CA2074280A1

CA2074280A1 - Driving pulley for a variable-speed belt transmission with cogged wheels and bearing surfaces

Info

Publication number: CA2074280A1
Application number: CA 2074280
Authority: CA
Inventors: Jean Robert
Original assignee: Powerbloc IBC Canada Inc
Current assignee: Powerbloc IBC Canada Inc
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1994-01-22

Abstract

PRÉCIS Une poulie montée à la sortie d'un arbre moteur et utilisée dans une transmission à courroie à vitesse variable, dont le diamètre d'enroulement dépend de la force centrifuge exercée sur des cames qui transforment le déplacement radial de l'une de leurs deux extrémités en déplacement axial de l'un des deux flasques coaxiaux formant la poulie par le biais de roulettes dentées s'appuyant sur des surfaces d'appui dentées de façon similaire. L'utilisation de roues et de surfaces dentées permet notamment d'éliminer le glissement générateur d'usure entre les roulettes et les surfaces d'appui, réduisant ainsi l'entretien requis.ACCURATE A pulley mounted at the output of a motor shaft and used in a variable speed belt transmission, the winding diameter of which depends on the centrifugal force exerted on cams which transform the radial displacement of one of their two ends in axial displacement of one of the two coaxial flanges forming the pulley by means of toothed rollers resting on toothed bearing surfaces in a similar manner. The use of wheels and toothed surfaces makes it possible in particular to eliminate the wear-generating slip between the rollers and the bearing surfaces, thereby reducing the maintenance required.

Description

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La presente invention concerne une poulie destinée à être montée à la sortie d'un arbre moteur, dans laquelle des roulettes de forme généralement cylindriques prennent appui sur das crémaillères pour faire varier, 5 SOU8 l'effet d~une variation de la force centrifuge, le diamètre d'enroulement de cette poulie autour de laquelle est placée une courroie trap~zo1dale. Cette poulie, dite poulie menante, fait partie d'une transm~ssion appel~e transmission à courroie ~ vitesse varia~le. Outre la poulie menante d~crite dans le pr~sent mémoire, la transmission comprend une autre poulie, dite poulie menée, sur la~uelle est enroulée l'autre extrémité de la courroie. Cette poulie menée est conçue de manière à ce que le diamètre d'enroulement varie en sens inverse de la poulie menante, la courroie ayant une longueur fixe. Ce type de transmission est utilisé entre autres dans des véhicules motorisés comme des motoneiges, des motocyclettes, des v~hicules tout-terrains ou certaines petites voitures.
Le but de faire varier le diamètre des poulies est d'avoir un rapport de diamètre qui permet d'obtenir un grand couple lors de l'acc~lération du v~hicule et un régime moteur raisonna~le ~ haute vitesse. ~orsque le régime moteur est bas ou que le couple de charge est élevé, la poulie menante a un petit diamètre d'enroulement de courroie et il augmente au fur et à mesure que le régime moteur augmente ou que le couple requis diminue.
Inversement, la poulie doit réduire son diamatre d'enroulement lorsque le régime moteur diminue ou que le couple raguis est élevé.
Dans un des types de poulie à ~or~e variable connus dans l'art antérieur, les extrémités libres de cames pivotantes placées autour du moyeu se déplacent radialement sou~ l'effet de la force centrifuqe et leur mouvement est transforme en d~placement axlal le long du moyeu d'un flasque mo~ile placé en regard d'un flasque ~ixe pour former entre eux une gorge en forme de V dans laquelle est placée une courroie de section trapezo~dale servant a tran~mettre la puissance à la poulie menee. La 207~2~

transformation du mouvement radial en mouvement axial se fait par le biais de roulettes roulant sur des surfaces d'appui courbées de façon ~ ce que le rapprochement des deux flasques, donc le diamètre d'enroulement, dépende de la force centrifuge exercée sur les cames, la force centrifuge étant proportionnelle au carré de la vitesse de rotation de la poulie.
Il existe deux modes de réalisation à ce principe.
Selon le premier de ces modes, le8 surfaces d'appui sont constituées par la surface ext~rieure des cames qui s'appuient sur des roulettes montées sur un support fixé au moyeu. Lorsque le moyeu de la poulie tourne, il entra~ne en rotation le flasque fixe et le support sur lequel sont montées les roulettes. Ce support transmet son mouvement de rotation, par le biais d'appuis pouvant coulisser axialement, au flasque mobile sur lequel sont ~ixées les extrémités pivotantes des cames.
Du fait qu'elles tournent, les cames sont soumises à l'action de la force centrifuge gui déplacent leurs extrémit~s libres vers l'extérieur contre les roulettes. La forme courbe des cames qui jouent le rale de surfaces d'appui permet une transformation de ce d~placement radial en déplacement axial du flasque mobile gr~ce au roulement des roulettes sur la came. Pour une vitesse donnée de rotation de la poulie, un ~quilibre est atteint lors~ue la poussée axiale est contrebalancee par une première force de rappel axiale exercée par un ressort hélicoïdal monté entre le support des roulettes et l'extrémité du flas~ue mobile opposée à l'emplacement des cames. La tension d'enroulement de la courroie exerce une seconde force de rappel. Suivant cet é~uilibre, la courroie trapézotdale voit son diamètre d'enroulement prendre une valeur p~us ou moins ~rande selon la vitesse de rotation.

