<Desc/Clms Page number 1>
On connaît déjà des mécanismes de changement de vitesse à disques de friction et à vitesse variable en continu ayant une grande gamme de réglage, du type des mécanismes planétaires. Dans ces mécanis- mes, la transmission de forces se fait des disques de friction montés sur l'arbre moteur aux disques de friction annulaires entourant ces pre- miers disques et reliés à l'arbre récepteur par des disques de friction coopérants qui sont montés sur un arbre à satellites ou arbre extérieur mobile, placé parallèlement à l'arbre de commande.
Dans ce cas, les dimensions des divers jeux de disques de friction sont choisies de façon que les disques de friction montés sur l'arbre à satellites ou arbre extérieur mobile s'engagent complètement, c'est-à-dire presque jusqu'à leur axe, dans les disques de friction mon- tés sur l'arbre de commande, tandis qu'ils sont encore précisément en prise par leur bord extérieur avec le groupe de disques de friction annulaires du planétaire qui les entoure. En augmentant la distance séparant l'arbre à satellites de l'arbre moteur, les disques des satelli- tes peuvent inversement s'engager aussi complètement, c'est-à-dire presque jusqu'à leur axe, dans le groupe de disques de friction annulaires fixé sur le planétaire et entrer encore en même temps par leurs bords dans le groupe de disques de friction de l'arbre moteur.
Mais, avec cette disposition de disques de friction sur l'arbre central et de disques de friction associés sur le planétaire dans les mêmes plans, on rencontre, dans le cas de mécanismes à très grandes puissances, des conditions particulières de fonctionnement qui nécessitent plusieurs disques pour la transmission de ces puissances, du fait que, par exemple dans la position enfoncée des disques de satallites dans le groupe de disques de friction montés sur l'arbre central de commande, les divers disques de friction montés sur l'arbre de satellites et qui sont par exemple constitués sous la forme de disques coniques, sont les plus distants les uns des autres, tandis que ces mêmes disques (disques de friction)
sont en même temps le plus sortis hors du groupe des disques de friction du planétaire et les zones périphériques des divers disques coniques sont ainsi placées le plus près les unes des autres. De ce fait, la plupart des disques coniques prennent une position très inclinée par rapport à leur axe, ce qui compromet un travail parfait du mécanisme, car les disques de friction, qui sont le plus souvent cons+1tués par exemple sous la forme de disques à bords de frottement, ne sont pas appliqués par leurs surfaces frottantes, main travaillent uniquement avec leurs bords.
Par suite, ce sont par exe..ple à chaque fois le bord de frottement supérieur de l'un des disques de friction voisins et le bord de frottement inférieur de l'autre disque de friction voisin qui sont appliqués,ce qui produit un travail avec différents rayons de friction sur un seul et même disque de friction conique et donc une perte de travail intérieure.
Les conditions sont d'autant plus défavorables que la puissan- ce du mécanisme est plus grande, car le nombre de disques coniques augmente lorsque la puissance de transmission augmente.
Un autre inconvénient réside dans le nombre limité de disques impliqué par le frottement des zones périphériques des disques de friction coniques engagés jusqu'à l'axe dans le groupe de disques de friction coopérants sur les surfaces latérales des disques à bords,
La présente invention vise à supprimer ces inconvénients .
Ce résultat est obtenu, conformément à l'invention, par deux groupes de disques de friction disposés séparés l'un de l'autre et montés sur le
<Desc/Clms Page number 2>
même arbre extérieur ou arbre à satellites. Dans ce cas, les éléments frotteurs peuvent coulisser axialement sur l'arbre et sont susceptibles de prendre des positions inclinées même faibles, en raison de la constitution légèrement convexe de leurs surfaces d'assise de moyeu ou d'un certain jeu qu'ils présentent sur l'arbre, afin de pouvoir constamment s'adapter sans contrainte lors d'irrégularités dans la fabrication des disques de friction, au sens des surfaces frottantes de chaque cas.
Seuls les plateaux latéraux de pressage pour les groupes d'éléments de friction présentent un guidage ferme sur leurs arbres ou sont montés fixes sur l'arbre dans le sens axial.
Les deux groupes d'éléments de friction, disposés conformément à l'invention, séparés sur l'arbre de satellites, peuvent être constitués des manières les plus diverses, par exemple tant sous la forme de disques de friction coniques, qu'également sous la forme de disques à friction marginale; par disques à friction marginale, on désigne des disques ayant un bord de frottement.
Par une disposition mobile des arbres de satellites, chaque groupe de disques de friction est lié au jeu de disques de friction central, qui lui est associé, suivant !une transmission variable en continu.
On n'est assuré d'avoir un travail parfait, notamment dans le cas de très grandes puissances 4 transmettre, que si la pression de contact entre les disques de fricton se trouvant en prise à une valeur correcte. Cette condition peut, par exemple, être remplie par le fait que la pression d'application est produite de manière connue en soi par une combinaison d'une action élastique et d'une action de griffes dépendant de la charge.
Dans ce cas, les griffes sont par exemple constituées sous la forme de dents dont les flancs affectent une forme courbe afin d'obtenir des relations déterminées dépendant de la charge. ûne forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins an- nexés.
