Appareil de transmission de mouvement à vitesse variable. La présente invention est relative à un appareil de transmission de mouvement à vi tesse variable, du genre de ceux connus sous le nom de variateur de vitesse et qui per mettent d'entraîner, à partir d'un arbre mo teur tournant à une vitesse constante, un arbre mené à une vitesse quelconque com prise entre deux valeurs données, les chan gements de vitesse de l'arbre mené étant pro duits d'une façon continue.
Les variateurs de vitesse connus compor tent, d'une manière générale, deux poulies à gorge montées respectivement sur l'arbre mo teur et l'arbre mené, et reliées par une chaîne ou une couronne lisse. Les poulies à gorge utilisées sont constituées par deux flasques dont la face intérieure est conique, ces flas ques étant montés de façon à pouvoir se dé placer transversalement l'un par rapport à l'autre sur l'arbre qui les porte. Lorsque les arbres moteur et mené sont reliés par une chaîne, les faces internes des flasques sont dentées de façon qu'à une dent sur l'un des flasques corresponde un creux sur l'autre flasque, la chaîne étant construite de façon à comporter des organes venant en prise avec les dents des flasques.
Le variateur de vitesse à couronne lisse présente l'inconvénient de nécessiter un très grand effort axial sur les cônes pour empê cher les glissements. Le variateur à chaîne, s'il supprime cet inconvénient, présente celui d'être d'un prix de revient élevé et de néces siter l'emploi de cha\. nes spéciales difficiles à réaliser.
L'invention a pour objet un appareil de transmission de mouvement à vitesse variable qui assure une liaison mécanique positive entre un arbre moteur et un arbre mené, les variations de vitesse de ce dernier étant ob tenues d'une manière continue sans glisse ments possibles. Ledit appareil permet éga lement d'obtenir, automatiquement, une va riation de vitesse de l'arbre mené en fonction du couple résistant que cet arbre a à vaincre.
L'appareil suivant l'invention, qui com porte. sur l'un au moins des arbres moteur et mené, une poulie constituée par deux flas ques coniques à écartement variable, est essen tiellement caractérisé en ce (tue chaque poulie supporte une couronne dentée extérieurement, les deux couronnes engrenant entre elles.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. l est. une vue schématique, en coupe. d'une première forme d'exécution de l'appareil de transmission; La fig. ? est une vue en coupe suivant II-I1 de la fi--. 1 La fi-. 3 est une vue schématique d'un appareil de transmission automatique; La fig. -1 est une vue en coupe suivant IV-IV de la fig. 3;
La fi--. 5 est une vue schématique d'un appareil de transmission à chaîne; La fi--. 6 est une vite partielle, en coupe, de l'une des couronnes dentées de l'appareil; La fi* 7 est une vue en coupe suivant VII-VII de la fi-.<B>6</B> Les fig. 8. 9 et 1(i sont des vues de détail des éléments utilisés pour l'entra.inement des couronnes par les cônes et inversement.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 et ?. I désigne l'arbre moteur d'une transmission et ? l'arbre mené de cette transmission.
L'arbre 1 est muni de deux cônes 3 et 4. Ceux-ci sont. rendus solidaires en rotation de l'arbre 1 tout en pouvant se déplacer sur ce dernier, 'littéralement l'un par rapport à l'au tre au moyen de cannelures 5 et 6 et de cla vettes 7.
L'arbre ? est également muni de deux cônes 8 et. 9 montés de la même façon que les cônes 3 et 4.
Les déplacements latéraux des cônes 3 et 4 et ceux des cônes 8 et 9 ..ont. provoqués par une commande unique (non- représentée) d'un type connu de façon qu'à un rapprochement des deux cônes d'un même arbre corresponde un éloignement équivalent des deux cônes de l'autre arbre. Entre les faces inclinées des deux cônes 3 et 4 est montée une couronne 10 dentée uxtérieurenient qui engrène avec une autre couronne<B>Il</B> dentée extérieurement, montée entre les faces inclinées des cônes 8 et 9.
:,fin que l'engrènement: des couronnes 10 et 11 s'effectue constamment de façon parfaite, les couronnes dentées 10 et 11 sont munies, chacune, de deux bagues lisses 12 et 13 qui forment chemin de roulement. Le diamètre extérieur des bagues 12 et 13 est égal respec tivement au diamètre primitif des couronnes dentées 10 et 11.
