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Dispositif de changement de vitesse progressif à organes de roulement,
La présente invention est relative à des dispositifs de changement de vitesse progressifs, comportant un arbre entraîneur et un arbre entraîné en prolongement axial l'un de l'autre, et des éléments ou organes de roulement, coopérant avec deux surfaces de friction formées
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par des surfaces de révolution coaxiales, et commandés par un organe pivotant sur lequel tous les éléments de roulement s'appuient, tout changement dan l'orientation de l'axe de ces éléments de roulement produisant un changement progressif du rapport de transmission entre l'arbre entraîneur et l'arbre entraîné.
Suivant la présente invention, la pression d'application est produite par un ressort dont la tension est réglable et qui agit axialement sur l'une des surfaces de révolution, la disposition étant par ailleurs prévue de telle manière que les poussées axiales exercées par les deux surfaces de révolution soient absorbées par l'un des arbres et qu'aucun effort axial ne soit transmis au carter.
Les éléments de roulement ont de préférence une forme sphérique.
Le dessin annexé représente des modes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente en coupe axiale un premier mode de réalisation.
La fig. 2 est une vue en coupe similaire à celle de la fig. 1, les éléments de roulement étant représentés dans une position inclinée.
La fig. 3 montre le même mode de réalisation vu en élévation laterale, avec une partie représentée en coupe
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radiale.
Les figs. 4 et 5 montrent en coupe axiale des variantes de réalisation.
La fig. 6 montre un exemple d'application du premier mode de réalisation quelque peu modifié.
Dans le mode de réalisation d'après les figs. 1 à 3, l'arbre 1 est rendu solidaire d'une pièce 2 munie de l'une des surfaces de révolution. L'arbre 1 est monté rotativement à l'intérieur du carter 22, fermé par un couvercle 21, dans lequel est montée rotativement une pièce 6 munie de l'autre surface de révolution et rendue solidaire d'une bride 7 d'un arbre 8. Le prolongement de l'arbre 1 est monté rotativement sur un roulement à billes 13 à l'intérieur de la bride 7 et de la surface de révolution 6. Les arbres 1 et 8, ainsi que les éléments tournants 2 et 6, sont centrés sur un axe commun.
Les surfaces de révolution des pièces 2 et 6 se trouvent en contact de frottement avec cinq éléments de roulement sphériques 3 qui s'appuient, d'autre part, contre un anneau tournant 5. Chacune des billes est montée rotativement sur un axe 50 qui la traverse et dont une extrémité, munie d'un renflement sphérique 51, est guidée dans une rainure 52 pratiquée dans un plateau 53, tandis que les deux extrémités sont guidées dans des rainures radiales 52a du carter 22. Les rainures 52 ont une forme incurvée
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et le plateau 53 est orientable à l'intérieur du carter 22.
A l'aide d'un levier 16, le plateau 53 peut être déplacé entre deux positions extrêmes du levier 16 qui sont in - diquées en pointillé sur la fig. 3. Les déplacements du levier 16 ont pour effet d'incliner les axes 50 des billes.
La fig. 1 montre le levier 16 dans sa position médiane, les axes 50 des billes 3 sont parallèles à l'axe commun des arbres 1 et 8, et les points de contact entre les billes 3 et les surfaces de révolution des pièces 2 et 6, de même diamètre, se trouvent à égale distance des axes de rotation 50 des billes, de sorte que le rapport de transmission est égal à 1 : 1.
Lorsque le levier 16 est rabattu vers la position de gauche (fig. 3), les axes 60 des billes sont orientés dans la position de la fig. 2, dans laquelle la distance entre le point de contact de la surface de bille avec la surface de révolution de la pièce 6 et l'axe de rotation des billes est beaucoup plus petite que la distance entre cet axe et le point de contact avec la surface de révolution de la pièce 2. Si 1 désigne l'arbre entraîneur, la position des organes représentée par la fig. 2 produit une démultiplication sur l'arbre entraîné 8 et c'est l'inverse lorsque le levier 16 est amené dans la position de droite de la fig. 3.
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La pression d'application des surfaces de révolution sur les billes 3 est produite par un ressort hélicoïdal 11 qui s'appuie par une extrémité sur un écrou 12 vissé sur le prolongement de l'arbre 1 et à l'aide duquel on peut régler la tension dudit ressort, tandis que l'autre extrémité prend appui par l'intermédiaire d'un dispositif de roulement 10 sur la pièce 6. Les composantes axiales de cette pression d'application ne sont pas transmises au carter, mais elles sont au contraire absorbées par l'arbre 1, tandis que les composantes radiales sont absorbées par l'anneau 5. Ce dernier peut tourner librement et il peut également se régler dans le sens axial. On réalise de cette manière une transmission certaine de la puissance, et le dispositif de transmission décrit se distingue par une grande simplicité de construction.
