BE501108A - - Google Patents

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BE501108A
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BE
Belgium
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balls
rolling
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transmission
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French (fr)
Publication of BE501108A publication Critical patent/BE501108A/fr

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/48Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
    • F16H15/50Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/503Gearings providing a continuous range of gear ratios in which two members co-operate by means of balls or rollers of uniform effective diameter, not mounted on shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)

Description

       

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  PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX TRANSMISSIONS A VITESSE REGLABLE, D'UNE 
MANIERE CONTINUE, ET COMPORTANT DES ORGANES.DE ROULEMENT. 



   On connaît différents genres de transmissions à vitesse réglable, d'une manière continue, et comportant des organes de roulement tels que des billes. Ces dispositifs connus travaillent toutefois avec un mauvais rende- ment et leur durée d'usage est influencée, d'une manière nuisible, par des sollicitations défavorables des surfaces de roulement quand on modifie la vitesse à l'aide de ces transmissions. 



   Les dispositifs connus présentent toujours un ou plusieurs des inconvénients suivants a) les paliers des arbres principaux subissent des efforts rela- tivement élevés; b) les efforts de serrage nécessaires pour modifier les couples ou les vitesses sont importants; c) les chemins de contact des organes de roulement restent les mêmes malgré que les vitesses varient; d) pour la modification de la vitesse on doit faire intervenir des efforts de réglage importants qui sont proportionnels aux efforts de serrage relativement élevés pour empêcher le glissement; ceci agit   défavo-   rablement sur les coefficients qui sont à choisir pour le frottement par contact et, par conséquent, sur les rendements spécifiques admissibles a- lors que la durée d'usage de la transmission est fortement diminuée par l'usure, surtout quand on change souvent la vitesse. 



   L'invention écarte ces inconvénients et permet de réaliser des transmissions à vitesse réglable d'une manière continue, avec organes de roulement, ces transmissions étant petites, aisément manoeuvrables tout en ayant un rendement   élevéo   

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La transmission, établie selon l'invention, comporte des pai- res de billes qui roulent, comme des satellites, entre des bagues de roule- ment interres et externes afin que le dispositif puisse fonctionner comme une transmission jumelée dont les paires de billes opposées sont engagées, en partie, dans un organe entraîné. La transmission du couple se fait alors par des paires de billes qui tournent sur- elles-mêmes dans le même sens en formant un ensemble roulant.

   La modification du rapport de transmission est obtenue par le réglage individuel des billes de chaque paire suivant des directions symétriquement opposées. Avantageusement on guide les billes par paires dans des bagues de roulement et d'entraînement de manière telle que les billes de chaque paire puisse tourner ensemble autour d'un axe parallèle à l'axe des bagues de roulement et que chacune de ces billes puissent tour- ner autour d'un autre axe qui est perpendiculaire à une droite radiale qui passe par le centre de la bille et par l'axe de la bague de roulement tout en étant perpendiculaire à l'axe de rotation commun des billes constituant la paire considérée. Pendant le changement de vitesse de légers écarts peu- vent se produire pour le parallélisme entre l'axe de rotation commun et l'axe de l'arbre principal. 



   De cette manière, les bagues de roulement internes et externes, qui peuvent coulisser axialement, forment des gorges de roulement dans les- quelles les paires de billes peuvent rouler par leurs calottes orientées vers l'extérieur de manière telle que tous les efforts de serrage, qui ser- vent à produire le frottement par contact, se compensent mutuellement et que les réactions qui en résultent ne sollicitent pas les paliers des ar- bres principaux. Chacune des billes de roulement de chaque paire est sou- tenue en trois points, un point d'appui constant d'une des billes se trou- vant sur l'axe qui relie les centres des billes en un point voisin de la calotte interne de l'autre bille. Les deux autres points d'appui se trou- vent respectivement sur les bagues de roulement adjacentes.

   Ce mode de sou- tien permet de guider les billes, lors d'un changement de vitesse, depuis un chemin de contact jusqu'à un autre par un mouvement de roulement, tout déviement étant pour ainsi dire complètement exclu. 



   A chaque position de réglage des bagues de roulement corres- pond un déplacement automatique et en sens contraire des bagues d'entraîne- ment de sorte que les chemins de contact des billes sur les bagues d'entrai nement et de roulement sont modifiés ce qui fait varier la vitesse en con- séquence. 



   La transmission, établie selon l'invention, présente les avanta- ges suivants : a) tous les efforts de serrage, qui sont nécessaires pour obte- nir le frottement par contact entre les organes de roulement, ainsi que les composantes de ces efforts sont orientés de manière telle qu'aucun pa- lier ne soit chargé, les réactions de ces efforts relativement élevés agis- sant seulement comme des sollicitations par tension sur l'arbre d'entraîne- ment et sur le carter de la transmission en n'influençant pas le rendement;

   b) pour une modification de la vitesse de nouvelles surfaces de contact interviennent pour tous les organes de roulement et ces organes suivent donc d'autres chemins ce qui permet d'obtenir un effet utile plus élevé, car.les coefficients pour le frottement par contact, que l'on peut adopter, sont plus élevés, ce qui augmente la durée d'usage et le rendement de la transmission. 