Avec l'appareil décrit ci-dessus, on com prend qu'en faisant varier l'écartement des cônes 3 et 4 et simultanément, en sens inverse, celui des cCnes 8 et 9, on provoque, la vi tesse de rotation de l'arbre moteur 1 étant supposée constante, une variation de la vi tesse de l'arbre mené 2 (lui peut, ainsi, être proportionnée au couple résistant à vaincre.
Afin de diminuer la pression axiale à exercer sur les cî)nes pour obtenir un entraî nement régulier et. sans glissement de la cou ronne dentée 10 par les cônes 3 et 4 et des cônes 8 el 9 par la, couronne dentée 11, l'ap pareil décrit est. complété, de préférence, par un dispositif d'entraînement agissant entre les cônes et les couronnes.
Le dispositif d'entraînement est consti tué par des rainures formées dans la face des divers cônes en contact avec les couronnes 1() et 11. Les rainures (obtenues par frai sage ou anitrenient) sont uniformément ré parties de façon à se correspondre d'un cône à l'autre. En d'autres termes, les rainures 14 du cône 3 correspondent. aux rainures 15 du cône 4 et les rainures 16 du cône 8 aux rainures 17 du cône 9.
Avec les rainures précitées coopère une garniture logée à l'intérieur de chaque cou ronne 11) et.<B>Il.</B> La garniture est constituée par un nombre approprié de lames de res sort<B>18</B> (fig. 8) et de cales d'écartement 19 (fil. 9). Les ressorts 18 sont d'épaisseur constante et plus longs que les cales 19 de façon à faire saillie de part et d'autre de ces dernières. En outre, chaque cale 19 va en s'amincissant vers le centre de la cou ronne.
Les ressorts 18 et les cales 19 sont en tassés et maintenus cambrés (fig. 10) à l'in térieur des couronnes dentées telles que 20 (fig. 6 et 7) de façon que les extrémités des ressorts faisant saillie par rapport aux cales puissent s'engager dans les rainures des cônes. Le nombre de ressorts s'engageant dans la même rainure des cônes est variable sui vant le pas. Il en résulte que les variations du pas n'ont aucune influence. En outre, les lames qui transmettent la force travaillant sur champ et étant maintenues par les lames voisines peuvent exercer un très grand effort.
Il est à remarquer qu'au passage de la ligne de contact théorique entre les cou ronnes et les cônes, tous les ressorts 18 situés dans cette zone de contact s'appliquent les uns sur les autres en formant un bloc tom- pact, comme représenté sur la partie gauche de la fig. 10. Après le passage de cette ligne, les ressorts 18 se dégagent de façon pro gressive et sans frottement jusqu'à ce que les extrémités desdits ressorts 18 qui dépassent les cales 19 deviennent sensiblement paral lèles les unes aux autres, comme représenté sur la partie droite de la fig. 10.
L'appareil de transmission décrit ci- dessus est particulièrement applicable dans le cas où les variations de vitesse étant peu fréquentes, il est possible sans trop d'incon vénients de commander manuellement les dé placements latéraux des cônes montés sur les arbres moteur et mené.
On a représenté aux fig. 3 et 4 un appa reil qui permet d'obtenir automatiquement une variation de la vitesse de l'arbre mené en fonction du couple résistant à vaincre. Sur ces figures, 21 désigne l'arbre moteur sur lequel sont montés, comme indiqué précédem ment, deux cônes 22 et 23 soumis, chacun, à l'action d'un ressort 24. Les ressorts 24 tra vaillent de manière à provoquer, constam ment, le rapprochement des cônes 22 et 23. Sur les cônes 22 et 23 est montée une cou ronne 25 dentée, extérieurement, en prise avec un pignon fou 26 dont l'axe 27 est porté par deux leviers 28 pivotant autour de l'arbre mené 29. Sur celui-ci est calé un pignon 30 en prise avec le pignon 26.
L'en grènement de la couronne 25 et du pignon 26 est réglé par les quatre bagues lisses 31 et 32.
Suivant l'écartement des cônes 22 et 23. le rayon d'attaque de la couronne 25 varie, de sorte que la vitesse de rotation transmise par le pignon 26 au pignon 30 et, par suite, à l'arbre mené 29 varie. Suivant le couple ré sistant de l'arbre 29 à vaincre, la pression exercée par le pignon 26 sur la couronne 25 varie. Il en résulte que l'écartement des cônes 22 et 23 est variable, ce qui influe sur le rayon d'attaque de la couronne 25. La puissance absorbée par l'appareil est constatée dans les limites de la différence des rayons du cône.