Selon le deuxi~me mode possi~e de réalisation, les roulettes sont ~ontées aux extrémités ~i~res des cames et ces roulettes prennent appui sur un capot, dit de 20742~

réaction, placé sur le moyeu a 1'extrémité opposée au flasque fixe. Ce~ cames sont soumises à l'action de la force centrifuge lors de la rotation de la poulie et ont pour effet de déplacer les extrémités libres des cames vers 1'extérieur. Ce mouvement radial est transformé en mouvement axial par le biais des roulettes qui viennent s'appuyer sur la paroi intérieure d'un capot de réaction courbé vers le flasque fixe et jouant le rôle de surface d'appui. En prenant ainsi appui, les cames exercent une poussée axiale sur le flasque mo~ile auquel elles sont fixées et permet donc un rapprochement du flasque mobile vers le flasque fixe. Pour une vitesse donn~e de rotation de la poulie, un ~quilibre est atteint lorsque la poussée axiale est contrebalancée par une première force de rappel axiale exercée par de~ ressorts de torsion mon~és autour de l'axe de rotation des cames. La tension d'enroulement de la courroie exerce ~galement une seconde force de rappel. Comme pour le premier mode de réalisation, l'équilibre entre la force centrifuge et les forces de rappel permet d~obtenir un diametre d'enroulement d~pendant de la vitesse de rotation de la poulie. Un exemple de ce type de poulie est d~crit dans le brevet US A-3 266 330.

Au bout de plusieurs heures d'utilisation, l'usure des roulettes, accasionnée par leur glissement sur les surfaces d'appui, fait en sorte que certaines parties de leur circonf~rence deviennent plates et il faut alors les rempla~er par des roulet~es neuves. De plus, cette usure affecte le temps de réaction de la poulie lors d'un changement brusque de surcharge. Il s'ensuit donc que le rapport des vitesses entre le moteur et la poulie diff~re de la valeur désir~e, ce gui occasionne une baisse de performance.
Pour solutionner les problèmes préc~dents, la pr~sente invent~on propose de remplacer les surfaces d'appui liss~s et les roulettes lisses par des surfaces d'appui et des roulettes den~ées identiquement de façon à

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pouvoir s'engrener les unes aux autres et ainsi éviter le glissement qénérateur d'usure.
~a présente invention propose donc une-poulie de transmission à vitesse variable, comprenant:
- un moyeu ayant deux extr~mit~s et un axe central, - deux flasques coaxiaux pourvus de flans tronconiques en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge en forme de V dans laquelle est placée une courroie de section trapézo~dale, l'un des flasques, dit flasque fixe, étant fix~ de façon rigide ~ l'une des extrémités du moyeu, l'autre flasque, dit flasque mobile, étant monté ~ même le moyeu par l'intermédiaire d'une glissière de facon ~ pouvoir coulis6er librement le long du moyeu, - un ensemble d'au moins deux cames pivotantes, ayant deux extrémit~s, chaque came pivotant autour d'un axe de rotation situé à l'une de ses deux extr~mités et normal à l'axe central du moyeu, - des moyens pour appliquer une force de rappel pour éloigner le flasque mobile du flasque fixe, et - un ense~ble de roulettes du même nombre que les cames pivotantes réparties radialement et symétriquement autour du moyeu à l'autre des deux extrémit~s de celui-ci, lesdites roulettes étant disposées de façon ~ appuyer sur des surfaces dites d'appui, étant entendu que soit les roulettes sont montées ~ l'extrémîté opposée des cames pivotantes à l'axe de rotation et les surfaces d'appui ~ont constitu~es par un capot dit de reaction fixé au moyeu ~ l'extrémité oppos~e, soit les roulettes sont mont~es par rapport au moyeu, et les surfaces d'appui sont constituées par les cames pivotantes fix~es audit flasque mobile, de façon ~ ce que, dans l'un et l'autre cas, le flasque mo~ile se ~rouve poussé vers le ~las~ue ~ixe contre l'ac~ion de la force de rappel lorsque la vitesse du moyeu augmente.
La poulie selon l'invention est caractér~s~e en ce que les roulettes et les surfaces d'appuis sont dentées 2~742~