   Le rendement favorable de la nouvelle transmission est amélioré avantageusement en ayant recours à des liaisons avec serrage variable ou à des modifications de pression. 



   Les dessins ci-annexés montrent, schématiquement et à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention. 

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   Les figs. 1, 2,3 et 4 montrent, respectivement en coupe lon- gitudinale selon A-B figo 2, en coupe transversale selon C-D   fige 1,   en coupe transversale partielle selon E-F fige 1 et en coupe transversale dans le transformateur de pression selon C-H fige l, une transmission établie selon l'invention. 



   La fig. 5 montre, en développement, le modificateur de pression suivant la ligne J de la fig. 1. 



   La fig. 6 montre, à plus grande échelle et en coupe longitudina- le, la moitié d'un autre modificateur de pression. 



   La   fig. 7   montre, sous forme d'un schéma, un groupe de billes de roulement pour expliquer les différents mouvements de rotation. 



   Les figs. 8a et 8b montrent, schématiquement, le mouvement et les emplacements des billes d'une paire de billes pour .différentes vitesseso 
Deux bagues internes 3 peuvent coulisser axialement et tourner librement sur l'arbre entraîneur 7 en étant avantageusement empêchées, par exemple à l'aide d'une douille de liaison, de tourner l'une par rapport à l'autre. Les bagues internes 3 forment avec des bagues: externes 4 non-tour- nantes, une gorge ou rainure de roulement dont la section transversale est formée par deux arcs de   circonférence.   Dans les gorges ainsi formées sont logées des billes disposées par paires de manière que pour chaque paire une bille se trouve à côté de l'autre dans le sens axial. Les paires de billes sont régulièrement réparties sur toute la longueur des dites gorges. 



   Les deux billes de chaque paire sont retenues par un roulement à billes 6 qui peut coulisser radialement dans une ouverture ovale ménagée dans un disque 5 de manière telle que l'axe de rotation commun de ces bil- les, placées axialement l'une à côté de l'autre, soit toujours parallèle à l'axe principal 7 ce qui permet d'obtenir un roulement impeccable des billes. 



   Pour que l'on obtienne, lorsque les billes s'engagent sur un autre chemin, un mouvement de roulement aisé avec exclusion de tout mou- vement de glissement, on a recours de préférence, à des moyens par les- quels on obtient un soutien mutuel et élastique dans le sens radial des billes pendant que l'on manoeuvre la transmission en vue d'éviter les per- tes par frottement. A cet effet on peut établir, par exemple, entre les billes de chaque paire des disques 2 qui peuvent être déplacés librement ou élastiquement dans le sens radial, ces disques étant seulement retenus par l'effet de pression exercé, par les billes. On a constaté qu'un jeu de 1/10 mm par exemple et même moins est amplement suffisant à cet effet. 



  Les disques 5 sont, de préférence, plats mais peuvent également avoir des faces concaves. 



   Pour obtenir, pour chaque puissance ou pour chaque couple, l'effort de pression nécessaire dans chaque cas entre les organes de   rou-   lement, on doit avoir recours à des liaisons avec serrage vairable ou à des modificateurs de pression. 



   Une construction avantageuse d'un modificateur de ce genre est montrée, par exemple sur les figs. 1, 4 et 5. De part et d'autre des bagues internes 3 on fixe, à clavette longue, des manchons 11'sur l'arbre   d'entrai-   nement 7, des manchons pouvant ainsi coulisser sur cet 'arbre tout en étant empêchés de tourner par rapport à celui-ci. Des saillies 10, en forme de coins, sont prévues sur les bords des manchons et forment avec des saillies analogues 9, établies sur les bagues internes 3 ou sur des disques fixés, à celles-ci, des chemins (figo 5) pour des corps roulants, par exemple des billes 12 qui transmettent symétriquement les efforts de compression axiaux, proportionnellement au couple, depuis l'arbre d'entraînement 7 aux deux ba- gues internes 3 tout en permettant le mouvement axial de ces bagues.

   Des ressorts hélicoïdaux 14 sollicitent constamment et axialement les billes 12 engagées entre les saillies 10 et 9 de même que les bagues internes 3 a) pour maintenir le contact d'entraînement entre les organes de transmis- sion pendant la marche à vide, quand le. couple moteur n'agit pas, et 

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 b) pour maintenir les billes 12 qui sont logées dans des encoches 28 d'un disque fou 27 {fige 4), par leur frottement par contact à leurs positions de roulement en concordance avec le réglage de la transmission. 



   Un autre mode de réalisation d'un modificateur de pression est montré sur la fig. 6. Dans ce cas on se sert d'un différentiel 29, 30, 31, avec roues planètaires coniques, dans lequel les billes 12 sont main- tenues positivement à une position correspondant au réglage de la trans- mission entre les saillies 10 et 9, les ressorts hélicoïdaux 14 agissant non pas sur les billes 12 mais bien directement ou indirectement sur les bagues internes 3. 