La figure 1 est une coupe longitudinale suivant la ligne A-B de la figure 2 et montre la façon dont coopèrent les groupes de disques de friction montés sur les arbres de satallites et les groupes de disques de friction décalées les uns par rapport aux autres montés sur l'arbre central de commande et sur le planétaire.
Les figures 2 à 5 sont des coupes transversales suivant les lignes C-D, E-F, G-H et I-K de la figure 1 et montrent l'enfoncement des disques de friction montés sur les arbres à satellites dans les disques de friction coopérants montés sur l'arbre central et le planétaire, ainsi que la coopération des fourchettes.
La figure 6 est une coupe-élévation longitudinale, à plus grande échelle, des arbres et moyeux centraux.
La figure 7 représente l'es surfaces hélicoïdales des manchons en position de repos (position de construction).
La figure 8 représente, à plus grande échelle, les trous percés dans les disques de friction coniques et le bord des disques à friction marginale.
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 9 représente l'arbre cannelé.
La figure 10 représente, à plus grande échelle, une fixation par clavette et rainure des disques de frottement.
Dans le détail, 1 désigne un arbre central, 2 des disques de friction montés sur l'arbre central, 3 des disques de friction annu- laires montés sur le planétaire (disques à friction marginale), 4 un arbre, 5 des disques de friction montés sur l'arbre de satellites con- stitués sous la forme conique (disques de friction coniques), 5a un groupe de disques de friction coniques pour l'arbre central, 5b un grou- pe de disques de friction coniques pour le planétaire, 6 un arbre exté- rieur ou arbre de satellites, 7 un planétaire, 8 un plateau de pres- sage pour les disques à friction marginale monté immobile dans le sens axial, 9 un ressort de compression pour le planétaire, 10 des griffes du manchon (solidaires du planétaire), 11 une surface hélicoïdale de la griffe 10,12 des griffes du manchon (solidaires de l'arbre 1),
13 une surface hélicoïdale de la griffe 12, 14 un ressort de pression pour le plateau de pressage, 15 un plateau de pressage pouvant coulisser dans le sens axial pour les disques à friction marginale, 16 un plateau de pressage pour les disques de friction montés sur le franétaire, 17 un plateau de pressage immobile dans le sens axial pour les disques à friction marginale du planétaire, 18 un carter, 19 un roulement à billes du carter 18, 20 un boîtier, 21 un roulement à billes du boîtier 20,22 une clavette disposée sur la plateau de pressage 15, 23 un manchon monté fixe sur l'arbre central 1, 24 un manchon coopérant monté fou sur l'arbre central 1, 25 des griffes du manchon coopérant 24 monté fou, 26 une surface hélicoïdale de la griffe 25, 27 une fourchette pivotante, 28 un axe de la fourchette pivotante, 29 des roulements à billes de l'arbre de satellites,
30 un bras de réglage, 31 un axe du bras de réglage, 32 un coulisseau, 33 un anneau de réglage, 34 une fente pour le coulisseau percée dans l'anneau de réglage, 35 une plaque support, 36 un bras de support prévu sur le carter 18, 37 un secteur denté, 38 un pignon ou vis sans fin, 39 un anneau monté sur le manchon 42 pour le plateau de pressage 17, 40 des clavettes pour les disques de friction 3 montés sur le planétaire, 41 un manchon coopérant solidaire du planétaire 7, 42 un manchon monté fixe sur l'arbre 4, 43 une griffe du manchon 42 et 44 une surface hélicoïdale de la griffe 43.
Dans l'exemple décrit, on a supposé que l'arbre 1 est l'arbre de commande et l'arbre 4 un arbre récepteur. Le mécanisme peut être également monté inversement, donc l'arbre 4 sous la forme d'un arbre de commande et l'arbre 1 sous la forme d'un arbre récepteur.
L'arbre 1 est supporté par l'une de ses extrémités dans le palier à billes 19 monté dans le carter 18; l'autre extrémité de l'arbre est supportée dans l'arbre 4 au moyen de paliers à billes et à rou- leaux. L'arbre 4 est supporté par le palier à billes 21 dans la boite 20 et l'arbre 1 relié à l'arbre 4 forme ainsi un arbre continu central.
La boîte 18 ou 20 peut être fixée ou montée sur le moteur ou sur un autre bâti. Chaque élément de la botte peut également constituer une pièce d'une machine.
Le manchon 23 est fixé solidaire en rotation et immobile aans le sens axial sur l'arbre 1. La face d'extrémité du manchon 23 présente des griffes 12. Les surfaces latérales 13 de la griffe sont héliooidales, comme le montre la figure 7. Un manchon coopérant 24, présentant la griffe opposée 25 et des surfaces hélicoïdales 26, est disposé en face de la griffe du manchon 23.