de façon similaire pour pouvoir s'engrener les unes aux autres et ainsi ~viter un glissement g~n~rateur d'usure.
Le nombre de cames de cette poulie est préférablement de trois. De plus, les moyens pour appliquer une force de rappel suppl~mentaire à celle générée par la courroie sont constitués soit par un ressort h~lico~dal mont~ autour du moyeu, soit par au moins un ressort de torsion monté autour de l'axe de rotation des cames.
Les roulettes sont préférablement cylindriques mais afin d'obtenir un déplacement complexe du flasque mobile en fonction de la vitesse de rotation, les roulettes peuvent être de forme sensiblement ovale. Les roulettes sensiblement ovales peuvent aussi ne pas avoir leur centre de rotation au même endroit que leur centro~de~ Les surfaces d'appui, constituées par les cames ou le capot de réaction, peuvent avoir plusieurs rayons de courbure.
Lorsque le régi~e moteur est au plus bas, le flasque mobile est préférablement suffisamment ~loigné du flasque fixe pour que la courroie ne soit pas entrain~e par la poulie.
~es avantaqes de cette poulie amélior~e sont:
- une r~duction de l'usure due au glissement entre les roulettes et les surfaces d'appui, - une diminution de la fréquence d'entretien, et - une diminution de temps de réaction du variateur lors d'un changement brusque de surcharge.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit de deux modes de r~aliæation pr~f~ré6 de l'~nvention faite en se r~férant aux dessins annex~s dans lesquels:
la figure 1 repr~sente une vue en coupe d'une poulie selon un p~emier mode de réalisation, la figure 2 repr~sente une vue en coupe d'une poulie selon un second mode de réalisation, la figure 3 repr~sente une vue en perspective des surfaces d'appui et des roule~tes.

207~2~0 La poulie selon le premier mode de réalisation illustr~ à la figure 1 est la poulie menante d'une transmission à courroie à vitesse variable. Cette poulie comprend deux flasque6 coaxiaux 10 et 12 dont les flancs tronconiques 14 st 16 sont en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge 18 en forme de V dans laquelle passe une courroie trapézo~dale 20 assurant la transmission du couple ~ une poulie menée (non représentée).
Le flasque 10, dit flasque fixe, est fixé à
l'extr~ité d'un moyeu 22 percé d'un trou axial 24 dans lequel est plac~ un boulon 26 servant à fixer la poulie au bout de l'arbre moteur 28.
Le flasque 12, dit flasque mobile, est monté
autour du moyeu 22 et peut coulisser autour du moyeu 22 grâce aux coussinets circulaires 30 et 32. Le flasque mobile 12 a la forme d~une boite fermée dans laquelle peut coulisser le moyeu 22.
Pr~férablement, trois cames sont réparties symétriquement à l'intérieur du flasque mobile 12. Il serait toutefois possible d'avoir un nombre de cames de deux, quatre ou même plus. Chaque came 34 possède une extr~mité 36 fixée sur le flasque mobile 12 de fagon à
permettre sa rotation dans un plan radial. Las cames 34 possàdent sur leur face extérieure des dents 38 qui viennent s'appuyer sur les dents 40 de roulettes 42 montées sur un support 44 fix~ au moyeu 22. Les dents 38 et 40 sont identiques de façon ~ pouvoir s'engrener les unes aux autres. ~el qu'illustr~ à la figure 3, les flancs lat~raux 41 des roulettes 42 sont lisses de façon à
8 'appuyer sur les flanc~ latéraux lisses 39 des cames 34.
De cette façon, les dent~ 38 et 40 ne subissent pas les charges radiales mais seulement les charges tangentielles gén~rées lors du déplacement relatif des cames 34 sur les roulettes 42. Ceci empêche les dents 38 et 40 de s'écraser les unes dans les autres et ainsi de genérer une friction assez grande.
Un ressort h~lico~dal 46, ayant comme fonction de cr~er une force de rappel ~loignant le flasque mo~ile ` 2~7428~