   La commande positive, rendue nécessaire par la possibilité de réglage des bagues internes 3, des organes de roulement du modificateur de pression adjoint à ces bagues, peut évidemment se faire par d'autres moyens, par exemple par des engrenages planétaires ou par des systèmes à leviers. 



   Le problème de la commande positive des organes de roulement en dépendance du déplacement axial des bagues de roulement se présente non seulement pour les bagues internes 3 mais également et sous une forme ana- logue pour les bagues externes 4 et il peut être résolu d'une manière si- milaire. Comme visible sur la fig. 1, on relie les bagues externes 4, qui sont fixes pendant la transmission du mouvement angulaire de l'arbre d'en- traînement à l'arbre entraîné à un manchon 15, muni d'une couronne externe de dents hélicoïdales, de manière que ces bagues soient empêchées de tour- ner par rapport à ce manchon mais puissent être déplacées axialement par rapport à celui-ci.

   Sur les faces externes et planes des bagues externes 4 sont prévues des saillies 16, en forme de coins, sur lesquelles reposent respectivement plusieurs billes 17 réparties régulièrement'sur le contour de ces bagues 4. Sur les parties 18 et 19 du carter sont fixées des bagues 20 dont les faces latérales internes portent des saillies analogues 32: Les billes 17 logées entre les saillies 16 et 32, roulent sur celles-ci quand les bagues externes 4 sont déplacées angulairement, en vue de leur réglage, à l'aide d'une vis sans fin   21. commandée   par un volant (non montré) ou tout autre dispositif de manoeuvre. Les bagues externes 4 sont ainsi re- foulées vers l'intérieur contre les billes 1.

   Les ressorts 22 sollicitent constamment les bagues externes 4 vers l'extérieur de sorte que l'on obtient une commande positive de ces bagues dans les deux sens par la manoeuvre de la vis sans fin 21. 



   Pour l'exemple montré le couple de sortie est transmis suivant l'axe commun des deux billes d'une même paire, au roulement 6 qui peut cou- lisser radialement dans des trous ménagés dans le disque 5, ce couple étant donc transmis au disque 5 lui-même. Ce disque, qui peut tourner librement sur l'arbre 7, est solidaire d'un organe intermédiaire et tubulaire 8 qui transmet la vitesse de sortie, par des engrenages planétaires 23, un pignon 24 calé directement sur l'arbre d'entraînement 7 et une couronne dentée 25, à l'arbre entraîné 26. Suivant le choix des rapports des diamètres des roues planétaires on peut obtenir toutes les vitesses de sortie dans un domaine déterminé voulu, la vitesse'pouvant se réduire à zéro, pour les deux sens de marche. 



   La'nouvelle transmission fonctionne comme suit. 



   L'arbre 7 est entraîné, par exemple, à une vitesse constante. 



  Les modificateurs de pression serrent'les bagues internes 3 contre les bil- les 1 et les entraînent par un frottement par contact. Les billes roulent sur les bagues externes et sont ainsi animées d'un mouvement planétaire. 



  Comme les deux billes d'une paire se déplacent sur des circonférences ayant les mêmes diamètres, le mouvement relatif entre.les deux billes est égal à zéro. Les disques 2 qui se trouvent entre les billes,participent au mou- vement de rotation. La vitesse, qui est modifiée en concordance avec les chemins parcourus par les billes, est transmise à l'organe intermédiaire et tubulaire 8 et par celui-ci à l'arbre entraîné 26. 

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   Le réglage de la vitesse de sortie a lieu en faisant tourner la vis sans fin 21 pour déplacer angulairement les bagues externes 4 à l'aide de la couronne dentée 15 et pour les déplacer axialement à l'aide des bil- les 17 qui roulent sur les saillies 16, en forme de coins. Quand la vitesse de sortie diminue, les bagues externes sont rapprochées et de cette maniè- re on modifie les chemins de roulement des billes, qui tournent autour d'a- xes transversaux pour s'adapter à la nouvelle vitesse, sur les bagues in- ternes 3 de manière telle que ces bagues soient refoulées vers l'extérieur contre l'action du modificateur de pression. Quand la vitesse de sortie augmente, il se produit un coulissement axial, dans un sens opposé, des   ba=   gues de roulement et d'entraînement. 



   Les mouvements de rotation des billes 7, disposées en satelli- tes, sont montrés schématiquement sur la fige 7 pour laquelle l'axe S-S des bagues 3 et 4 est, confondu avec celui de l'arbre 7, perpendiculaire au plan du papier de même que l'axe de rotation   a-a   de la bille. On désigne par V-V les axes de réglage des billes, chaque axe V-V étant perpendiculai- re à la droite radiale passant par le centre de la bille correspondante et par l'axe S-S des bagues de roulement tout en étant perpendiculaire à l'axe de rotation a-a de la bille. 



   Les figs. 8a et 8b montrent, schématiquement, les mouvements de rotation des billes d'une paire autour d'un axe de rotation commun a-a qui est parallèle à l'axe des bagues de roulement et à celui de l'arbre princi- pal ainsi que leurs rotations suivant des directions opposées autour de leurs axes respectifs v-v qui sont perpendiculaires au plan du papier. La fig. 8a correspond aux petites vitesses et la fige 8b aux grandes vitesses de sortie. Par exemple, quand la vitesse   d"entrée   augmente, les billes 1 d'une paire roulent, dans des directions opposées, depuis les points de contact A et C vers les points B et D alors que l'écartement entre le troi- sième point d'appui E et l'axe des bagues de roulement est légèrement mo- difié. Le frottement entre les billes 1 d'une paire et leur disque d'appui 2 est complètement évité.