Il est à remarquer qu'il est possible, indé pendamment de toute variation automatique de la vitesse de rotation de l'arbre mené, de réduire cette vitesse en agissant sur les le viers 28 de façon à rapprocher l'axe 27 de l'arbre moteur 21.
L'appareil de transmission automatique est particulièrement destiné aux véhicules à moteur, automobiles, motocyclettes ou autres dans lesquels il permet de supprimer les boîtes de vitesses.
L'appareil de transmission suivant l'in- vention s'applique également aux transmis sions ordinaires par chaîne. Dans ce cas (fig. 5), la roue â chaîne 31 est calée sur l'ar bre mené 32, la roue à chaîne menante 33 étant constituée par une couronne dentée montée sur l'arbre moteur 34, au moyen de deux cônes mobiles, comme dans les autres formes d'exécution. La tension de la chaîne 35 est constante sans nécessiter l'emploi de ten deurs.
Il va de soi que, dans un même appareil, il est possible d'utiliser en parallèle ou en série plusieurs éléments du genre de ceux indiqués.
Variable speed motion transmission device. The present invention relates to an apparatus for transmitting movement at variable speed, of the type known under the name of variable speed drive and which makes it possible to drive, from a motor shaft rotating at a constant speed , a driven shaft at any speed between two given values, the changes in speed of the driven shaft being produced continuously.
Known speed variators generally comprise two grooved pulleys mounted respectively on the motor shaft and the driven shaft, and connected by a chain or a smooth crown. The grooved pulleys used consist of two flanges the inner face of which is conical, these flanges being mounted so as to be able to move transversely with respect to one another on the shaft which carries them. When the driving and driven shafts are connected by a chain, the internal faces of the flanges are toothed so that a tooth on one of the flanges corresponds to a hollow on the other flange, the chain being constructed so as to include organs engaging the teeth of the flanges.
The smooth crown speed variator has the drawback of requiring a very large axial force on the cones to prevent slipping. The chain variator, if it eliminates this drawback, has that of being of a high cost price and of necessitating the use of cha \. specials difficult to achieve.
The object of the invention is a device for transmitting movement at variable speed which provides a positive mechanical connection between a motor shaft and a driven shaft, the speed variations of the latter being obtained in a continuous manner without possible slipping. Said apparatus also makes it possible to obtain, automatically, a variation in speed of the driven shaft as a function of the resistive torque that this shaft has to overcome.
The apparatus according to the invention, which com door. on at least one of the motor and driven shafts, a pulley consisting of two conical flanges with variable spacing is essentially characterized in that (each pulley supports an externally toothed ring gear, the two rings meshing with each other.
The drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. there is. a schematic sectional view. a first embodiment of the transmission apparatus; Fig. ? is a sectional view along II-I1 of the fi--. 1 The fi-. 3 is a schematic view of an automatic transmission apparatus; Fig. -1 is a sectional view along IV-IV of FIG. 3;
The fi--. 5 is a schematic view of a chain transmission apparatus; The fi--. 6 is a quick partial, in section, of one of the toothed crowns of the device; Fig * 7 is a sectional view along VII-VII of Fig. <B> 6 </B> Figs. 8. 9 and 1 (i are detail views of the elements used for the entrainment of the crowns by the cones and vice versa.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and?. I designates the motor shaft of a transmission and? the driven shaft of this transmission.
Shaft 1 has two cones 3 and 4. These are. made integral in rotation with the shaft 1 while being able to move on the latter, literally one in relation to the other by means of splines 5 and 6 and keys 7.
The tree ? is also provided with two cones 8 and. 9 mounted in the same way as cones 3 and 4.
The lateral displacements of cones 3 and 4 and those of cones 8 and 9 ..ont. caused by a single command (not shown) of a known type so that an approximation of the two cones of the same shaft corresponds to an equivalent separation of the two cones of the other shaft. Between the inclined faces of the two cones 3 and 4 is mounted an exterior toothed ring 10 which meshes with another ring <B> II </B> externally toothed, mounted between the inclined faces of the cones 8 and 9.
:, end that the meshing: of the crowns 10 and 11 is carried out constantly perfectly, the toothed rings 10 and 11 are each provided with two smooth rings 12 and 13 which form the raceway. The outer diameter of the rings 12 and 13 is respectively equal to the pitch diameter of the toothed rings 10 and 11.
