée, dans le cas de deux groupes de galets.
Une forme de réalisation de l'invention est représentée sur le dessin annexé, sur lequel:
Fig. 1 est une coupe longitudinale verticale d'un mécanisme à disques toriques, comportant un dispositif d'interconnexion et d'accouplement suivant l'invention. Sur cette figure, les axes des galets sont inclinés par rapport à l'axe des disques, et occupent la position qui correspond à une réduction de vitesse.
Fig. 2 est une coupe longitudinale partielle qui montre le dispositif d'interconnexion et d'accouplement en élévation. Sur cette figure, les galets et leurs supports sont indiqués schématiquement.
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne brisée 3-3 de la Fig. 1, dans le sens de la flèche, et
Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig.2
Sur le dessin, A, Al sont les disques toriques extrêmes, et B est le disque torique intermédiaire. Le disque A
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présente une gorge torique a à sa face interne, et le disque Al a une gorge torique al, également à sa face interne. Le disque B présente deux gorges toriques b, b1, dont une sur chaque face. Le disque A est monté sur l'extrémité d'un arbre C et s'appuie, vers l'extérieur, contre un collier ± de l'arbre; il estaccouplé à cet arbre par des dents ou griffes d'accouplement c1.
Le disque A1 est également monté sur l'arbre et est accouplé, par des dents ou griffes c2 à un collier c3 calé sur l'arbre.
Le disque A1 est entraîné, à partir d'un arbre mo- teur D, par l'intermédiaire de griffes d'accouplement d, d'une bague E et d'un dispositif de poussée comportant des billes e placées entre des chemins de roulement el e2 inclinés par rap- port à un plan perpendiculaire à l'axe des disques. De cette façon les billes transmettent le mouvement et exercent, en même temps, une poussée axiale sur le disque Al, cette poussée étant proportionnelle au couple moteur, tandis que la réaction de la poussée est subie par l'arbre C et n'est pas transmise par les paliers principaux.du mécanisme de transmission. Cette façon d'exercer une poussée axiale est connue dans des mécanismes du genre décrit.
La rotation imposée au disque Al est communiquée à l'arbre C par l'intermédiaire du collier ± 3, et de là au disque A par les griffes d'accouplement c1.
Entre le disque B et le disque A' se trouvent trois galets G, G, G, ayant chacun un axe g, monté, à l'aide d'un palier à billes g1, sur un support g2. Chaque support présente, aux extrémités, des tourillons à rotule g3 (Fig.3) logés dans des crapaudines h solidaires de leviers basculants H. Chaque levier basculant est articulé au moyen d'une cheville j, à un bras d'un croisillon J, monté rigidement dans le carter K du
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D'une façon analogue, des galets G1 sont montés entre les disques B et A, et le croisillon correspondant J1 est calé sur un prolongement 1 2 , en forme de manchon, du croisillon J. Par conséquent, le croisillon J1 est aussi solidaire du carter K et ne peut donc tourner.
Chaque levier basculant présente un bras h2 dirigé vers l'intérieur, qui s'engage entre une paire de mâchoires n, n, d'une bague N entourant l'axe du médanisme. L'autre groupe de galets possède également une bague N1. Ces deux bagues sont reliées entre elles par un manchon N2, et on peut les faire tourner au moyen d'un levier N3 commandé à la main ou par des dispositifs automatiques. Le mouvement de rotation du manchon a pour effet de faire pivoter les leviers H et de communiquer à chacun d'eux un mouvement axial dans le sens de sa longueur (et, incidemment, un déplacement angulaire des axes de leurs tourillons), de façon à provoquer la précession des galets.
Le mécanisme , tel que décrit jusqu'à présent, est connu en soi, et l'agencement des supports des galets, afin d'en causer la précession, ainsi que les moyens d'arrêter le mouvement de précession, sont décrits dans le brevet anglais 343.988. Il est à noter, cependant, que les axes des tourillons sont légèrement inclinés par rapport au plan du dessin, ce qui a poureffet d'arrêter la précession, lorsque les supports des galets ont pivoté dans la mesure dépendant de l'importance du mouvement axial.
Le disque torique intermédiaire B peut tourner autour du manchon j2 et est entraîné par les galets situés de part et d'autre. Le mouvement du disque B est transmis à l'arbre entraîné Q par l'intermédiaire d'une chemise P, de façon connue en soi.
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Le mécanisme est complété par les caractéristiques suivantes qui constituent l'invention:
Chaque support de galet g du groupe de gauche comporte des dents périphériques hélicoïdales 5, et les dents de tous les supports de ce groupe engrènent avec une couronne de dents hélicoïdales 6 que porte un manchon 7 entourant l'axe du mécanisme et pouvant tourner à l'intérieur du prolongement j2.
Les supports des galets de droite présentent des dents analogues 8, et celles-ci engrènent avec des dents hélicoïdales 9 sur l'extrémité de droite du manchon 7. Les dents 9 sont de sens opposé à celui des dents 6. Les dents 9 ne sont pas formées directement sur le manchon 7, mais sur une roue 10 calée sur l'extrémité de droite du manchon.