   De même il ne se produit aucun frottement entre les billes 1 et les bagues de roulement au point d'appui le plus fortement chargé alors que le frottement sur les points d'appui moins fortement char- gés est extrêmement réduit. Comme il ne se produit pour ainsi dire aucun mouvement de glissement entre les corps de roulement, le réglage de la trans- mission n'exige que des efforts très réduits. 



   La transmission peut être constituée d'une manière peu   encom-   brante et économique pour la raison que les éléments principaux, qui ser- vent à la transmission du couple, sont relativement petits et peuvent être fortement chargés pour,la raison que les grands efforts, qui se produisent dans ces éléments principaux, sont complètement compensés de sorte que les paliers des arbres ne supportent aucun effort de cisaillement. Par le mon- tage symétrique des corps de roulement et de leurs gorges de guidage, les efforts relativement élevés, résultant du frottement par adhérence, ne pro- duisent que des sollicitations par traction dans les arbres de transmission et dans le carter et elles n'ont donc aucune influence sur le rendement de la transmission. 



   On peut adopter, en tenant compte des différentes vitesses de roulement sur les bagues internes et externes, de pair avec l'intervention des modificateurs de pression, des coefficients de frottement par contact très élevés ce qui est favorable pour tout le domaine de réglage. Il-est à noter que toutes les billes 1 participent uniformément à la transmission de l'effort. 



   Quand les paires de billes sont logées dans une cuvette à deux faces sphériques, qui remplace le disque intermédiaire, on supprime l'avan- tage du roulement libre quand on procède au réglage de la vitesse. 



   Les billes des modificateurs de pression et des dispositifs de réglage de la vitesse peuvent être remplacées par d'autres organes de rou- lement, par exemple par des organes ayant la forme d'un tonneau ou d'un cône. Les roulements à billes, intercalés entre les billes 1, peuvent être 

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  IMPROVEMENTS TO ADJUSTABLE SPEED TRANSMISSIONS,
CONTINUOUS WAY, AND INCLUDING ROLLING ORGANS.



   Various types of transmissions with adjustable speed are known, in a continuous manner, and comprising rolling members such as balls. These known devices, however, work with poor efficiency and their service life is adversely affected by unfavorable stresses on the running surfaces when the speed is changed with the aid of these transmissions.



   The known devices still have one or more of the following drawbacks: a) the bearings of the main shafts are subjected to relatively high forces; b) the tightening forces necessary to modify the torques or the speeds are important; c) the contact paths of the running gear remain the same despite the varying speeds; d) to modify the speed, high adjustment forces must be used which are proportional to the relatively high clamping forces to prevent slipping; this acts unfavorably on the coefficients which are to be chosen for the friction by contact and, consequently, on the admissible specific yields a- when the service life of the transmission is greatly reduced by wear, especially when one often changes speed.



   The invention eliminates these drawbacks and makes it possible to produce continuously variable speed transmissions, with running gear, these transmissions being small, easily maneuverable while having a high efficiency.

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The transmission, established according to the invention, comprises pairs of balls which roll, like satellites, between internal and external bearing rings so that the device can function as a twin transmission in which the opposing pairs of balls are engaged, in part, in a trained organ. The torque is then transmitted by pairs of balls which turn on themselves in the same direction, forming a rolling assembly.

   The modification of the transmission ratio is obtained by the individual adjustment of the balls of each pair in symmetrically opposite directions. Advantageously, the balls are guided in pairs in rolling and drive rings so that the balls of each pair can rotate together around an axis parallel to the axis of the rolling rings and that each of these balls can turn. - ner around another axis which is perpendicular to a radial line which passes through the center of the ball and through the axis of the rolling ring while being perpendicular to the common axis of rotation of the balls constituting the pair considered . During the speed change, slight deviations may occur for the parallelism between the common rotational axis and the main shaft axis.



   In this way, the internal and external bearing rings, which can slide axially, form rolling grooves in which the pairs of balls can roll by their caps oriented outwards in such a way that all the clamping forces, which are used to produce the friction by contact, compensate each other and that the resulting reactions do not stress the bearings of the main shafts. Each of the rolling balls of each pair is supported at three points, a constant fulcrum of one of the balls being on the axis which connects the centers of the balls at a point close to the inner cap of the ball. the other ball. The other two support points are located respectively on the adjacent bearing rings.

   This support mode makes it possible to guide the balls, during a change of speed, from one contact path to another by a rolling movement, any deflection being, so to speak, completely excluded.



   Each adjustment position of the bearing rings corresponds to an automatic movement in the opposite direction of the drive rings so that the contact paths of the balls on the drive and rolling rings are modified, which makes vary the speed accordingly.