<Desc/Clms Page number 4>
Ce manchon coopérant 24 est solidarisé avec le plateau de pressage 15. Un ressort de compression 14, qui comprime par l'intermédiaire du plateau de pressage 15 les disques à friction marginale 2 les uns contre les autres, est placé entre le manchon 23 et le plain de pressage 15. Cette pression axiale du ressort est absorbée par-le plateau de pressage 8 qui est monté fou en rotation, mais de façon à pouvoir coulisser axialement, sur l'arbre 1. Les disques à friction marginale centraux 2 sont disposés en séries de façon à pouvoir coulisser axialement sur le moyeu du plateau de pressage 15 et sont entraînés par les clavettes 22 logées dans le moyeu du plateau de pressage 15.
Les trous des disques à friction marginale 2 sont évidés de façon correspondante pour recevoir les clavettes 22 (figure 10).
Les disques de friction 2 montés sur l'arbre central 1 sont constitués dans cet exemple de réalisation sous la forme de disques à friction marginale comportant à la'périphérie un bord de frottement conique étroit, comme le montre la figure 8. Les disques de friction annulaires 2 montés sur le planétaire sont constitués de la même manière, mais le bord de frottement conique se trouve sur la périphérie intérieure. -'Les disques de friction montés sur l'arbre porte-satellites sont constitués ici sous la forme de disques tournants en forme de cône des deux côtés appelés disques de friction coniques.
Les disques de friction,coniques 5 sont placés en série en deux groupes (groupes de disques dé friction coniques 5a et 5b) de façon à pouvoir coulisser librement dans le sens axial sur l'arbre porte-satellites 6. Cet arbre 6 est constitué sous la forme d'un arbre cannelé (voir figure 9). Les trous des disques de friction coniques 5 ont le même profil que l'arbre cannelé et sont creusées, soit de façon à présenter un grand jeu sur leur siège sur l'arbre, soit sous une forme convexe (voir figure 8) afin de pouvoir prendre sur l'arbre certaines positions inclinées par rapport à un plan vertical. Par cette conformation cannelée, on évite un coincement de ces disques sur l'arbre au cours du coulissement axial.
Au moins deux et dans le cas représenté trois arbres portesatellites compot le groupe de disques de friction coniques 5a viennent en prise à la périphérie des disques à friction marginale 2.
La fourchette pivotante 27 est constituée de manière que les groupes de disques de friction coniques 5a et 5b puissent tourner entre les extrémités de la fourchette avec l'arbre porte-satellites 6. Les extrémités des fourchettes comportent des paliers à billes, dans lesquels est supporté l'arbre porte-sàtellites 6. La fourchette pivotante 27 est supportée de façon à pouvoir pivoter sur un côté dans le carter 18 au moyen d'un axe 28 et sur l'autre côté dans la plaque porteuse 35.
Cette plaque 35 est solidarisée avec le carter 18 par trois bras porteurs 36 en forme de T venus de fonderie avec ce carter 18. Un bras de manoeuvre 30 est disposé sue la fourchette pivotante 27. Un axe, sur lequel sont montés les ooulisseaux 32, est enfoncé à l'extrémité du bras de manoeuvre 30,
Pour pouvoir régler le nombre de trous dans le mécanisme fixe, on a disposé une couronne de manoeuvre 33 à l'intérieur du carter 18. Cette couronne présente, pour chaque fourchette de manoeuvre 27 avec coulisseau 32, une fente 34 dans laquelle glissent les coulisseaux 32. Un secteur denté 37, avec lequel vient en prise un pignon 38 ou une vis sans fin, est vissé sur la couronne de manoeuvre 33. Pour faire
<Desc/Clms Page number 5>
varier le nombre de tours de l'arbre 4, le pignon 38 (vis sans fin) est mis en mouvement.
Le mouvement est transmis au secteur denté 37 et donc également à la couronne de manoeuvre 33. Les fourchettes pivotan- tes 27 sont supportées de façon à pouvoir pivoter sur le carter fixe, puis, par rotation de la couronne de manoeuvre, elles sont amenées à pivoter autour de leurs axes par l'intermédiaire des coulisseaux, des axes et du bras de manoeuvre. Ceci a pour effet de faire varier la distance de l'arbre porte-satellites 6 comportant les groupes de dis- ques de friction coniques 5a et 5b par rapport à l'arbre central 1.
Par suite de ce mouvement, le groupe de disques de friction coniques
5a est poussé plus ou moins profondément entre les,'disques à friction marginale 2. Les disques coniques travaillent de cette manière avec un rayon de frottement de grandeur différente suivant la profondeur d'enfoncement et donc également avec un rapport de multiplication de grandeur différente.
En raison de la forme conique des disques de friction 5, les disques à friction marginale 2 doivent être séparés les uns des autres de distances différentes et cela suivant des distances d'autant plus grandes que la profondeur d'engagement des disques coniques est plus grande. Par suite de la faible possibilité de déplacement axial des disques à friction marginale 2, ceux-ci peuvent toujours être réglés à la distance qui correspond aux éléments de disques de friction coniques de chaque cas se trouvant entre les disques tournants. De même, par suite de la faible possibilité de déplacement axial des disques de friction coniques sur l'arbre porte-satellites, ceux-ci se placent toujours à la distance nécessaire les uns des autres.