12 du flasque fixe 10, est plac~ autour du moyeu 22 entre le support 44 et la partie arrière 48 du flasque mobile 12.
Lors de la rotation de la poulie, la rotation du flasque mobile 12 est engendr~e par le biais d'appuis 50 fix~s sur la support 44 et de guides 51 fixés au flasque mobile 12. Les appuis 50 peuvent coulisser dans les guides 51 de façon à permettre le coulissement du flasque mobile 12.
~0 Une fois en rotation, le flasque mobile 12 entraine ~ son tour les cames pivotantes 34 en rotation.
Sous l'effet de la force centrifuge, les cames 34 viennent s'appuyer contre les roulette~ 42. Les cames 34 chercheront à tourner dans le plan radial autour de l'axe de rotation 36. Puisque les cames 34 sont appuyées contre les roulettes 42 et que les cames 34 sont fixées sur le flasque mobile 12, une force résultante axiale sera créée et aura pour effet de rapprocher le flasque mobile 12 du fla~que fixe 10. Ce rapprochement est toutefois contrôlé
par la force de rappel combinée du ressort h~lico~dal 46 et de la courroie 20. ~a force de rappel g~nérée par la courroie 20 provient de la tension d'enroulement qui agit sur les flancs tronconiques 14 et 16 cherchant à les éloigner l'un de l'autre. Si la vitesse de rotation diminue, la force de rappel devient plus grande que l'effet de la force centrifuge sur les cames 34, ce qui éloigne le flasque mobile 12 du flasque fixe 10 et par le fait même, force l'extrémité 37 des cames 34 à se déplacer vers le moyeu 22 jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint suite ~ la d~compression du ressort 46 et au relâchement de la courroie 20. Il est possi~e de substituer le ressort h~licoldal 46 par des ressorts de torsion, montés autour ds l'axe de rotation 36, cherchant à déplacer l'extrémité 37 des cames pivotantes 34 vers le moyeu 22.
Cette force de rappel se combine avec la force de rappel gén~rée par 1~ courroie.
La poulie selon le deuxi~me mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 2 utilise le même principe des cames pivotantes et des roulettes, sauf que 2n7''~2 la dans le cas présent, les roulettes 42 sont placées au bout des cames pivotantes 34 et le flas~ue mobile 12 n'a pas de partie arrière 48. Cette partie arrière 48 est remplacee par un capot 52, dit de r~action, qui est fix~ au moyeu 22 ~ l'extr~mit~ opposée de l'emplacement du flasque fixe 10.
Le capot de réaction 5Z est orienté vers les deux flasques lO et 12.
Cette poulie poss~de pr~férablement trois cames 34 au bout desquelles des roulettes 42 sont fixées de maniare ~ ce qu'elles puissent tourner sur elles-mêmes.
Les roulettes 42 possèdent des dents 40 qui viennent s'appuyer sur les surfaces d'appui 54 constituées par la surface intérieure du capot de r~action 52. Les parties des surfaces d~appui 54 en contact avec les roulettes dent~es ~2 possèdent des dents 56 identiques aux dents 40 de façon ~ ce que les dents 40 et les dents 56 puissent s'engrener les unes aux autres. Tout comme le mode de réalisation préc~dent et tel qu'illustré ~ la figure 3, les flancs latéraux 41 de~ roulettes 42 sont lisses de façon ~ s'appuyer sur les flancs lat~r~ux lisses 39 des surfaces d'appui 54.
Les cames pivotantes 34 sont fixées sur le flasque mobile 12 de mani~re ~ pouvoir tourner librement dans le plan radial. Le flasque mobile 12 coulisse le long dl~ moyeu 22 et est pourvu d'un trou 58 en son centre contre lequel un cylindre 60 est plac~. Un coussinet cylindrique 62 est placé entre le cylindre 60 et le moy~u 22 afin d'obtenir un bas coefficient de friction pour le coulissement du fla~que mobile 12.
Lors de la rotation de la poulie, la rotation du flasque mobi~e 12 est engendrée par le ~iais d'appuis ~non repr~sent~s~ attach~s au capot de r~action 52 et de guides attach~s au flasque mobile 12 Les appuis e~ les guides font tourner le flasque mobile 12 tout en lui permettant de cculiss~r le long du moyeu 22 et sont identiques aux appu~s 50 et aux gui~es 51 de la figure 1.
Une fois en rotati~n, le flasque mobile }2 entra~ne .~ ~on tour les cames pLvotantes 340 Sous l'effet de la force centrlfuge, les cames viennent s~appuyer, par 2~17'~2 `'~

l'interm~diaire des roulettes dent~es 42, contre les surfaces d'appui dent~es 54 du capot de réaction 52 et cherchent à tourner dans le plan radial autour de l'axe de rotation 36, ce qui créera une force axiale qui aura pour S effet de rapprocher le flasque mobile 12 du flasque fixe 10. Ce rapprochement est toutefois contrôlé par la force de rappel combin~e de ressorts de torsion 6~ montés autour de l'axe de rotation 36 et de la courroie 20. La ~orce de rappel ~n~r~e par la courroie 20 provient de la tension d'enroulement qui agit sur les fl~ncs tronconiques 14 et 16 cherchant à les ~loigner l'un de l'autre. La force de rappel de ressorts de torsion pousse les cames 34 vers le moyeu 22 et agit donc directement à l'encontre de la force centrifuge. Si la vitesse de rotation diminue, la force de rappel devient plus grande que l'effet de la force centri~uge sur les cames 34, ce qui ~loigne le flasque mobile 12 du flasque fixe lO et par le fait même, force les cames 34 à se d~placer vers le moyeu 22 jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint suite ~ la rotation de décompression des ressorts 68 et au relâchement de la courroie 20. Il est possible de substituer les ressorts de torsion 68 par un ressort h~licoïdal semblable à celui du premier mode de réalisation.
Dans le~ deux modes de réalisation, les roulettes 42 sont pr~férablement cylindriques, mais il est possible d'utiliser des roulettes 42 de forme sensiblement ovale afin d'obtenir un d~placement complexe du flasque mobile 12 en fonction de la vitesse de rotation. Les roulettes 42 de forme sensihlement ovale peuvent aussi ne pas avoir un centre de rotation au meme endroit que leur centroïde. Des formes de roulettes 42 ~eaucoup plus complexes peuvent ~alement être envisagées. De la même mani~re, les suraces d'appui 37 et ~4, selon le mode de r~alisation, peu~ent avoir plusieurs rayons de courbure.
Dans la figure 1, les cames 34 pourraient avoir plusieurs rayons de courbure. Dans la figure 2, l'int~rieur du capot de r~action 52 pourrait avoir plusieurs rayons de courbure.