   The transmission, established according to the invention, has the following advantages: a) all the clamping forces, which are necessary to obtain the friction by contact between the running gear, as well as the components of these forces are oriented in such a way that no bearing is loaded, the reactions of these relatively high forces acting only as stresses by tension on the drive shaft and on the transmission casing without influencing the yield;

   b) for a modification of the speed new contact surfaces intervene for all the running gear and these members therefore follow other paths which makes it possible to obtain a higher useful effect, because the coefficients for the friction by contact , which can be adopted, are higher, which increases the duration of use and the efficiency of the transmission.



   The favorable efficiency of the new transmission is advantageously improved by having recourse to links with variable tightening or to pressure modifications.



   The accompanying drawings show, schematically and by way of example, one embodiment of the invention.

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   Figs. 1, 2, 3 and 4 show, respectively in longitudinal section according to AB figo 2, in cross section according to CD fig 1, in partial cross section according to EF fig 1 and in cross section in the pressure transformer according to CH fig 1, a transmission established according to the invention.



   Fig. 5 shows, in development, the pressure modifier along line J of FIG. 1.



   Fig. 6 shows, on a larger scale and in longitudinal section, half of another pressure modifier.



   Fig. 7 shows, in the form of a diagram, a group of rolling balls to explain the different rotational movements.



   Figs. 8a and 8b show, schematically, the movement and the locations of the balls of a pair of balls for different speeds.
Two inner rings 3 can slide axially and rotate freely on the drive shaft 7 while being advantageously prevented, for example by means of a connecting sleeve, from rotating with respect to one another. The internal rings 3 form with the rings: external non-rotating 4, a groove or rolling groove whose cross section is formed by two arcs of circumference. In the grooves thus formed are housed balls arranged in pairs so that for each pair a ball is next to the other in the axial direction. The pairs of balls are regularly distributed over the entire length of said grooves.



   The two balls of each pair are retained by a ball bearing 6 which can slide radially in an oval opening formed in a disc 5 so that the common axis of rotation of these balls, placed axially one beside on the other, always parallel to the main axis 7, which makes it possible to obtain impeccable ball rolling.



   In order to obtain, when the balls engage on another path, an easy rolling movement with the exclusion of any sliding movement, recourse is preferably had to means by which support is obtained. mutual and elastic in the radial direction of the balls while the transmission is being operated in order to avoid friction losses. For this purpose it is possible to establish, for example, between the balls of each pair of the discs 2 which can be moved freely or elastically in the radial direction, these discs being only retained by the pressure effect exerted by the balls. It has been found that a clearance of 1/10 mm for example and even less is more than sufficient for this purpose.



  The discs 5 are preferably flat but may also have concave faces.



   To obtain, for each power or for each pair, the pressure force required in each case between the rolling members, one must have recourse to connections with variable tightening or to pressure modifiers.



   An advantageous construction of such a modifier is shown, for example in Figs. 1, 4 and 5. On either side of the inner rings 3, sleeves 11 are fixed with a long key on the drive shaft 7, sleeves thus being able to slide on this shaft while being prevented from rotating in relation to it. Protrusions 10, in the form of wedges, are provided on the edges of the sleeves and form with similar protrusions 9, established on the inner rings 3 or on discs attached to them, paths (figo 5) for bodies rolling, for example balls 12 which symmetrically transmit the axial compressive forces, in proportion to the torque, from the drive shaft 7 to the two internal rings 3 while allowing the axial movement of these rings.

   Coil springs 14 constantly and axially bias the balls 12 engaged between the projections 10 and 9 as well as the inner rings 3 a) to maintain the driving contact between the transmission members during idling, when the. engine torque does not act, and

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 b) to maintain the balls 12 which are housed in notches 28 of an idle disc 27 (freeze 4), by their friction by contact at their rolling positions in accordance with the setting of the transmission.



   Another embodiment of a pressure modifier is shown in fig. 6. In this case a differential 29, 30, 31 is used, with bevel planetary wheels, in which the balls 12 are positively held in a position corresponding to the setting of the transmission between the projections 10 and 9. , the helical springs 14 acting not on the balls 12 but directly or indirectly on the inner rings 3.



   The positive control, made necessary by the possibility of adjusting the internal rings 3, of the rolling members of the pressure modifier associated with these rings, can obviously be done by other means, for example by planetary gears or by systems with levers.



   The problem of the positive control of the running gear in dependence on the axial displacement of the rolling rings occurs not only for the inner rings 3 but also and in a similar form for the outer rings 4 and it can be solved by similar way. As seen in fig. 1, the outer rings 4, which are fixed during the transmission of the angular movement of the drive shaft to the driven shaft, are connected to a sleeve 15, provided with an outer ring of helical teeth, so that these rings are prevented from rotating relative to this sleeve but can be displaced axially relative to the latter.

   On the outer and flat faces of the outer rings 4 are provided projections 16, in the form of wedges, on which respectively rest several balls 17 distributed regularly on the contour of these rings 4. On the parts 18 and 19 of the housing are fixed rings 20, the internal side faces of which bear similar projections 32: The balls 17 housed between the projections 16 and 32, roll on them when the external rings 4 are displaced angularly, with a view to their adjustment, using a worm 21. controlled by a handwheel (not shown) or any other operating device. The outer rings 4 are thus pushed back inwards against the balls 1.