Toutefois, étant donné que les disques de friction coniques de l'un des groupes 5a montés sur l'arbre extérieur 6 ne sont en prise qu'avec les disques à friction marginale 2 et ne sont pas en prise en même temps avec un autre groupe de disques coopérants, ce qui obligerait divers disques à prendre une position inclinée, tous les disques de friction tournent dans des plans pratiquement perpendiculaires à leurs arbres. De ce fait, il n'est pas possible que les disques de friction co- niques travaillent avec deux rayons de grandeurs différentes. De môme, on évite ainsi un frottement des parties marginales des disques de friction coniques 5 sur les faces latérales intérieures des disques à friction marginale 2, ce qui ne peut se produire que pour des disques de friction tournant de façon très inclinée sur leurs axes.
Lorsque le groupe de disques de friction coniques 5a est complètement engagé entre les disques à friction marginale 2 montés sur l'arbre 1, c'est-à-dire presque jusqu'à leurs axes, les deux plateaux de pressage 8, 15 sont le plus distant l'un de l'autre. Par contre, si le groupe de disques de friction coniques 5a est presque complètement sorti du groupe de disques de friction coopérants en prise avec ces derniers, les disques à friction marginale 2 se rapprochent davantage les uns des autres, sous la pression exercée par les plateaux 15 pouvant se déplacer axialement. La pression, exercée sur le plateau 15, pouvant se déplacer axialement, est produite par le ressort de compression 14.
La pression, exercée par le plateau 15 sur les disques à friction marginale 2, doit avoir une grandeur telle que la pression de contact nécessaire entre les disques de friction soit établie avec sûreté pour la puissance à transmettre dans chaque cas. La pression, nécessaire pour les différentes puissances de transmission, est produite par une combinaison d'une force élastique et de l'action provoquée par des griffes. Le ressort de cota- pression 14, est, dans ce cas, indépendant de la puissance à transmetre
<Desc/Clms Page number 6>
à chaque fois par le mécanisme et du nombre de tours que présente à chaque fois le plateau 15 mobile dans le sens axial.
On exerce, de ce fait,une certaine pression d'application également dans le cas d'une faible charge et respectivement dans le cas de la marche à vide du mécanisme, puis le patinage de ce dernier est évité.
Une pression d'application des disques de friction est produite par les griffes 12 en fonction du couple de rotation à transmettre, ce qui permet d'assurer une valeur suffisante de cette pression également dans le cas de grandes charges et d'éviter des pertes de friction inutiles provoquées par des pressions d'application trop élevées, dans le cas de faibles charges.
Dès qu'un couple de rotation est exercé sur l'arbre central 1, les surfaces hélicoïdales du manchon 23, solidaire de l'arbre 1, sont poussées contre les surfaces hélicoïdales 26 du manchon coopérant 24. En raison de la rotation relative des manchons 23, 24, il est produit une composante de.force agissant dans le sens axial et le plateau d'application mobile 15, qui est solidaire du manchon 24, est poussé contre les disques à friction marginale 2.
Le manchon 42 est fixé ,sur l'arbre 4. La face d'extrémité du manchon 42 présente des griffes 43 et les surfaces 44 sont hélicoï- dales. L'anneau 39, destiné au plateau 17, est placé fixement sur les pointes des griffes 43 du manchon 42 et sert en même temps de palier coopérant pour le ressort de ,compression 9.
Le manchon coopérant 41 présente également des surfaces hé- licoïdales 11 et des griffes 12, puis est solidaire du planétaire.
De manière analogue à celle décrite ci-dessus, le ressort 9 et la griffe 10 agissent sur le planétaire 7 pouvant se déplacer dans le sens axial par l'intermédiaire des surfaces hélicoïdales 11 et le plateau d'application 16, relié à ce planétaire 7, agit sur les disques à friction marginale 3. Ces disques 3 sont solidaires en rotation du planétaire 7 qui est constitué sous la forme d'un tambour, c'est-à-dire que les disques 3 glissent sur et entre les clavettes 40 dans le sens axial sur la face intérieure du planétaire, afin de s'adapter à l'épaisseur de chacun des disques de friction coniques se trouvant entre les bords de frottement de ces disques de friction 3.
Les disques de friction coniques 5, se trouvant en prise avec les disques à friction marginale 3 du planétaire 7 et montés sur l'arbre extérieur 6, constituent un groupe (groupe 5b), puis sont séparés du groupe de disques de friction coniques 5a décrit ci-dessus, qui sont en prise avec les disques' à friction marginale 2.
Les disques de friction coniques de groupe 5b, qui coopèrent avec le groupe constitué par des disques à friction marginale 3, tournent aussi dans des plans pratiquement ¯perpendiculaires à leurs arbres, ce qui donne de même la possibilité à un disque de friction conique 5 de travailler en même temps des deux côtés avec le même rayon de frottement.
On évite également le danger de frottement des disques de friction coniques 5 avec leur bord le plus extérieur contre les surfaces intérieures des disques à friction marginale 3.