Le mode de réalisation de la fig. 4 se distingue de celui précédemment décrit par le fait que les billes 3' ont une forme qui n'est appoximativement sphérique. La forme des billes peut également s'écarter de la forme strictement sphérique de telle manière que la pression d'application varie en fonction du rapport de transmission, par exemple de telle manière que, dans le cas d'une grande démultiplication, avec un grand couple de rotation de départ la transmission ait lieu avec une pression d'application
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élevée, tandis que les rapports de multiplication produisent des pressions d'application faibles.
Au point de vue constructif, on peut atteindre ce résultat par le fait que les éléments de roulements possèdent dans les zones de transmission correspondantes un évidement de la surface périphérique, les ressorts d'application pouvant ainsi se détendre et exerçant une pression plus faible, lorsque le contact entre les billes et les surfaces de révolution a lieu dans cette zone évidée de la surface des billes.
Ainsi que le montre la fig. 5, les billes 3 peuvent être munies d'une gorge 54, dans laquelle s'engage l'anneau extérieur 5'. Afin que cet anneau 5' puisse se déplacer latéralement lors de l'inclinaison des axes 50 des billes 3, comme le montre en pointillé la fig. 5, il serait nécessaire de corriger la forme sphérique en ce sens que les billes puissent se déplacer quelque peu vers l'intérieur au cours de l'inclinaison. Cette correction produirait une modification de la pression d'application sur les surfaces de révolution des pièces 2 et 6 et elle aurait pour effet de modifier la pression d'application en fonction du couple de rotation transmis par les surfaces de révolution.
Lorsque, par exemple en cas de démultiplication, le couple de rotation est important au point de départ, les billes sont appliquées plus fortement au point de contact
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avec la surface de révolution d'entrée.
La fig. 6 montre l'application du dispositif de transmission pour le changement du pas des pales d'une hélice. La pièce 2 munie d'une surface de révolution est rendue solidaire de l'arbre 55 de l'hélice, tandis que la pièce 6 agit sur les pales 59 de l'hélice par l'intermédiaire de pignons dentés 56, 57 et d'une transmission par vis sans fin 58, de sorte que, lors de la modification du rapport de transmission par déplacement du plateau 53, en partant du rapport 1 :1, la pièce 6 tourne par rapport à l'arbre de l'hélice, les pales de l'hélice, les pales de l'hélice exécutant ainsi un mouvement de pivotement autour de leur axe longitudinal, c'est-à-dire que l'angle d'incidence est augmenté ou diminué. Le déplacement du plateau 63 peut être produit par un régulateur de vitesse ou à la main à partir du siège du pilote.
Le choix du nombre des billes du dispositif suivant l'invention permet de constituer un nombre suffisamment élevé de points de contact pour la transmission de la puissance, entre les billes et les surfaces de révolution, afin que la pression d'application unitaire puisse être relativement réduite et que l'on obtienne malgré cela une
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transmission certaine. Il en résulte également que l'usure est réduite dans la même mesure ce qui assure une longue durée du dispositif pour un mode de construction très simple.
Revendications : @
1. Dispositif de changement de vitesse progressif comportant un arbre entraîneur et un arbre entraîné coaxiaux et des éléments de roulement coopérant avec deux surfaces de friction coaxiales, formées par des surfaces de révolution, et avec un troisième organe rotatif, sur lequel s'appuient tous les éléments de roulement, une inclinaison de l'axe des éléments de roulement produisant un changement progressif du rapport de transmission entre l'arbre entraîneur et l'arbre entraîné,
caractérisé en ce que la pression d'application est produite par un ressort à tension réglable agissant axialement sur l'une des surfaces de révolution et disposé de telle manière que les poussées axiales produites par les deux surfaces de révolution soient absorbées par l'un des arbres et qu'aucune poussée axiale ne soit transmise au :carter.
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2. Dispositif de changement de vitesse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des surfaces de révolution est rendue solidaire de l'un des arbres et l'autre surface de révolution est rendue solidaire en rotation de l'autre arbre, mais peut se déplacer axialement sur cet arbre.
3. Dispositif de changement de vitesse suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le montage rotatif, permettant le déplacement axial de l'une des surfaces de révolution, est logé à l'intérieur de cette surface.
4. Dispositif de changement de vitesse suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des arbres est monté rotativement à l'intérieur de la surface de révolution montée sur l'autre arbre.
5. Dispositif de changement de vitesse suivant la revendication 1, c,aractérisé en ce que les éléments de roulement ont une forme sphérique.
6. Dispositif de changement de vitesse suivant les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que le changement de l'inclinaison des axes des billes est produit par un plateau réglable en rotation et dans lequel est pratiquée une rainure pour chacun des axes des billes, tandis que les extrémités de ces axes s'engagent dans des rainures radiales ménagées dans le carter du dispositif.