   The springs 22 constantly urge the outer rings 4 outwards so that a positive control of these rings is obtained in both directions by the operation of the worm 21.



   For the example shown, the output torque is transmitted along the common axis of the two balls of the same pair, to the bearing 6 which can slide radially in holes made in the disc 5, this torque therefore being transmitted to the disc. 5 himself. This disc, which can rotate freely on the shaft 7, is integral with an intermediate and tubular member 8 which transmits the output speed, by planetary gears 23, a pinion 24 wedged directly on the drive shaft 7 and a toothed ring 25, to the driven shaft 26. Depending on the choice of the ratios of the diameters of the planetary wheels, it is possible to obtain all the output speeds in a desired determined range, the speed being able to be reduced to zero, for both directions of market.



   The new transmission works as follows.



   The shaft 7 is driven, for example, at a constant speed.



  The pressure modifiers press the inner rings 3 against the balls 1 and cause them by contact friction. The balls roll on the outer rings and are thus animated by a planetary movement.



  As the two balls of a pair move on circumferences having the same diameters, the relative movement between the two balls is equal to zero. The discs 2 which are located between the balls participate in the rotational movement. The speed, which is modified in accordance with the paths traversed by the balls, is transmitted to the intermediate and tubular member 8 and by the latter to the driven shaft 26.

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   The output speed is adjusted by rotating the worm 21 to angularly move the outer rings 4 with the aid of the ring gear 15 and to move them axially using the balls 17 which run on the projections 16, in the form of wedges. When the output speed decreases, the outer rings are brought closer together and in this way the raceways of the balls, which turn around transverse pins to adapt to the new speed, are modified on the inner rings. dull 3 such that these rings are forced outwards against the action of the pressure modifier. As the output speed increases, there is an axial sliding, in an opposite direction, of the rolling and driving beams.



   The rotational movements of the balls 7, arranged in satellites, are shown schematically on the pin 7 for which the axis SS of the rings 3 and 4 is, coincident with that of the shaft 7, perpendicular to the plane of the same paper. that the axis of rotation aa of the ball. The adjustment axes of the balls are designated by VV, each axis VV being perpendicular to the radial line passing through the center of the corresponding ball and through the axis SS of the bearing rings while being perpendicular to the axis of rotation. aa of the ball.



   Figs. 8a and 8b show, schematically, the rotational motions of the balls of a pair about a common rotational axis aa which is parallel to the axis of the bearing rings and to that of the main shaft as well as their rotations in opposite directions around their respective axes vv which are perpendicular to the plane of the paper. Fig. 8a corresponds to low speeds and freeze 8b to high output speeds. For example, as the input speed increases, the balls 1 of a pair roll, in opposite directions, from the contact points A and C towards the points B and D while the spacing between the third point bearing E and the axis of the bearing rings are slightly modified, the friction between the balls 1 of a pair and their bearing disc 2 is completely avoided.

   Likewise, there is no friction between the balls 1 and the bearing rings at the most heavily loaded fulcrum, while the friction on the less heavily loaded fulcrums is extremely low. Since virtually no sliding movement occurs between the rolling bodies, the transmission adjustment requires very little effort.



   The transmission can be made in a space-saving and economical way for the reason that the main elements, which serve for the transmission of the torque, are relatively small and can be heavily loaded for, the reason that the great forces, which occur in these main elements, are completely compensated so that the bearings of the shafts do not withstand any shear force. Due to the symmetrical mounting of the rolling bodies and their guide grooves, the relatively high forces resulting from friction by adherence only produce tensile stresses in the transmission shafts and in the housing and they do not. therefore have no influence on the transmission efficiency.



   It is possible to adopt, taking into account the different rolling speeds on the inner and outer rings, together with the intervention of the pressure modifiers, very high coefficients of friction by contact which is favorable for the entire adjustment range. It should be noted that all the balls 1 participate uniformly in the transmission of the force.



   When the pairs of balls are housed in a cup with two spherical faces, which replaces the intermediate disc, the advantage of the free bearing is eliminated when the speed is adjusted.



   The balls of the pressure modifiers and of the speed regulators can be replaced by other rolling members, for example by members in the shape of a barrel or a cone. The ball bearings, interposed between the balls 1, can be

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Claims (1)