Le dispositif décrit a non seulement pour effet d'accoupler entre eux les supports de chaque groupe de façon à les faire agir ensemble, mais aussi d'accoupler les supports d'un groupe à ceux de l'autre groupe, de sorte que les galets d'un groupe doivent pivoter en même temps que ceux de l'autre groupe , mais en sens inverse.
Comme déja mentionné, il doit y avoir un certain jeu dans l'engrènement des dents, de façon à laisser aux galets une certaine liberté leur permettant de suivre leur tendance à prendre lesinclinaisons relatives correctes mais aucun galet ne peut pivoter indépendamment des autres, en dehors de limites étroites, et ces limites sont telles que la différence entre les voies suivies par les galets ne puisse causer d'avaries.
On voit qu'on peut aussi faire pivoter les supports des galets simplement en faisant tourner le manchon 7, par tout moyen approprié.
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Improvements to mechanisms of change e.
The present invention relates to speed change mechanisms of the type comprising two discs, one of which is driven by a suitable motor while the other transmits energy, each of the discs having, in the face opposite to the other disc , a concentric annular groove, the section of which constitutes part of a circle.
The discs are at a certain distance from each other, but the sections, in the same plane, of the two grooves are part of the same circle. Such discs are known under the name of toric discs, and the grooves will be referred to hereinafter as toric grooves. Between the discs is located a group
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rollers (generally three), which roll in the two grooves and whose rotation around the axis of the discs is prevented, the axis of each roller being normally situated in a plane which contains the axis of the discs. Friction between the rollers and the toric grooves is constantly maintained by a strong axial thrust exerted on the discs.
If the axes of the rollers are perpendicular to the axis of the discs, the ratio of the speeds transmitted from one disc to another is one to one; on the other hand, if the axes of the rollers are inclined relative to the axis of the discs, this results in a modification of the transmission ratio.
If the axial pressure is strong, it is difficult to change the transmission ratio by a simple rotational or pivoting movement applied to the axes of the rollers and, for this reason, the supports of the rollers can themselves be mounted in such a way. that they can be moved slightly in the axial direction in order to incline the plane of each roller, at the point of contact, with respect to a track concentric with the disc; it is also possible to incline each roller, in another way, with respect to this rolling track. As a result, the rollers tend to be placed automatically, by a precession movement, in a new position, or on a new track. This phenomenon, and the means for limiting the precession are described in British Patent No. 343,988.
In such a mechanism, the rollers are free to roll towards and over any track they tend to occupy and, for this reason, the roller supports can each rotate freely on a longitudinal axis, in accordance with the tendency of the corresponding roller.
However, it has been found in practice that in
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special conditions, one or more of the supports can pivot in one direction or the other and bring their roller in a position which does not correspond to that of the other rollers, so that the mechanism then tends to transmit, simultaneously, two or more speeds, and as a result, is liable to build up slack and break.
One of the aims of the invention is to provide the means of avoiding this danger.
In certain known mechanisms of the type indicated, there are three O-ring discs, two of which are end discs engaged with one another and each comprising, on its internal face, an O-ring groove, and an intermediate O-ring disc having a toric groove on each of its faces. In these mechanisms there are two groups of rollers mounted in two fixed supports, one group acting between the intermediate disc and one of the end discs, and the other group acting between the intermediate disc and the other end disc. In mechanisms of this kind, the inclination of the axes of the rollers is sometimes modified by a precession movement, as mentioned above, but it has also been proposed, in other cases, to effect the modification. by rotating the roller supports.
In the latter case, it has been proposed to connect the supports together.
Another object of the invention is to provide an improved device for connecting or interconnecting the rollers of each group and, when there are two groups of rollers, to couple these groups together.
One of the characteristics of the invention applies to a toric mechanism in which the pivoting or the change of inclination of each roller axis is effected by
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automatically changing the track rollers in the groove; this characteristic consists in that the supports of the rollers of a group of rollers are interconnected, so that while the axes of the rollers are free to pivot in order to change the transmission ratio, each roller is prevented from following a track that would not match that of other rollers in the same group, which could occur under special circumstances, as noted above. When there are two groups of rollers, the invention also comprises a device for coupling the supports of the rollers of one group to those of the other group, in order to prevent the same accident.
In each case, the connecting or coupling member must keep a certain play allowing the supports of the rollers to freely follow their tendency to tilt in order to take their correct relative positions.
According to another characteristic of the invention which is applicable, whether the change of inclination of the axes of the rollers is done automatically or by direct impulse applied to the supports of the rollers; each support carries a series of helical peripheral teeth, and the teeth of all the supports of a group of rollers mesh with a wheel, a sleeve or a ring provided with corresponding teeth and mounted so that its axis substantially coincides with the axis some discs.
Another characteristic of the invention, which applies when there are two groups of rollers, consists in that the two groups are coupled by a longitudinal part, the axis of which substantially coincides with the axis of the discs, and this part may include, at each end, a series
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helical teeth cooperating, at the respective ends, with corresponding helical teeth of the supports of the rollers.