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7. Dispositif de changeant de vitesse suivant les revendications 1,5 et 6, caractérisé en ce que le plateau réglable en rotation est actionné à l'aide d'un levier à main sortant du carter par une fente ménagée dans ce carter.
8. Dispositif de changement de vitesse suivant les revendications 1,5 et 6, caractérisé en ce que l'axe des billes porte sur la partie en prise avec la rainure du plateau un renflement sphérique.
9. Dispositif de changement de vitesse suivant les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la forme des éléments de roulement s'écarte de la forme sphérique de telle manière que la pression d'application sur les surfaces de révolution s'adapte au couple de rotation transmis de façon qu'elle ne produise que la pression de frottement nécessaire à la transmission de l'effort nécessaire à chaque instant.
10. Dispositif de changement de vitesse suivant les revendications 1,5 et 6, appliqué aux hélices à pas variable, caractérisé en ce que l'une des surfaces de révolution est rendue rigidement solidaire de l'arbre de l'hélice, tandis que l'autre surface de révolution peut tourner par rapport à l'arbre de l'hélice et agit par l'intermédiaire d'organes de transmission sur les pales de l'hélice en vue de les faire pivoter autour de leur axe longitudinal pour modifier l'angle d'incidence.
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Progressive gear change device with running gear,
The present invention relates to progressive speed change devices, comprising a drive shaft and a driven shaft in axial extension of one another, and rolling elements or members, cooperating with two friction surfaces formed
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by coaxial surfaces of revolution, and controlled by a pivoting member on which all the rolling elements rest, any change in the orientation of the axis of these rolling elements producing a progressive change in the transmission ratio between the drive shaft and driven shaft.
According to the present invention, the application pressure is produced by a spring, the tension of which is adjustable and which acts axially on one of the surfaces of revolution, the arrangement being moreover provided in such a way that the axial thrusts exerted by the two surfaces of revolution are absorbed by one of the shafts and that no axial force is transmitted to the housing.
The rolling elements preferably have a spherical shape.
The appended drawing represents embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows in axial section a first embodiment.
Fig. 2 is a sectional view similar to that of FIG. 1, the rolling elements being shown in an inclined position.
Fig. 3 shows the same embodiment seen in side elevation, with a part shown in section
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radial.
Figs. 4 and 5 show in axial section alternative embodiments.
Fig. 6 shows an example of application of the first somewhat modified embodiment.
In the embodiment according to figs. 1 to 3, the shaft 1 is made integral with a part 2 provided with one of the surfaces of revolution. The shaft 1 is rotatably mounted inside the housing 22, closed by a cover 21, in which is rotatably mounted a part 6 provided with the other surface of revolution and made integral with a flange 7 of a shaft 8 The extension of the shaft 1 is rotatably mounted on a ball bearing 13 inside the flange 7 and the surface of revolution 6. The shafts 1 and 8, as well as the rotating elements 2 and 6, are centered. on a common axis.
The surfaces of revolution of parts 2 and 6 are in frictional contact with five spherical rolling elements 3 which bear, on the other hand, against a rotating ring 5. Each of the balls is rotatably mounted on an axis 50 which is crossmember and one end of which, provided with a spherical bulge 51, is guided in a groove 52 formed in a plate 53, while the two ends are guided in radial grooves 52a of the housing 22. The grooves 52 have a curved shape
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and the plate 53 is orientable inside the casing 22.
Using a lever 16, the plate 53 can be moved between two extreme positions of the lever 16 which are indicated in dotted lines in FIG. 3. The movements of the lever 16 have the effect of tilting the axes 50 of the balls.
Fig. 1 shows the lever 16 in its middle position, the axes 50 of the balls 3 are parallel to the common axis of the shafts 1 and 8, and the points of contact between the balls 3 and the surfaces of revolution of the parts 2 and 6, of same diameter, are equidistant from the axes of rotation 50 of the balls, so that the transmission ratio is equal to 1: 1.
When the lever 16 is folded towards the left position (fig. 3), the pins 60 of the balls are oriented in the position of fig. 2, in which the distance between the point of contact of the ball surface with the surface of revolution of the part 6 and the axis of rotation of the balls is much smaller than the distance between this axis and the point of contact with the surface of revolution of the part 2. If 1 designates the drive shaft, the position of the members shown in FIG. 2 produces a reduction on the driven shaft 8 and it is the reverse when the lever 16 is brought into the right position of FIG. 3.
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The application pressure of the surfaces of revolution on the balls 3 is produced by a helical spring 11 which rests at one end on a nut 12 screwed onto the extension of the shaft 1 and with the aid of which the tension of said spring, while the other end is supported by means of a rolling device 10 on the part 6. The axial components of this application pressure are not transmitted to the housing, but on the contrary they are absorbed by the shaft 1, while the radial components are absorbed by the ring 5. The latter can rotate freely and it can also be adjusted in the axial direction. In this way a certain transmission of power is achieved, and the transmission device described is distinguished by great simplicity of construction.