2 n 7 ~

Cette poulie selon les deux modes de réalisation peut ~galement servir d'embrayage. A l'arrêt du véhicule et lorsque le moteur tourne au ralenti, il faut pr~voir un moyen d'isoler le moteur des ~l~ments de traction inactifs. Ceci peut être réalis~ avec la pr~sente poulie en faisant en sorte qu'au ralenti, la distance entre le flasque fixe 10 et le flasque mobile 12 soit telle que la courroie 20 ne touche ni ~ l'un ni ~ l'autre des deux flancs tronconiques 14 et 16. Puisque ~a courroie 20 est l~che dans cette position, le frottement avec le moyeu 22 n'est pas suffisant pour induire la courroie 20 en rotation. 2 ~ 742 ~

The present invention relates to a pulley intended to be mounted at the outlet of a motor shaft, in which generally cylindrical shaped casters are supported on racks to vary, 5 SOU8 the effect of a variation of the centrifugal force, the winding diameter of this pulley around which is placed a trap ~ zo1dale belt. This pulley, called driving pulley, part of a transmission called belt transmission ~ variable speed ~ le. Besides the driving pulley described in this specification, the transmission includes another pulley, called driven pulley, on the ~ uelle is wound the other end of the belt. This driven pulley is designed so that that the winding diameter varies in opposite direction to the driving pulley, the belt having a fixed length. This type of transmission is used among other things in motorized vehicles such as snowmobiles, motorcycles, all-terrain vehicles or certain small cars.
The purpose of varying the diameter of the pulleys is to have a diameter ratio which makes it possible to obtain a large torque when accelerating the vehicle and a engine speed reasoned ~ the ~ high speed. ~ when engine speed is low or the load torque is high, the driving pulley has a small winding diameter of belt and it increases as the engine speed increases or the required torque decreases.
Conversely, the pulley must reduce its diameter when the engine speed decreases or the raguis couple is high.
In one of the types of pulley with variable ~ or ~ e known in the prior art, the free ends of pivoting cams placed around the hub move radially sou ~ the effect of centrifugal force and their movement is transformed into axlal displacement along the hub of a flange mo ~ island placed opposite a flange ~ ixed to form a V-shaped groove between them which is placed a trapezo ~ dale section belt used to tran ~ put power to the driven pulley. The 207 ~ 2 ~

transformation of the radial movement into axial movement is made by means of rollers rolling on surfaces support curved so that the approximation of two flanges, so the winding diameter, depends on the centrifugal force exerted on the cams, the force centrifugal being proportional to the square of the speed of rotation of the pulley.
There are two embodiments to this principle.
According to the first of these modes, the 8 surfaces support are formed by the surface ext ~ rieure cams which rest on casters mounted on a support fixed to the hub. When the pulley hub turns, it entered ~ does not rotate the fixed flange and the support on which the casters are mounted. This support transmits its rotational movement, by means of supports can slide axially, to the movable flange on which are ~ ixed the pivoting ends of the cams.
Because they rotate, the cams are subjected to the action of centrifugal force which move their extremities free towards the outside against casters. The curved shape of the cams that play the role of bearing surfaces allows a transformation of this d ~ radial placement in axial displacement of the movable flange thanks to the rolling of the rollers on the cam. For a given pulley rotation speed, a ~ equilibrium is reached when ~ ue the axial thrust is counterbalanced by a first axial restoring force exerted by a spring helical mounted between the support of the rollers and the end of the flas ~ ue mobile opposite the location of cams. The belt winding tension exerts a second restoring force. According to this balance, the V-belt has its winding diameter take a value p ~ us or less ~ rande depending on the speed of rotation.

According to the second ~ me possible embodiment, the rollers are ~ have at the ends ~ i ~ res of the cams and these rollers are supported on a hood, said to 20,742 ~

reaction, placed on the hub at the end opposite the fixed flange. This ~ cams are subject to the action of centrifugal force when rotating the pulley and have to move the free ends of the cams outwards. This radial movement is transformed into axial movement through the rollers that come lean on the inner wall of a reaction hood curved towards the fixed flange and acting as a surface support. By thus taking support, the cams exert a axial thrust on the flange mo ~ island to which they are fixed and therefore allows a reconciliation of the movable flange towards the fixed flange. For a given speed of rotation of the pulley, a ~ equilibrium is reached when the thrust axial is counterbalanced by a first restoring force axial exerted by ~ torsion springs my ~ és around of the axis of rotation of the cams. Winding tension of the belt also exerts a second force of reminder. As with the first embodiment, the balance between the centrifugal force and the forces of reminder allows to obtain a winding diameter depending on the speed of rotation of the pulley. A
example of this type of pulley is described in the patent US A-3,266,330.

After several hours of use, wear and tear on the rollers, caused by their sliding on the bearing surfaces, so that certain parts of their circumference become flat and it is then necessary replaced them with new rollers. In addition, this wear affects the reaction time of the pulley during a sudden change of overload. It therefore follows that the speed ratio between the motor and the different pulley of the desired value, this mistletoe causes a drop in performance.
To solve the previous problems, the present ~ invent ~ we propose to replace the surfaces smooth support and smooth rollers by surfaces support and rollers den ~ ées identically so as to 207 ~ 23 ~

