Dispositif de transmission d'un mouvement de rotation d'un premier mobile à un deuxième mobile La présente invention concerne un dispositif de trans mission d'un mouvement de rotation d'un premier mobile à un deuxième mobile, comprenant des moyens pour varier la vitesse de rotation de l'un des mobiles par rap port à l'autre.
On connaît déjà des dispositifs ne comprenant aucun engrenage. Ces dispositifs, appelés variateurs, utilisent un ensemble de cônes et de courroies de manière à obtenir des rayons giratoires variables. Les variateurs à cônes et à billes présentent des avantages de compacité, mais leurs possibilités d'utilisation sont limitées et leur réalisation coûteuse.
Le dispositif de transmission selon l'invention se caractérise par le fait que les moyens pour faire varier la vitesse de rotation de l'un des mobiles par rapport à l'autre comprenant une surface sphérique concave soli daire en rotation de l'un des mobiles à l'intérieur de laquelle est disposée une sphère solidaire en rotation de l'autre mobile et excentrée par rapport à la surface spé- rique concave, les axes de rotation des mobiles passant respectivement par le centre des sphères et un ensemble de billes de diamètres variables,
disposé entre les deux surfaces sphériques de manière à être en contact avec ces deux surfaces sphériques pour les rendre solidaires par frottement, la variation relative des vitesses du mobile s'opérant en faisant varier l'orientation des axes de rotation du mobile l'un par rapport à l'autre ou par rapport à l'orientation de la droite joignant les centres des deux sphères.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 représente une vue en coupe du dispositif. La fig. 2 représente une vue en coupe perpendiculaire à la première, du même dispositif.
La fig. 3 montre un diagramme vectoriel des mouve ments des différents éléments du dispositif. La fig. 4 montre le calcul graphique déterminant les conditions d'entraînement des surfaces sphériques du dispositif.
Le dispositif représenté aux fig. 1 et 2 comprend essentiellement une pièce creuse 1 présentant une surface sphérique concave lisse, une sphère 4 excentrée par rap port à la surface sphérique 1 et un jeu de billes 2 de diamètre différent tel que les billes remplissent l'espace existant entre les deux surfaces sphériques des pièces 1 et 4 en restant en contact avec ces deux surfaces. Les pièces 1 et 4 seront de préférence métalliques, mais d'autres matières pourront également être utilisées.
La pièce 1 est fixée par des vis 18 et 19 à une roue 3 à denture conique engrenant avec une deuxième roue à denture conique 5, les axes de rotation des roues 3 et 5 étant perpendiculaires l'un à l'autre et passant tous deux par le centre de la surface sphérique concave 1.
L'arbre 3a de la roue dentée 3 tourne par l'inter médiaire de roulements à billes 8 et 9 dans un support 7 présentant une partie tubulaire 7a tournant dans la partie tubulaire 10 du bâti 6 en vue de varier le rapport de vitesse de rotation des pièces 1 et 4. La roue conique 5 est prolongée par un arbre 5a qui tourne par l'intermé- diaire de roulements à billes 11 et 12 dans la partie tubu laire 7a du support 7. L'arbre 5a est accouplé à un arbre 13 au moyen d'une clavette 14. L'arbre 13 peut être constitué par exemple par l'arbre d'un moteur de véhi cule automobile.
Quant à la sphère 4 elle présente un tigeron radial 16 solidaire d'un arbre 15 par le moyen d'une clavette 17. Dans l'application à un véhicule automobile, l'arbre 15 pourrait être couplé au différentiel.
Lorsque la pièce 1 est entraînée en rotation par l'arbre 13 par l'intermédiaire des roues 5 et 3 elle entraîne à son tour en rotation la sphère 4, la dimension des billes et l'excentricité des surfaces sphériques étant telle qu'un frottement est assuré entre les billes d'une part et cha cune des surfaces sphériques d'autre part.
La variation du rapport des vitesses de rotation des deux surfaces sphériques, c'est-à-dire des arbres 13 et 15, s'opère en faisant varier l'angle formé par les arbres 15 et 3a.