remplacés par des corps de roulement qui sont adaptés aux formes des bil- les et qui roulent directement sur celles-ci, les bagues externes étant mo- difiées en conséquence., RESUME. replaced by rolling bodies which are adapted to the shapes of the balls and which roll directly on them, the outer rings being modified accordingly., ABSTRACT. L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux transmissions à vitesse réglable, d'une manière continue, pour lesquelles des organes de roulement, tels que des billes, roulent entre des bagues d'entraînement rotatives et des bagues de roulement qui sont indépendantes de la rotation de ces bagues d'entraînement, lesquels perfectionnements, utilisés séparément ou en combinaison, consistent notamment : à constituer les dispositifs, du genre en question, par une transmission jumelée dont les billes opposées sont engagées, par paires, dans un support établi entre-elles et susceptible de tourner librement par rapport à l'arbre d'entraînement de la transmission, ledit support formant l'organe entraîné ou de sortie de la transmission ou étant relié à cet organe ; The invention relates to improvements made to transmissions with adjustable speed, in a continuous manner, for which rolling members, such as balls, roll between rotating drive rings and rolling rings which are independent of the rotation of these drive rings, which improvements, used separately or in combination, consist in particular: in constituting the devices, of the type in question, by a twin transmission whose opposite balls are engaged, in pairs, in a support established between they and capable of rotating freely relative to the drive shaft of the transmission, said support forming the driven or output member of the transmission or being connected to this member; à maintenir chaque paire de billes de roulement dans une posi- tion parallèle à l'arbre d'entraînement dans le support qui tourne avec ces billes, à l'aide d'un roulement à billes qui est logé dans une ouverture ménagée dans ledit support entre les billes en question, la bague interne de ce roulement portant des saillies sur ses deux faces latérales, ces saillies contournant circulairement les billes de la paire considérée; à soutenir les deux billes de roulement de chaque paire dans le sens axial et contre l'effet du coulissement des chemins de roulement non pas directement mais bien indirectement' par exemple à l'aide d'un disque intermédiaire, qui peut coulisser librement et radialement ou qui peut ê- tre logé élastiquement dans une ouverture du support rotatif des billes ou dans le roulement à billes guidé par ce support ; maintaining each pair of rolling balls in a position parallel to the drive shaft in the support which rotates with these balls, by means of a ball bearing which is housed in an opening made in said support between the balls in question, the internal ring of this bearing bearing projections on its two side faces, these projections circularly bypassing the balls of the pair considered; supporting the two rolling balls of each pair in the axial direction and against the effect of the sliding of the raceways not directly but indirectly 'for example by means of an intermediate disc, which can slide freely and radially or which can be resiliently housed in an opening of the rotary ball support or in the ball bearing guided by this support; à relier les bagues d'entraînement des billes de roulement à l'arbre d'entrée de la transmission par des modificateurs de pression afin que la pression d'accouplement soit réglée automatiquement en fonction de la grandeur du couple à transmettre aux billes de roulement; à constituer les modificateurs de pression des bagues d'entrai nement par des manchons calés sur l'arbre d'entrée, chaque manchon entraî- nant une bague sollicitée par un ressort et munie de saillies, en forme de coin, qui coopèrent avec des saillies analogues, décalées par rapport aux premières saillies et portées par une bague d'entraînement engagée libre- ment sur.ledit arbre,des billes étant engagées entre les saillies desdites bagues pour transmettre la pression ; connecting the drive rings of the rolling balls to the input shaft of the transmission by pressure modifiers so that the coupling pressure is automatically adjusted according to the magnitude of the torque to be transmitted to the rolling balls; in constituting the pressure modifiers of the drive rings by sleeves wedged on the input shaft, each sleeve driving a ring biased by a spring and provided with wedge-shaped projections which cooperate with projections analogues, offset with respect to the first projections and carried by a drive ring engaged freely on said shaft, balls being engaged between the projections of said rings to transmit the pressure; à relier directement ou indirectement le support commun des billes de roulement, qui constitue l'organe de sortie, par un prolongement tubulaire, à l'arbre de sortie; à relier le prolongement tubulaire susdit à l'arbre de sortie par une transmission à engrenages planétaires dont la ou les satellites engrènent avec un pignon calé sur l'arbre d'entraînement, d'une part, et avec une couronne dentée calée sur l'arbre de sortie, d'autre part; à transmettre le couple par des billes, établies par paires comme des satellites et qui roulent en tournant dans le même sens comme un ensemble sur des chemins de roulement, la modification du rapport de transmission étant obtenue par les déplacements individuels, symétriques et suivant des directions opposées des billes de chaque paire ; in directly or indirectly connecting the common support of the rolling balls, which constitutes the output member, by a tubular extension, to the output shaft; to connect the aforementioned tubular extension to the output shaft by a planetary gear transmission whose planet gear (s) mesh with a pinion wedged on the drive shaft, on the one hand, and with a toothed ring gear wedged on the output shaft, on the other hand; to transmit the torque by balls, established in pairs like satellites and which roll while turning in the same direction as a whole on raceways, the modification of the transmission ratio being obtained by the individual movements, symmetrical and in directions opposite balls of each pair; à guider les billes, qui tournent par paires, entre deux bagues d'entraînement et de roulement qui sont réglables dans le sens axial, cha- que paire de billes étant soutenue de manière à pouvoir tourner autour d'un axe parallèle à l'arbre d'entraînement, chacune des billes de chaque paire pouvant tourner autour d'un autre axe qui est perpendiculaire à une droite radiale passant par le centre de la bille et par l'axe de la bague de rou- lement