Etant donné que les deux groupes de disques de friction coniques 5a et 5b, disposés séparément l'un de l'autre sur l'arbre extérieur 6. sont reliés avec leurs disques de friction coopérants 2 et 3, de manière que, chaque fois qu'un groupe de disques de friction coniques
<Desc/Clms Page number 7>
s'engage profondément dans le groupe de disques de friction coopérants associés, le groupe de disques de friction coniques, montés sur le mê- me arbre 6, soit précisément presque sorti du groupe de disques de fric- tion coopérants associés, ou inversement, on obtient, que,lorsque les disques de friction coniques de l'un des groupes sont très près les uns des autres, les disques de friction coniques de l'autre groupe vpisin, mais séparé associé, sont écartés les uns des autres dans une grande me- sure.
Conformément à l'invention, la disposition est alors réalisée de façon que, lors du rapprochement de l'un des groupes de disques de friction coniques, l'espace ainsi libéré soit occupé par les disques de friction coniques en cours de séparation de l'autre groupe et inversement.
Par cette mesure, la longueur de construction du mécanisme est très petite, ce qui présente une grande importance pour beaucoup d'applications. La position alternative des espaces devenus libres par le rapprochement de l'un ou de l'autre groupe de disques de friction coniques est rendue possible par le fait que, conformément à l'invention, les plateaux d'application 8, 17, immobiles dans le sens axial, sont montés de deux côtés opposés l'un à l'autre des deux groupes de disques de friction coniques, tandis que les plateaux d'application mobiles 15, 16 sont disposés à l'intérieur entre les deux groupes de disques de friction coniques.
Tous les groupes de disques de friction, montés sur un arbre central commun 1 et 4 ou un arbre extérieur 6, sont indifféremment constitués sous la forme de disques coniques 5 ou de disques comportant des bords de frottement 2, 3, tous les disques montés sur un arbre commun, même ceux faisant partie de groupes différents, étant toujours du même type, c'est-à-dire, soit tous du type à cône, soit tous du type comportant un bord de frottement.
Les surfaces hélicoïdales des griffes 10, 12, 25 et 43 peuvent être constituées suivant des courbes différentes,de façon que la. pression d'application produite par l'action de ces griffes soit variable dans des mesures différentes avec la charge.
REVENDICATIONS.
1 Boîte de vitesses à disques de friction, à vitesse variable en continu et à grande gamme de réglage, qui est constituée par au moins un arbre central et au moins deux arbres extérieurs parallèles placés à des distances égales de cet arbre central, caractérisée en ce que l'un des groupes d'éléments frotteurs, montés les uns à côté des autres de façon séparée sur l'arbre extérieur, est relié au groupe d'éléments frotteurs monté sur l'arbre central qui lui est associé, suivant une transmission variable en continu, tandis que le second groupe d'éléments frotteurs, morité sur l'arbre extérieur et relié au groupe d'éléments frotteurs associés, monté solidairement sur le planétaire extérieur, est constitué sous la forme de disques annulaires, suivant une transmission également variable.
<Desc / Clms Page number 1>
There are already known speed change mechanisms with friction discs and continuously variable speed having a wide adjustment range, of the type of planetary mechanisms. In these mechanisms, the transmission of forces takes place from the friction discs mounted on the motor shaft to the annular friction discs surrounding these first discs and connected to the receiver shaft by cooperating friction discs which are mounted on. a planet earth shaft or mobile external shaft, placed parallel to the control shaft.
In this case, the dimensions of the various sets of friction discs are chosen so that the friction discs mounted on the planet shaft or moving outer shaft engage fully, i.e. almost to their point. axis, in the friction discs mounted on the control shaft, while they are still precisely engaged by their outer edge with the group of annular friction discs of the planetary which surround them. By increasing the distance separating the planet shaft from the motor shaft, the satellite discs can conversely engage just as completely, that is to say almost up to their axis, in the group of discs. annular friction fixed on the planetary and still enter at the same time by their edges in the group of friction discs of the motor shaft.
But, with this arrangement of friction discs on the central shaft and associated friction discs on the planetary in the same planes, we encounter, in the case of very high power mechanisms, particular operating conditions which require several discs. for the transmission of these powers, because, for example in the depressed position of the satallite discs in the group of friction discs mounted on the central control shaft, the various friction discs mounted on the planet shaft and which are for example made in the form of conical discs, are the most distant from each other, while these same discs (friction discs)
are at the same time the most extended out of the group of planetary friction discs and the peripheral zones of the various conical discs are thus placed closest to each other. As a result, most conical discs take a very inclined position with respect to their axis, which compromises perfect working of the mechanism, since the friction discs, which are most often cons + 1killed for example in the form of discs at rubbing edges, are not applied by their rubbing surfaces, hand work only with their edges.
As a result, it is for example each time the upper friction edge of one of the neighboring friction discs and the lower friction edge of the other neighboring friction disc which are applied, which produces work. with different friction radii on one and the same conical friction disc and therefore internal loss of work.
The more unfavorable the more the power of the mechanism is, because the number of conical discs increases when the transmission power increases.
Another drawback lies in the limited number of discs involved by the friction of the peripheral zones of the conical friction discs engaged up to the axis in the group of friction discs cooperating on the side surfaces of the edge discs,
The present invention aims to eliminate these drawbacks.