Dans le cas particulier où l'arbre 15 a une orientation fixe, on fait varier l'orientation de l'arbre 3a en agissant sur la roue 7.
Dans une variante, on pourrait supprimer l'arbre 13 et la, roue dentée 5 pour coupler l'arbre moteur directe ment à la roue 3, la variation du rapport des vitesses entre l'arbre 3a et l'arbre 15 pouvant s'effectuer en dépla çant la pièce 1 selon un mouvement de translation. Cette solution nécessite évidemment l'utilisation d'accouple ments coulissants. Elle peut toutefois également trouver des applications intéressantes.
La condition essentielle qui doit être remplie pour que le dispositif fonctionne, est que les billes 2 ne glis sent pas sur l'une ou l'autre des surfaces sphériques avec lesquelles elles sont en contact, mais que les pres sions s'exerçant sur ces points de contact soient dirigées de telle manière que ces points de contact soient toujours contenus dans le cône de frottement.
Il est en outre possible de démontrer que le rapport des vitesses de rotation des deux surfaces sphériques 1 et 4 ne dépend que des valeurs absolues du vecteur reliant le centre<B>01</B> de la surface sphérique 1 avec le point de contact des sphères 1 et 2 et de celui du vecteur reliant le centre 04 de la sphère 4 avec le point de contact des sphères 2 et 4. Cette condition est naturelle ment valable pour une bille quelconque si bien que toutes les billes remplissent les mêmes conditions.
On peut également démontrer que le rapport des vitesses du variateur est directement proportionnel au rapport des distances du point de croisement des axes de rotation des deux surfaces sphériques à leurs centres respectifs.
Cette démonstration est faite graphiquement au moyen des fig. 3 et 4.
Dans ces figures
EMI0002.0031
tact des sphères 2 et 4.
EMI0002.0032
= rayon vecteur reliant 04 avec le point de con- L'orientation et la grandeur du vecteur
EMI0002.0035
ont été choisies provisoirement arbitrairement.
L'entraînement devant s'effectuer sans glissement de la bille 2 sur les sphères 1 et 4, les vecteurs doivent satisfaire aux équations suivantes
EMI0002.0038
L'équation 8 montre que
EMI0002.0039
= O ou parallèle à et
EMI0002.0040
EMI0002.0041
l'équation 9 montre que
EMI0002.0042
= O ou
EMI0002.0043
parallèle à
EMI0002.0044
A la fig. 4 on a représenté vectoriellement les équa tions 8 et 9 avec le vecteur
EMI0002.0047
parallèle à et parallèle
EMI0002.0048
EMI0002.0049
à
EMI0002.0050
En supposant la vitesse d'entrée du variateur
EMI0002.0051
connue, on a construit .
EMI0002.0052
et
EMI0002.0053
a été choisi arbitrairement.
L'équation 8 montre que
EMI0002.0054
est repré senté par le vecteur joignant l'extrémité de au centre 02.
EMI0002.0056
Les éléments de l'équation 9 sont ainsi définis par l'extrémité du vecteur
EMI0002.0059
-,t sur l'origine du vecteur
EMI0002.0061
On voit ainsi que le vecteur
EMI0002.0062
est parallèle au vecteur
EMI0002.0063
On constate en outre sur le graphique que le vec teur
EMI0002.0064
dépend de En conséquence, si la construc- tion du variateur ne fixe pas
EMI0002.0068
celui-ci prendra une valeur telle que contienne le moins de pivotement possible.
Le même
EMI0002.0070
raisonnement pourrait être fait en prenant
EMI0002.0072
comme vitesse d'entrée du variateur.
Il ressort de ce qui précède qu'une variation des vitesses relatives peut être également obtenue sans chan ger l'orientation relative des axes de rotation des mobiles. Pour modifier le rapport ri/r4, il suffit en effet de modi fier l'orientation du vecteur b joignant les centres<B>01</B> et 04. A cet effet, il suffit de déplacer l'un des axes parallèlement à lui-même. Un tel déplacement ne se laisse pas réaliser aussi aisément qu'une rotation, mais peut être imposé par des conditions particulières.