be able to mesh with each other and thus avoid wear and tear sliding.
~ a present invention therefore provides a pulley variable speed transmission, including:
- a hub having two ends and an axis central, - two coaxial flanges provided with blanks frustoconical opposite one another to form between them a V-shaped groove in which is placed a belt trapezoidal ~ dale, one of the flanges, says fixed flange, being fixed ~ rigidly ~ one of the ends of the hub, the other flange, said mobile flange, being mounted ~ even the hub via a slide way ~ can slide freely along of the hub, - a set of at least two pivoting cams, having two ends, each cam pivoting around a axis of rotation located at one of its two ends and normal to the central axis of the hub, - means for applying a restoring force to move the movable flange away from the fixed flange, and - a set of wheels of the same number as the pivoting cams distributed radially and symmetrically around the hub to the other of the two ends of it, said rollers being arranged so ~ press so-called bearing surfaces, it being understood that either casters are mounted ~ the opposite end of the cams pivoting to the axis of rotation and the bearing surfaces ~ have constituted ~ es by a so-called reaction cover fixed to the hub ~ opposite end ~ e, either the casters are mounted ~ es relative to the hub, and the bearing surfaces are constituted by the pivoting cams fixed ~ es said flange mobile, so that in either case the flask mo ~ ile se ~ rouve pushed towards the ~ las ~ ue ~ ixe against the action of the restoring force when the speed of the hub increases.
The pulley according to the invention is characterized ~ s ~ e in that the rollers and the bearing surfaces are toothed 2 ~ 742 ~

similarly to be able to mesh with each other others and thus avoid a slip which generates wear.
The number of cams on this pulley is preferably three. In addition, the means for apply additional restoring force to that generated by the belt consist of either a spring h ~ lico ~ dal mont ~ around the hub, or by at minus a torsion spring mounted around the axis of cam rotation.
The casters are preferably cylindrical but in order to obtain a complex displacement of the flange mobile depending on the speed of rotation, casters can be substantially oval in shape. The substantially oval casters may also not have their center of rotation in the same place as their centro ~ de ~ The bearing surfaces, formed by the cams or the reaction hood, can have multiple radii curvature.
When the engine control is at its lowest, the mobile flange is preferably sufficiently away from the fixed flange so that the belt is not driven by the pulley.
~ es avantaqes of this improved pulley ~ e are:
- a reduction in wear due to slipping between casters and bearing surfaces, - a decrease in the frequency of maintenance, and - a reduction in reaction time of the drive during a sudden change of overload.
The invention will be better understood on reading the following non-limiting description of two modes of r ~ aliæation pr ~ f ~ ré6 of the ~ nvention made by refering ~
to the appended drawings in which:
Figure 1 shows ~ a sectional view of a pulley according to a first embodiment, Figure 2 shows ~ a sectional view of a pulley according to a second embodiment, Figure 3 shows ~ a perspective view bearing surfaces and rolls ~ your.

207 ~ 2 ~ 0 The pulley according to the first embodiment illustr ~ in Figure 1 is the driving pulley of a variable speed belt drive. This pulley includes two coaxial flanges 6 10 and 12 whose sides frustoconical 14 st 16 are facing each other for form between them a V-shaped groove 18 in which passes a trapezoidal belt ~ dale 20 ensuring the torque transmission ~ a driven pulley (not shown).
The flange 10, called the fixed flange, is fixed to the extremity of a hub 22 pierced with an axial hole 24 in which is placed ~ a bolt 26 used to fix the pulley to the end of motor shaft 28.
The flange 12, called the movable flange, is mounted around the hub 22 and can slide around the hub 22 thanks to the circular bearings 30 and 32. The flange mobile 12 has the form of a closed box in which can slide the hub 22.
Preferably, three cams are distributed symmetrically inside the movable flange 12. It would however be possible to have a number of cams of two, four or even more. Each cam 34 has a extr ~ mité 36 fixed on the movable flange 12 so as to allow its rotation in a radial plane. Las cams 34 have teeth 38 on their outer face which come to rest on the teeth 40 of rollers 42 mounted on a support 44 fix ~ to the hub 22. The teeth 38 and 40 are identical so that they can mesh to each other. ~ as illustrated ~ in Figure 3, the sides lat ~ raux 41 rollers 42 are smooth so 8 'press on the smooth sidewall ~ 39 of the cams 34.
In this way, the teeth ~ 38 and 40 do not undergo the radial loads but only tangential loads gen ~ rees during the relative movement of the cams 34 on the casters 42. This prevents teeth 38 and 40 from crushing into each other and thus generate friction tall enough.
A h ~ lico ~ dal spring 46, having the function to create a restoring force away from the flange `2 ~ 7428 ~