The axes of the supports of the rollers being substantially perpendicular to the spokes starting from the axis of the discs, the teeth mesh in the manner of an endless screw meshing with a helical toothed wheel and the teeth at one end of the sleeve are in the opposite direction to that of the teeth at the other end.
When the speed change is not carried out automatically, it can be done by rotating the roller supports through helical toothed members, and through the longitudinal part mentioned, in the case of two groups of pebbles.
One embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a vertical longitudinal section of a toroidal disc mechanism, comprising an interconnection and coupling device according to the invention. In this figure, the axes of the rollers are inclined relative to the axis of the discs, and occupy the position which corresponds to a reduction in speed.
Fig. 2 is a partial longitudinal section showing the interconnection and coupling device in elevation. In this figure, the rollers and their supports are shown schematically.
Fig. 3 is a section taken along broken line 3-3 of FIG. 1, in the direction of the arrow, and
Fig. 4 is a section taken along line 4-4 of Fig. 2
In the drawing, A, Al are the extreme O-rings, and B is the intermediate O-ring. Disk A
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has a toric groove a on its inner face, and the disc A1 has a toric groove a1, also on its inner face. The disc B has two toric grooves b, b1, one of which is on each side. The disc A is mounted on the end of a shaft C and rests, outwards, against a collar ± of the shaft; it is coupled to this shaft by coupling teeth or claws c1.
The disc A1 is also mounted on the shaft and is coupled, by teeth or claws c2 to a collar c3 wedged on the shaft.
The disc A1 is driven, from a motor shaft D, by means of coupling claws d, a ring E and a thrust device comprising balls e placed between the raceways el e2 inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of the discs. In this way the balls transmit the movement and exert, at the same time, an axial thrust on the disc Al, this thrust being proportional to the engine torque, while the reaction of the thrust is undergone by the shaft C and is not transmitted by the main bearings of the transmission mechanism. This way of exerting an axial thrust is known in mechanisms of the kind described.
The rotation imposed on the disc A1 is communicated to the shaft C by means of the collar ± 3, and from there to the disc A by the coupling claws c1.
Between the disc B and the disc A 'there are three rollers G, G, G, each having an axis g, mounted, using a ball bearing g1, on a support g2. Each support has, at the ends, ball-and-socket journals g3 (Fig. 3) housed in sliders h secured to rocking levers H. Each rocking lever is articulated by means of a pin j, to an arm of a spider J, rigidly mounted in the housing K of the
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In a similar fashion, G1 rollers are mounted between the discs B and A, and the corresponding crosspiece J1 is wedged on an extension 1 2, in the form of a sleeve, of the crosspiece J. Consequently, the crosspiece J1 is also integral with the casing K and therefore cannot rotate.
Each rocking lever has an arm h2 directed inwards, which engages between a pair of jaws n, n, of a ring N surrounding the axis of the medanism. The other group of rollers also has an N1 ring. These two rings are interconnected by a sleeve N2, and they can be rotated by means of a lever N3 controlled by hand or by automatic devices. The rotational movement of the sleeve has the effect of making the levers H pivot and imparting to each of them an axial movement in the direction of its length (and, incidentally, an angular displacement of the axes of their journals), so as to cause the pebbles to precede.
The mechanism, as described so far, is known per se, and the arrangement of the supports of the rollers, in order to cause the precession thereof, as well as the means of stopping the precession movement, are described in the patent. English 343,988. It should be noted, however, that the axes of the journals are slightly inclined with respect to the plane of the drawing, which has the effect of stopping the precession, when the supports of the rollers have rotated to the extent depending on the importance of the axial movement. .
The intermediate O-ring disc B can turn around the sleeve j2 and is driven by the rollers located on either side. The movement of the disk B is transmitted to the driven shaft Q by means of a sleeve P, in a manner known per se.
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The mechanism is completed by the following characteristics which constitute the invention:
Each roller support g of the group on the left has helical peripheral teeth 5, and the teeth of all the supports in this group mesh with a ring of helical teeth 6 which is carried by a sleeve 7 surrounding the axis of the mechanism and which can rotate at the same time. 'inside the j2 extension.
The supports of the right rollers have similar teeth 8, and these mesh with helical teeth 9 on the right end of the sleeve 7. The teeth 9 are in the opposite direction to that of the teeth 6. The teeth 9 are not not formed directly on the sleeve 7, but on a wheel 10 wedged on the right end of the sleeve.
The device described not only has the effect of coupling the supports of each group together so as to make them act together, but also of coupling the supports of one group to those of the other group, so that the rollers of one group must rotate at the same time as those of the other group, but in the opposite direction.
As already mentioned, there must be some play in the meshing of the teeth, so as to leave the rollers a certain freedom allowing them to follow their tendency to take the correct relative inclinations but no roller can pivot independently of the others, apart from narrow limits, and these limits are such that the difference between the tracks followed by the rollers cannot cause damage.
It can be seen that the supports of the rollers can also be rotated simply by rotating the sleeve 7, by any suitable means.