With the apparatus described above, it is understood that by varying the spacing of the cones 3 and 4 and simultaneously, in the opposite direction, that of the cones 8 and 9, the speed of rotation of the motor shaft 1 being assumed to be constant, a variation in the speed of the driven shaft 2 (it can thus be proportioned to the resisting torque to be overcome.
In order to reduce the axial pressure to be exerted on the cî) nes to obtain a regular drive and. without sliding the toothed crown 10 by the cones 3 and 4 and the cones 8 and 9 by the, ring gear 11, the apparatus described is. preferably supplemented by a drive device acting between the cones and the crowns.
The drive device is constituted by grooves formed in the face of the various cones in contact with the rings 1 () and 11. The grooves (obtained by milling or anitrenient) are uniformly re-parts so as to correspond to each other. one cone to another. In other words, the grooves 14 of the cone 3 correspond. to the grooves 15 of the cone 4 and the grooves 16 of the cone 8 to the grooves 17 of the cone 9.
With the aforementioned grooves cooperates a gasket housed inside each ring 11) and. <B> II. </B> The gasket is formed by an appropriate number of res out blades <B> 18 </B> (fig. 8) and spacers 19 (thread 9). The springs 18 are of constant thickness and longer than the wedges 19 so as to protrude on either side of the latter. In addition, each wedge 19 tapers towards the center of the crown.
The springs 18 and the wedges 19 are packed and kept arched (fig. 10) inside the toothed rings such as 20 (fig. 6 and 7) so that the ends of the springs projecting from the wedges can engage in the grooves of the cones. The number of springs engaging in the same groove of the cones is variable according to the pitch. It follows that the variations of the pitch have no influence. In addition, the blades which transmit the force working in the field and being held by the neighboring blades can exert a very great force.
It should be noted that at the passage of the theoretical contact line between the crowns and the cones, all the springs 18 located in this contact zone are applied to each other forming a falling block, as shown. on the left part of fig. 10. After the passage of this line, the springs 18 are released progressively and without friction until the ends of said springs 18 which protrude from the wedges 19 become substantially parallel to each other, as shown in the part. right of fig. 10.
The transmission apparatus described above is particularly applicable in the case where the speed variations being infrequent, it is possible without too much inconvenience to manually control the lateral displacements of the cones mounted on the drive shafts and driven.
There is shown in FIGS. 3 and 4 a device which automatically obtains a variation in the speed of the driven shaft as a function of the resistive torque to be overcome. In these figures, 21 denotes the motor shaft on which are mounted, as indicated above, two cones 22 and 23 each subjected to the action of a spring 24. The springs 24 work so as to cause, constam ment, the bringing together of the cones 22 and 23. On the cones 22 and 23 is mounted a toothed crown 25, externally, engaged with an idler gear 26 whose axis 27 is carried by two levers 28 pivoting around the shaft driven 29. On this is wedged a pinion 30 in mesh with the pinion 26.
The engagement of crown 25 and pinion 26 is regulated by the four smooth rings 31 and 32.
Depending on the spacing of the cones 22 and 23. the attack radius of the crown 25 varies, so that the speed of rotation transmitted by the pinion 26 to the pinion 30 and, consequently, to the driven shaft 29 varies. Depending on the resistant torque of the shaft 29 to be overcome, the pressure exerted by the pinion 26 on the crown 25 varies. It follows that the spacing of the cones 22 and 23 is variable, which influences the attack radius of the crown 25. The power absorbed by the device is observed within the limits of the difference in the radii of the cone.
It should be noted that it is possible, independently of any automatic variation in the speed of rotation of the driven shaft, to reduce this speed by acting on the viers 28 so as to bring the axis 27 closer to the shaft. engine 21.
The automatic transmission device is particularly intended for motor vehicles, automobiles, motorcycles or others in which it makes it possible to eliminate gearboxes.
The transmission apparatus according to the invention also applies to ordinary chain transmissions. In this case (fig. 5), the chain wheel 31 is wedged on the driven shaft 32, the driving chain wheel 33 being constituted by a toothed ring mounted on the motor shaft 34, by means of two movable cones. , as in the other embodiments. The tension of the chain 35 is constant without requiring the use of tenants.
It goes without saying that, in the same device, it is possible to use in parallel or in series several elements of the type of those indicated.