12 of the fixed flange 10, is placed ~ around the hub 22 between the support 44 and the rear part 48 of the movable flange 12.
When the pulley rotates, the rotation of the movable flange 12 is generated by means of supports 50 fix ~ s on the support 44 and guides 51 fixed to the flange mobile 12. The supports 50 can slide in the guides 51 so as to allow the sliding of the movable flange 12.
~ 0 Once in rotation, the movable flange 12 in turn causes the pivoting cams 34 to rotate.
Under the effect of centrifugal force, the cams 34 come lean against the casters ~ 42. The cams 34 seek to rotate in the radial plane around the axis 36. Since the cams 34 are pressed against the rollers 42 and that the cams 34 are fixed on the movable flange 12, a resulting axial force will be created and will have the effect of bringing the movable flange 12 closer to the fla ~ que fixe 10. This reconciliation is however controlled by the combined return force of the spring h ~ lico ~ dal 46 and the belt 20. ~ a return force g ~ generated by the belt 20 comes from the winding tension which acts on the frustoconical sides 14 and 16 seeking to move away from each other. If the speed of rotation decreases, the restoring force becomes greater than the effect of centrifugal force on the cams 34, which moves the movable flange 12 away from the fixed flange 10 and by the does the same, forces the end 37 of the cams 34 to move towards hub 22 until equilibrium is reached following ~ d ~ compression of spring 46 and loosening of the belt 20. It is possible to substitute the h ~ licoldal spring 46 by torsion springs, mounted around the axis of rotation 36, seeking to move the end 37 of the pivoting cams 34 towards the hub 22.
This restoring force combines with the restoring force gen ~ rée by 1 ~ belt.
The pulley according to the second ~ me embodiment of the invention illustrated in Figure 2 uses the same principle of swivel cams and rollers, except that 2n7 '' ~ 2 la in this case, the rollers 42 are placed at the end pivoting cams 34 and the flas ~ ue mobile 12 has no rear part 48. This rear part 48 is replaced by a cover 52, called r ~ action, which is fixed ~ to the hub 22 ~ the extrem ~ mit ~ opposite the location of the fixed flange 10.
The 5Z reaction hood is oriented towards the two flanges 10 and 12.
This pulley poss ~ of pr ~ preferably three cams 34 at the end of which rollers 42 are fixed maniare ~ that they can turn on themselves.
The rollers 42 have teeth 40 which come lean on the bearing surfaces 54 formed by the inner surface of the reaction cover 52. The parts bearing surfaces 54 in contact with the rollers tooth ~ es ~ 2 have teeth 56 identical to teeth 40 so that teeth 40 and teeth 56 can mesh with each other. Just like the mode of previous realization ~ tooth and as illustrated ~ Figure 3, the lateral flanks 41 of ~ rollers 42 are smooth of way ~ lean on the lat flanks ~ r ~ ux smooth 39 of bearing surfaces 54.
The pivoting cams 34 are fixed on the mobile flange 12 so ~ re ~ able to rotate freely in the radial plane. The movable flange 12 slides along dl ~ hub 22 and is provided with a hole 58 in its center against which a cylinder 60 is placed ~. A pad cylindrical 62 is placed between the cylinder 60 and the hub ~ u 22 in order to obtain a low coefficient of friction for the sliding of the fla ~ that mobile 12.
When the pulley rotates, the rotation of the mobi ~ e 12 flange is generated by the ~ iais of support ~ no shown ~ attached to the reaction cover 52 and guides attached to the movable flange 12 The supports and guides rotate the movable flange 12 while allowing it of cculiss ~ r along the hub 22 and are identical to appu ~ s 50 and gui ~ es 51 of Figure 1.
Once in rotation, the movable flange} 2 entered ~ ne. ~ ~ we turn the pLvotantes 340 Under the effect from the centrlfuge force, the cams come to bear, by 2 ~ 17 '~ 2''~

the intermediary of the toothed rollers 42, against the support surfaces tooth ~ es 54 of the reaction cover 52 and seek to rotate in the radial plane around the axis of rotation 36, which will create an axial force which will have for S effect of bringing the movable flange 12 closer to the fixed flange 10. This rapprochement is however controlled by force combination return ~ e of torsion springs 6 ~ mounted around of the axis of rotation 36 and of the belt 20. The ~ orce of reminder ~ n ~ r ~ e by the belt 20 comes from the tension winding which acts on the frustoconical fl ~ ncs 14 and 16 seeking to distance them from one another. The strength of torsion spring reminder pushes the cams 34 toward the hub 22 and therefore acts directly against force centrifugal. If the speed of rotation decreases, the force of recall becomes greater than the effect of force centri ~ uge on the cams 34, which ~ removes the flange movable 12 of the fixed flange lO and thereby force the cams 34 to move towards the hub 22 until equilibrium is reached following the rotation of decompression of the springs 68 and the relaxation of the belt 20. It is possible to replace the springs of torsion 68 by a h ~ licoidal spring similar to that of first embodiment.
In the ~ two embodiments, the casters 42 are pr ~ ferallably cylindrical, but it is possible to use rollers 42 of substantially shape oval in order to obtain a complex displacement of the flange mobile 12 depending on the speed of rotation. The casters 42 of oval sensihlement shape can also not not have a center of rotation in the same place as their centroid. Roller shapes 42 ~ much more complexes can ~ alement be considered. Of the same ~ re, the support surfaces 37 and ~ 4, depending on the mode of realization, little ~ ent have several radii of curvature.
In Figure 1, the cams 34 could have multiple radii of curvature. In Figure 2, the interior of the hood of action 52 could have multiple radii curvature.

2 n 7 ~

This pulley according to the two embodiments can also serve as a clutch. When the vehicle is stopped and when the engine is idling, a means of isolating the motor from the traction elements inactive. This can be done with the present pulley by making the distance between the fixed flange 10 and the movable flange 12 is such that the belt 20 does not touch either of the two tapered flanks 14 and 16. Since ~ a belt 20 is l ~ che in this position, the friction with the hub 22 is not sufficient to induce the belt 20 into rotation.