The embodiment of FIG. 4 differs from that previously described by the fact that the balls 3 'have a shape which is not appoximously spherical. The shape of the balls can also deviate from the strictly spherical shape in such a way that the application pressure varies depending on the transmission ratio, for example in such a way that, in the case of a large reduction, with a large starting torque transmission takes place with application pressure
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high, while the multiplication ratios produce low application pressures.
From a construction point of view, this result can be achieved by the fact that the rolling elements have a recess in the peripheral surface in the corresponding transmission areas, the application springs being able to relax and exerting a lower pressure, when the contact between the balls and the surfaces of revolution takes place in this recessed area of the surface of the balls.
As shown in fig. 5, the balls 3 can be provided with a groove 54, in which the outer ring 5 'engages. So that this ring 5 'can move laterally during the inclination of the axes 50 of the balls 3, as shown in dotted lines in FIG. 5, it would be necessary to correct the spherical shape in that the balls could move somewhat inward during tilting. This correction would produce a modification of the application pressure on the surfaces of revolution of parts 2 and 6 and it would have the effect of modifying the application pressure as a function of the torque transmitted by the surfaces of revolution.
When, for example in the case of reduction, the torque is high at the starting point, the balls are applied more strongly at the point of contact
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with the entry surface of revolution.
Fig. 6 shows the application of the transmission device for changing the pitch of the blades of a propeller. The part 2 provided with a surface of revolution is made integral with the shaft 55 of the propeller, while the part 6 acts on the blades 59 of the propeller by means of toothed gears 56, 57 and a worm transmission 58, so that when changing the transmission ratio by moving the plate 53, starting from the 1: 1 ratio, the part 6 rotates relative to the propeller shaft, the propeller blades, the propeller blades thus performing a pivoting movement about their longitudinal axis, i.e. the angle of incidence is increased or decreased. The displacement of the plate 63 can be produced by a speed regulator or by hand from the pilot's seat.
The choice of the number of balls of the device according to the invention makes it possible to constitute a sufficiently high number of points of contact for the transmission of power, between the balls and the surfaces of revolution, so that the unit application pressure can be relatively reduced and that we obtain despite this a
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certain transmission. It also results from this that wear is reduced to the same extent, which ensures a long duration of the device for a very simple construction method.
Claims: @
1. Progressive gear change device comprising a drive shaft and a coaxial driven shaft and rolling elements cooperating with two coaxial friction surfaces, formed by surfaces of revolution, and with a third rotary member, on which all are supported the rolling elements, an inclination of the axis of the rolling elements producing a gradual change in the transmission ratio between the drive shaft and the driven shaft,
characterized in that the application pressure is produced by a spring with adjustable tension acting axially on one of the surfaces of revolution and arranged in such a way that the axial thrusts produced by the two surfaces of revolution are absorbed by one of the shafts and that no axial thrust is transmitted to the: crankcase.
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2. Gear change device according to claim 1, characterized in that one of the surfaces of revolution is made integral with one of the shafts and the other surface of revolution is made integral in rotation with the other shaft, but can move axially on this shaft.
3. A speed change device according to claims 1 and 2, characterized in that the rotary assembly, allowing the axial displacement of one of the surfaces of revolution, is housed inside this surface.
4. Gear changing device according to claims 1 to 3, characterized in that one of the shafts is rotatably mounted inside the surface of revolution mounted on the other shaft.
5. Gear changing device according to claim 1, c, characterized in that the rolling elements have a spherical shape.
6. A gear change device according to claims 1 and 5, characterized in that the change in the inclination of the axes of the balls is produced by an adjustable plate in rotation and in which a groove is formed for each of the axes of the balls, while the ends of these pins engage in radial grooves formed in the housing of the device.
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7. Gear changing device according to claims 1.5 and 6, characterized in that the adjustable plate in rotation is actuated by means of a hand lever exiting from the housing through a slot formed in this housing.
8. A gear change device according to claims 1,5 and 6, characterized in that the axis of the balls bears on the part engaged with the groove of the plate a spherical bulge.
9. Gear change device according to claims 1 and 8, characterized in that the shape of the rolling elements deviates from the spherical shape so that the application pressure on the surfaces of revolution adapts to the torque. of rotation transmitted in such a way that it produces only the friction pressure necessary for the transmission of the force necessary at each moment.
10. A gear change device according to claims 1.5 and 6, applied to variable-pitch propellers, characterized in that one of the surfaces of revolution is made rigidly integral with the propeller shaft, while the The other surface of revolution can rotate with respect to the propeller shaft and acts via transmission members on the propeller blades in order to make them pivot about their longitudinal axis to modify the angle of incidence.