tout en étant perpendiculaire à l'axe de rotation commun des deux billes; <Desc/Clms Page number 7> à obtenir la rotation relative des billes l'une par rapport à l'autre avec une translation radiale de l'axe de rotation commun des deux billes, cet axe étant parallèle à celui de la bague de roulement; guiding the balls, which rotate in pairs, between two drive and rolling rings which are axially adjustable, each pair of balls being supported so as to be able to rotate about an axis parallel to the shaft drive, each of the balls of each pair being able to rotate about another axis which is perpendicular to a radial line passing through the center of the ball and through the axis of the rolling ring while being perpendicular to the common axis of rotation of the two balls; <Desc / Clms Page number 7> in obtaining the relative rotation of the balls with respect to each other with a radial translation of the common axis of rotation of the two balls, this axis being parallel to that of the rolling ring; à agencer de manière telle les bagues de roulement, logées dans le carter de la transmission, qu'elles puissent être déplacées axia- lement l'une par rapport à l'autre et qu'à chaque mouvement de réglage de ces bagues corresponde un déplacement automatique et en sens contraire des bagues d'entraînement, afin d'obtenir un déplacement des chemins de contact des billes de roulement sur les bagues d'entrainement et de roulement avec une modification correspondante de la vitesse; in arranging the rolling rings, housed in the transmission casing, in such a way that they can be displaced axially with respect to one another and that each adjustment movement of these rings corresponds to a displacement automatic and in the opposite direction of the drive rings, in order to obtain a displacement of the contact paths of the rolling balls on the drive and rolling rings with a corresponding modification of the speed; à faire comporter aux transmissions, du genre en question, des billes ou autres organes de roulement appropriés, qui se déplacent libre- ment dans des gorges correspondantes prévues entre le carter fixe et les bagues de roulement, qui sont positivement entraînées en rotation, afin que l'on puisse faire intervenir des efforts de commande importants et des ré- sistances réduites pour déplacer les bagues de roulement vers l'intérieur; to make the transmissions of the kind in question include balls or other suitable rolling members, which move freely in corresponding grooves provided between the fixed housing and the rolling rings, which are positively driven in rotation, so that it is possible to make use of large control forces and reduced resistances to move the bearing rings inward; à relier les bagues de roulement à une douille que l'on peut faire tourner indirectement ou directement par-une manoeuvre manuelle, cette douille pouvant toutefois coulisser librement dans le sens axial tout en prenant appui, par des rampes, sur le carter, de préférence avec intervention de ressorts à tension préalable, afin que chaque rotation de la douille, nécessaire au réglage de la transmission, provoque. un mouvement axial de la douille en concordance avec la pente desdites rampes; à agencer les bagues de roulement de manière telle qu'elles pren- nent appui sur le carter avec un effort axial fourni par le modificateur de pression en dépendance du couple à transmettre ; in connecting the bearing rings to a sleeve which can be rotated indirectly or directly by manual operation, this sleeve being able however to slide freely in the axial direction while resting, by ramps, on the housing, preferably with the intervention of pre-tensioned springs, so that each rotation of the sleeve, necessary for the adjustment of the transmission, causes. axial movement of the sleeve in accordance with the slope of said ramps; in arranging the rolling rings in such a way that they bear on the casing with an axial force supplied by the pressure modifier in dependence on the torque to be transmitted; à agencer les transmissions, du genre en question, de manière telle que par le rapprochement ou l'écartement axial des chemins de roule- ment extérieurs, par suite de la rotation de réglage des bagues de roule- ment, on obtienne un mouvement axial, en sens contraire, des bagues d'en- traînement ou des chemins de roulement intérieurs, en les écartant ou en les rapprochant, par une rotation, des différentes billes de roulement au- tour de leurs axes transversaux; à prévoir, pour permettre un coulissement radial des billes de roulement lors du mouvement de translation des bagues de roulement, un jeu radial convenable pour les roulements à billes qui sont logés dans l'organe ou disque entraîné et qui servent d'appui aux billes de roulement; in arranging the transmissions of the type in question in such a way that, by the axial movement or separation of the outer rolling tracks, as a result of the adjusting rotation of the rolling rings, an axial movement is obtained, in the opposite direction, of the drive rings or of the inner raceways, by moving them apart or by bringing them together, by a rotation, of the various ball bearings around their transverse axes; to provide, to allow radial sliding of the rolling balls during the translational movement of the rolling rings, a suitable radial clearance for the ball bearings which are housed in the driven member or disc and which serve as a support for the bearing balls rolling; et à empêcher les rotations relatives des billes de chaque pai- re de billes indépendamment du réglage de la position des bagues de roule- mento L'invention vise, plus particulièrement, certains modes d'appli- cation ainsi que certains modes de réalisation desdits perfectionnements; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits indus- triels nouveaux, les transmissions, du genre en question, comportant appli- cation desdits perfectionnements, les éléments et outils spéciaux, propres à leur établissement, ainsi que les machines, appareils et véhicules équi- pés avec de semblables transmissions. and to prevent the relative rotations of the balls of each pair of balls independently of the adjustment of the position of the bearing rings. The invention relates more particularly to certain modes of application as well as certain embodiments of said improvements; and it relates more particularly still, and this as new industrial products, to transmissions, of the type in question, comprising the application of said improvements, to the special elements and tools, specific to their establishment, as well as to machines, apparatus. and vehicles equipped with similar transmissions.
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