Claims

1. A variable speed transmission pulley, including:
- a hub having two ends and an axis central, - two coaxial flanges provided with blanks frustoconical opposite one another to form between them a V-shaped groove in which is placed a V-belt, one of the flanges, says fixed flange, being rigidly fixed to one of the ends of the hub, the other flange, said mobile flange, being mounted on the hub via a slide so that it can slide freely along of the hub, - a set of at least two pivoting cams, having two ends, each cam pivoting around a axis of rotation located at one of its two ends and normal to the central axis of the hub, - means for applying a restoring force to move the movable flange away from the fixed flange, and - a set of castors of the same number as the pivoting cams distributed radially and symmetrically around the hub at the other of the two ends of it, said rollers being arranged so as to press so-called bearing surfaces, it being understood that is weary castors are mounted at the opposite end of the cams pivoting to the axis of rotation and the bearing surfaces are constituted by a cover called reaction cover fixed to the hub at the opposite end, i.e. 1 s castors are mounted relative to the hub and the bearing surfaces are constituted by pivoting cams fixed to said flange mobile, so that in either case the mobile flange is pushed towards the fixed flange against the action of the restoring force when the speed of the hub increases;

said pulley being characterized in that the rollers and the bearing surfaces are similarly toothed to be able to mesh with each other and so avoid slippage generating wear.

2. Improved pulley according to claim 1, characterized in that the number of cams is three.

3. Improved pulley according to claim 1, characterized in that the rollers are stationary by relation to the hub and that the means to apply a return force are constituted by a helical spring mounted around the hub.

4. Improved pulley according to claim 1, characterized in that the rollers are stationary by relation to the hub and that the means to apply a return force mount constituted by at least one spring torsion mounted around each of the axes of rotation of pivoting cams.

5. Improved pulley according to claim 1, characterized in that the rollers are free by relation to the hub and that the means to apply a return force consists of at least one spring torsion mounted around each of the axes of rotation of pivoting cams.

6. Pulley of a variable speed transmission including:
- a hub having two ends and an axis central, - two coaxial flanges provided with blanks frustoconical opposite one another to form between them a V-shaped groove in which is placed a V-belt, one of the flanges, says fixed flange, being rigidly fixed to one of the ends of the hub, the other flange, said mobile flange, being mounted on the hub via a slide so that it can slide freely along of the hub, - a coil spring mounted around the hub of so as to apply a restoring force to move the mobile flange of the fixed flange, - a set of at least two pivoting cams, having two ends, each cam pivoting around a axis of rotation located at one of its two ends and normal to the central axis of the hub, and - a set of castors fixed relative to the hub of the same number as the number of cams and on which the cams come to rest on so that the movable flange is pushed towards the flange sets against the action of the restoring force when the hub rotation speed increases;
said pulley being characterized in that the rollers and the cams are similarly toothed for mesh with each other and thus avoid a sliding wear generator.

7. Pulley of a variable speed transmission including:
- a hub having two ends and an axis central, - two coaxial flanges provided with blanks frustoconical opposite one another to form between them a V-shaped groove in which is placed a V-belt, one of the flanges, says fixed flange, being rigidly fixed to one of the ends of the hub, the other flange, said mobile flange, being mounted on the hub via a slide so that it can slide freely along of the hub, - a cover called the reaction cover, fixed to the other from both ends of the hub and having a wall interior, - a set of at least two sets of springs each comprising at least one torsion spring mounted around each axis of rotation of the cams so apply a restoring force to move the flange away mobile of the fixed flange, the number of sets of springs being the same as the number of cams, - a set of at least two pivoting cams, having two ends, each cam pivoting around a axis of rotation located at one of its two ends and normal to the central axis of the hub, said cams being placed between the reaction cover and the movable flange, and - a set of rollers, said rollers being each mounted at the end of the pivoting cams opposite the axis of rotation and coming to rest on bearing surfaces formed by the inner wall of the reaction cover so that the movable flange found pushed towards the fixed flange against the action of the restoring force when the speed of the hub increases;
said pulley being characterized in that the rollers and the portions of the inner wall where come lean the casters are toothed in a similar way to be able to mesh with each other and so avoid slippage generating wear.

8. Improved pulley according to claim 6 or 7, characterized in that the rollers are shaped cylindrical.

9. Improved pulley according to claim 6 or 7, characterized in that the rollers are shaped substantially oval.

10. Improved pulley according to claim 6 or 7, characterized in that the form rollers are substantially oval do not have a center of rotation in the same place as their centroid.

11. Improved pulley according to claim 6, characterized in that the cams have several radii of curvature.

12. Improved pulley according to claim 7, characterized in that the inner wall of the hood reaction to multiple radii of curvature.

13. Improved pulley according to claim 6, 7, 11 or 12, characterized in that the number of cams is three.

14. Improved pulley according to claim 1, 6 or 7, characterized in that at the lowest engine speed, the movable flange is sufficiently far from the fixed flange so that the belt is not driven by the pulley.

15. Improved pulley according to claim 1 or 7, characterized in that the rollers and the surfaces support have smooth lateral sides by which radial loads can be transmitted without affecting the teeth of the casters and bearing surfaces, the teeth casters and bearing surfaces that do not undergo than tangential loads.