This result is obtained, in accordance with the invention, by two groups of friction discs arranged separate from one another and mounted on the
<Desc / Clms Page number 2>
same outer shaft or planet shaft. In this case, the friction elements can slide axially on the shaft and are liable to take even small inclined positions, due to the slightly convex constitution of their hub seating surfaces or to a certain play that they present. on the shaft, in order to be able to constantly adapt without constraint during irregularities in the manufacture of the friction discs, in the sense of the friction surfaces of each case.
Only the side pressing plates for the groups of friction elements have a firm guide on their shafts or are mounted fixed on the shaft in the axial direction.
The two groups of friction elements, arranged according to the invention, separated on the planet shaft, can be formed in the most diverse ways, for example both in the form of conical friction discs, and also in the form of discs with marginal friction; The term “marginal friction discs” denotes discs having a friction edge.
By a movable arrangement of the planet shafts, each group of friction discs is linked to the set of central friction discs, which is associated with it, in a continuously variable transmission.
It is not guaranteed to have a perfect job, especially in the case of very high powers 4 transmit, if the contact pressure between the friction discs being engaged at a correct value. This condition can, for example, be fulfilled by the fact that the application pressure is produced in a manner known per se by a combination of an elastic action and a load-dependent claw action.
In this case, the claws are for example formed in the form of teeth, the flanks of which have a curved shape in order to obtain determined relations depending on the load. An embodiment of the object of the invention is shown schematically, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings.
Figure 1 is a longitudinal section along the line AB of Figure 2 and shows the way in which the groups of friction discs mounted on the satallite shafts cooperate and the groups of friction discs offset from each other mounted on the central control shaft and on the planetary gear.
Figures 2 to 5 are cross sections taken along the lines CD, EF, GH and IK of Figure 1 and show the depression of the friction discs mounted on the planet shafts into the cooperating friction discs mounted on the central shaft and the planetary, as well as the cooperation of the forks.
Figure 6 is a longitudinal sectional elevation, on a larger scale, of the central shafts and hubs.
Figure 7 shows the helical surfaces of the sleeves in the rest position (construction position).
Figure 8 shows, on a larger scale, the holes drilled in the conical friction discs and the edge of the marginal friction discs.
<Desc / Clms Page number 3>
Figure 9 shows the splined shaft.
FIG. 10 shows, on a larger scale, a key and groove fixing of the friction discs.
In detail, 1 designates a central shaft, 2 friction discs mounted on the central shaft, 3 annular friction discs mounted on the planetary (marginal friction discs), 4 a shaft, 5 friction discs mounted on the planet gear shaft in conical form (conical friction discs), 5a a group of conical friction discs for the central shaft, 5b a group of conical friction discs for the sun gear, 6 an outer shaft or planet shaft, 7 a sun gear, 8 a pressure plate for the discs with marginal friction mounted stationary in the axial direction, 9 a compression spring for the sun gear, 10 of the claws of the sleeve (integral of the planetary), 11 a helical surface of the claw 10, 12 of the claws of the sleeve (integral with the shaft 1),
13 a helical surface of the claw 12, 14 a pressure spring for the pressure plate, 15 an axially slidable pressure plate for the marginal friction discs, 16 a pressure plate for the friction discs mounted on the franetary, 17 an axially stationary pressing plate for the planetary marginal friction discs, 18 a housing, 19 a housing ball bearing 18, 20 a housing, 21 a housing ball bearing 20,22 a key arranged on the pressing plate 15, 23 a sleeve mounted fixedly on the central shaft 1, 24 a cooperating sleeve mounted idle on the central shaft 1, 25 of the claws of the cooperating sleeve 24 mounted idle, 26 a helical surface of the claw 25, 27 a pivoting fork, 28 an axis of the pivoting fork, 29 of the ball bearings of the planetary shaft,
30 an adjustment arm, 31 an axis of the adjustment arm, 32 a slide, 33 an adjustment ring, 34 a slot for the slide drilled in the adjustment ring, 35 a support plate, 36 a support arm provided on the housing 18, 37 a toothed sector, 38 a pinion or worm, 39 a ring mounted on the sleeve 42 for the pressing plate 17, 40 keys for the friction discs 3 mounted on the sun gear, 41 a cooperating sleeve integral with the sun gear 7, 42 a sleeve mounted fixedly on the shaft 4, 43 a claw of the sleeve 42 and 44 a helical surface of the claw 43.
In the example described, it is assumed that the shaft 1 is the control shaft and the shaft 4 a receiving shaft. The mechanism can also be mounted inversely, therefore the shaft 4 in the form of a drive shaft and the shaft 1 in the form of a receiving shaft.
The shaft 1 is supported by one of its ends in the ball bearing 19 mounted in the housing 18; the other end of the shaft is supported in the shaft 4 by means of ball and roller bearings. The shaft 4 is supported by the ball bearing 21 in the box 20 and the shaft 1 connected to the shaft 4 thus forms a central continuous shaft.
The box 18 or 20 can be fixed or mounted on the engine or on another frame. Each element of the boot can also constitute a part of a machine.
The sleeve 23 is fixed integral in rotation and immobile in the axial direction on the shaft 1. The end face of the sleeve 23 has claws 12. The lateral surfaces 13 of the claw are heliooidal, as shown in FIG. 7. A cooperating sleeve 24, having the opposing claw 25 and helical surfaces 26, is disposed opposite the claw of the sleeve 23.
<Desc / Clms Page number 4>
This cooperating sleeve 24 is secured to the pressing plate 15. A compression spring 14, which compresses through the pressing plate 15 the marginal friction discs 2 against each other, is placed between the sleeve 23 and the plain pressing 15. This axial pressure of the spring is absorbed by the pressing plate 8 which is mounted idle in rotation, but so as to be able to slide axially, on the shaft 1. The central marginal friction discs 2 are arranged in series so as to be able to slide axially on the hub of the pressing plate 15 and are driven by the keys 22 housed in the hub of the pressing plate 15.
The holes of the marginal friction discs 2 are correspondingly recessed to receive the keys 22 (FIG. 10).
The friction discs 2 mounted on the central shaft 1 are formed in this exemplary embodiment in the form of marginal friction discs having at the periphery a narrow conical friction edge, as shown in Figure 8. The friction discs 2 annulars mounted on the planetary are made in the same way, but the tapered friction edge is on the inner periphery. -'The friction discs mounted on the planet carrier shaft are here constituted in the form of rotating cone-shaped discs on both sides called conical friction discs.
The friction discs, conical 5 are placed in series in two groups (groups of conical friction discs 5a and 5b) so as to be able to slide freely in the axial direction on the planet carrier shaft 6. This shaft 6 is formed under the shape of a splined shaft (see figure 9). The holes of the conical friction discs 5 have the same profile as the splined shaft and are hollowed out, either so as to present a large play on their seat on the shaft, or in a convex shape (see figure 8) in order to be able to take on the tree certain positions inclined in relation to a vertical plane. By this splined conformation, jamming of these discs on the shaft during axial sliding is avoided.
At least two and in the case shown three satellite carrier shafts comprising the group of conical friction discs 5a engage at the periphery of the marginal friction discs 2.
The pivoting fork 27 is constructed so that the groups of tapered friction discs 5a and 5b can rotate between the ends of the fork with the planet carrier shaft 6. The ends of the forks have ball bearings, in which is supported the satellite carrier shaft 6. The pivoting fork 27 is supported so as to be able to pivot on one side in the housing 18 by means of a pin 28 and on the other side in the carrier plate 35.
This plate 35 is secured to the casing 18 by three T-shaped supporting arms 36 from foundry with this casing 18. An operating arm 30 is arranged on the pivoting fork 27. An axis, on which the ooulissels 32 are mounted, is pushed into the end of the operating arm 30,
In order to be able to adjust the number of holes in the fixed mechanism, an operating ring 33 has been placed inside the casing 18. This ring has, for each operating fork 27 with slide 32, a slot 34 in which the slides slide. 32. A toothed sector 37, with which a pinion 38 or an endless screw engages, is screwed onto the operating ring 33. To make
<Desc / Clms Page number 5>
vary the number of turns of the shaft 4, the pinion 38 (worm) is set in motion.
The movement is transmitted to the toothed sector 37 and therefore also to the operating ring 33. The pivoting forks 27 are supported so as to be able to pivot on the fixed casing, then, by rotation of the operating ring, they are brought to pivot around their axes by means of the slides, the axes and the operating arm. This has the effect of varying the distance of the planet carrier shaft 6 comprising the groups of conical friction discs 5a and 5b with respect to the central shaft 1.
As a result of this movement, the group of conical friction discs
5a is pushed more or less deeply between the marginal friction discs 2. The conical discs work in this way with a friction radius of different magnitude depending on the driving depth and therefore also with a multiplication ratio of different magnitude.
Due to the conical shape of the friction discs 5, the marginal friction discs 2 must be separated from each other by different distances and this following distances all the greater as the depth of engagement of the conical discs is greater. . Due to the low possibility of axial displacement of the marginal friction discs 2, these can always be adjusted to the distance which corresponds to the conical friction disc elements of each case lying between the rotating discs. Likewise, due to the low possibility of axial displacement of the conical friction discs on the planet carrier shaft, they are always placed at the necessary distance from each other.
However, since the tapered friction discs of one of the groups 5a mounted on the outer shaft 6 only engage with the marginal friction discs 2 and do not at the same time engage with another group of cooperating discs, which would force various discs to assume an inclined position, all of the friction discs rotate in planes practically perpendicular to their shafts. As a result, it is not possible for the conical friction discs to work with two radii of different sizes. Likewise, friction of the marginal parts of the conical friction discs 5 on the inner side faces of the marginal friction discs 2 is thus avoided, which can only occur for friction discs rotating very inclined on their axes.
When the group of tapered friction discs 5a is fully engaged between the marginal friction discs 2 mounted on the shaft 1, i.e. almost up to their axes, the two pressing plates 8, 15 are the more distant from each other. On the other hand, if the group of conical friction discs 5a is almost completely out of the group of cooperating friction discs in engagement with the latter, the marginal friction discs 2 move closer to each other, under the pressure exerted by the plates. 15 can move axially. The pressure exerted on the plate 15, which can move axially, is produced by the compression spring 14.
The pressure, exerted by the plate 15 on the marginal friction discs 2, must be of such magnitude that the necessary contact pressure between the friction discs is established with reliability for the power to be transmitted in each case. The pressure, required for the different transmission powers, is produced by a combination of an elastic force and the action caused by the claws. The cota- pressure spring 14 is, in this case, independent of the power to be transmitted.
<Desc / Clms Page number 6>
each time by the mechanism and by the number of turns that the axially movable plate 15 presents each time.
As a result, a certain application pressure is exerted also in the case of a low load and respectively in the case of idling of the mechanism, then the slipping of the latter is avoided.
An application pressure of the friction discs is produced by the claws 12 as a function of the rotational torque to be transmitted, which makes it possible to ensure a sufficient value of this pressure also in the case of large loads and to avoid losses of unnecessary friction caused by too high application pressures, in the case of low loads.
As soon as a torque is exerted on the central shaft 1, the helical surfaces of the sleeve 23, integral with the shaft 1, are pushed against the helical surfaces 26 of the cooperating sleeve 24. Due to the relative rotation of the sleeves 23, 24, a component of force acting in the axial direction is produced and the movable application plate 15, which is integral with the sleeve 24, is pushed against the marginal friction discs 2.
The sleeve 42 is fixed on the shaft 4. The end face of the sleeve 42 has claws 43 and the surfaces 44 are helical. The ring 39, intended for the plate 17, is placed fixedly on the tips of the claws 43 of the sleeve 42 and at the same time serves as a cooperating bearing for the compression spring 9.
The cooperating sleeve 41 also has heloidal surfaces 11 and claws 12, then is integral with the sun gear.
In a manner analogous to that described above, the spring 9 and the claw 10 act on the sun gear 7 which can move in the axial direction via the helical surfaces 11 and the application plate 16, connected to this sun gear 7 , acts on the marginal friction discs 3. These discs 3 are integral in rotation with the sun gear 7 which is formed in the form of a drum, that is to say that the discs 3 slide on and between the keys 40 in the axial direction on the inner face of the sun gear, in order to adapt to the thickness of each of the conical friction discs located between the friction edges of these friction discs 3.
The tapered friction discs 5, being engaged with the marginal friction discs 3 of the sun gear 7 and mounted on the outer shaft 6, constitute a group (group 5b), and then are separated from the group of tapered friction discs 5a described. above, which are engaged with the marginal friction discs 2.
The conical friction discs of group 5b, which cooperate with the group consisting of marginal friction discs 3, also rotate in planes practically ¯perpendicular to their shafts, which likewise gives the possibility of a conical friction disc 5 of work on both sides at the same time with the same friction radius.
The danger of the tapered friction discs 5 rubbing with their outermost edge against the inner surfaces of the marginal friction discs 3 is also avoided.
Since the two groups of conical friction discs 5a and 5b, arranged separately from each other on the outer shaft 6, are connected with their cooperating friction discs 2 and 3, so that each time '' a group of conical friction discs
<Desc / Clms Page number 7>
engages deeply in the group of associated cooperating friction discs, the group of conical friction discs, mounted on the same shaft 6, either precisely almost out of the group of associated cooperating friction discs, or vice versa, one obtains, that when the conical friction discs of one of the groups are very close to each other, the conical friction discs of the other vpisin group, but separate associated, are spaced from each other in a large me - safe.
According to the invention, the arrangement is then made so that, when one of the groups of conical friction discs is brought together, the space thus freed is occupied by the conical friction discs being separated from the other group and vice versa.
By this measure, the construction length of the mechanism is very small, which is of great importance for many applications. The alternating position of the spaces which have become free by the bringing together of one or the other group of conical friction discs is made possible by the fact that, according to the invention, the application plates 8, 17, immobile in the axial direction, are mounted on two opposite sides to each other of the two groups of conical friction discs, while the movable application plates 15, 16 are arranged inside between the two groups of discs of conical friction.
All the groups of friction discs, mounted on a common central shaft 1 and 4 or an outer shaft 6, are indifferently constituted in the form of conical discs 5 or of discs having friction edges 2, 3, all the discs mounted on a common shaft, even those belonging to different groups, always being of the same type, that is to say, either all of the cone type, or all of the type comprising a friction edge.
The helical surfaces of the claws 10, 12, 25 and 43 can be formed according to different curves, so that the. application pressure produced by the action of these claws is variable in different measures with the load.
CLAIMS.
1 Gearbox with friction discs, with continuously variable speed and wide adjustment range, which is constituted by at least one central shaft and at least two parallel outer shafts placed at equal distances from this central shaft, characterized in that that one of the groups of friction elements, mounted next to each other separately on the outer shaft, is connected to the group of friction elements mounted on the central shaft which is associated with it, according to a variable transmission continuously, while the second group of friction elements, mority on the outer shaft and connected to the group of associated friction elements, mounted integrally on the outer planetary, is formed in the form of annular discs, according to an equally variable transmission .