L'invention concerne un variateur de vitesse, et plus particulièrement un tel variateur destiné à être interposé entre un appareil moteur qui ne peut pas s'arrêter en fonctionnement normal, tel qu'un moteur à explosions par exemple, et un appareil récepteur présentant un couple résistant et une vitesse variables pouvant même s'annuler ou stinverser, par exemple un véhicule routier. The invention relates to a variable speed drive, and more particularly such a variator intended to be interposed between a motor device which cannot stop in normal operation, such as an internal combustion engine for example, and a receiving device having a resistant torque and variable speed that can even cancel or reverse, for example a road vehicle.
L'objet de l'invention est donc de réaliser un variateur mécanique de vitesse qui présente un bon rendement et qui permet d'obtenir une vitesse de sortie variable de façon continue pouvant s'annuler ou s'inverser alors que la vitesse d'entrée ne s'annule pas0
Selon l'invention, le dispositif variateur de vitesse comprend un différentiel dont les deux arbres d'entrée reçoivent des vitesses provenant d'un même arbre moteur, un variateur de vitesse conventionnel étant interposé entre au moins l'un des deux arbres entrée du différentiel et l'arbre moteur, et dont arbre de sortie délivre une vitesse de sortie constituée par la différence des vitesses des deux arbres d'entrée0 On comprend qu'on obtient ainsi une vitesse de sortie qui varie de manière continue entre une vitesse maximum en marche avant et une vitesse. maximum en marche arrière en passant par une vitesse nulle, alors que la vitesse entrée ne s'annule pas, obtenue lorsque les deux arbres entrée du différentiel tournent à la même vitesse.The object of the invention is therefore to produce a mechanical speed variator which has good efficiency and which makes it possible to obtain a continuously variable output speed which can cancel or reverse while the input speed does not cancel0
According to the invention, the speed variator device comprises a differential, the two input shafts of which receive speeds coming from the same motor shaft, a conventional speed variator being interposed between at least one of the two input shafts of the differential and the drive shaft, and of which the output shaft delivers an output speed constituted by the difference of the speeds of the two input shafts. 0 It is understood that an output speed is thus obtained which varies continuously between a maximum running speed. forward and a speed. maximum in reverse passing through a zero speed, while the entered speed does not cancel, obtained when the two input shafts of the differential rotate at the same speed.
On comprend que, selon l'utilisation envisagée, on peut soit utiliser un seul variateur conventionnel dispos entre l'appareil moteur et l'une des deux entrées du différentiel alors que l'appareil moteur est relié directement à l'autre entrée du différentiel, soit utiliser deux variateurs conventionnels qui sont disposés entre l'appareil moteur et chacune des deux entrées du différentiel0
Le différentiel utilisé peut soit effectuer directement la différence des vitesses qui lui sont appliquées, soit effectuer la différence entre des vitesses proportionnelles à celles qui lui sont appliquées0
Pour bien faire comprendre le dispositif selon invention on en décrira ci-après, à titre exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel
la figure 1 est un schéma synoptique du dispositif variateur de vitesse selon l'invention ; et
la figure 2 est une vxle en coupe, très schématique, d'une réalisation du dispositif variateur de vitesse0
Sur la figure 1, on a schématisé en 1 l'appareil moteur, par exemple un moteur de véhicule, et en 2 l'arbre de sortie du moteur 1 qui attaque directement une entrée 3 d'un différentiel 4o L'arbre moteur 2 attaque également, par un jeu d'engrenages 5, 5' qu'on supposera pour simplifier de rapport égal à 1, l'entrée d'un variateur de vitesse conventionnel 6 dont la sortie est appliquée à la seconde entrée 7 du différentiel 4o Le mouvement destiné à lsutili- sation est récupéré sur l'arbre de sortie 8 du différentiel 40
Si l'on suppose dtabord que la vitesse à la sortie du variateur 6 est la même que celle à l'entrée de ce variateur (c'est-à-dire est la même que la vitesse de l'arbre moteur 2), les vitesses appliquées aux deux entrés du différentiel 4 sont alors égales, il en résulte que la vitesse de sortie du différentiel, constituée par la différence entre les deux vitesses d'entrée, est nulle0
Si par contre la vitesse de sortie du variateur 6 est plus petite ou plus grande que la vitesse d'entrée de ce variateur (c'est-à-dire que la vitesse de l'arbre moteur 2), les vitesses des entrées 3 et 7 du différentiel 4 sont alors différentes0 L'arbre de sortie 8 du différentiel tournera alors dans un sens dépendant du signe de la différence des vitesses d'entrée et avec une vitesse dépendant de la valeur de cette différence0
Le dispositif ainsi réalisé possède donc un rapport de variation de vitesse infini puisque la vitesse de sortie peut passer par zéro sans nécessité dgun débrayage ni d'un arrêt du moteur0
On décrira maintenant l'exemple de réalisation schématisé à la figure 2o Sur cette figure on voit en 9 l'arbre primaire entratné par le moteur (non représenté)0 Cet arbre 9 entraîne en rotation le plateau semi-torique 10 d'un variateur de vitesse conventionnel 11 comprenant des galets 12, 12' qui roulent dans le tore du plateau 10 lorsque celui-ci tourne, Les galets 12, 12' transmettent le mouvement de rotation du plateau 10 à un deuxiàme plateau semi-torique 13 du variateur Ilo L'adhérence des plateaux 10, 13 et des galets 12, 12' est obtenue au moyen d'un système de mise en pression schématisé par des ressorts 14, 14i disposés entre le plateau 10 (monté coulissant sur l'arbre 9) et un support fixe 15, et l'entrainement en rotation du plateau 10 par l'arbre 9 est assuré par des cannelures (non représentées au dessin).It will be understood that, depending on the use envisaged, it is possible either to use a single conventional variator arranged between the motor device and one of the two inputs of the differential while the motor device is connected directly to the other input of the differential, either use two conventional variators which are arranged between the motor unit and each of the two differential inputs0
The differential used can either directly differentiate the speeds which are applied to it, or make the difference between speeds proportional to those which are applied to it0
To make the device according to the invention clearly understood, a preferred embodiment of it will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the appended schematic drawing in which
Figure 1 is a block diagram of the speed controller device according to the invention; and
Figure 2 is a very schematic sectional view of an embodiment of the speed controller device0
In FIG. 1, there is shown diagrammatically at 1 the driving device, for example a vehicle engine, and at 2 the output shaft of the engine 1 which directly attacks an input 3 of a differential 4o The engine shaft 2 attacks also, by a set of gears 5, 5 'which will be assumed for simplicity of a ratio equal to 1, the input of a conventional variable speed drive 6 whose output is applied to the second input 7 of the differential 4o The movement intended for use is recovered on the output shaft 8 of the differential 40
If it is first assumed that the speed at the output of the drive 6 is the same as that at the input of this drive (i.e. is the same as the speed of the motor shaft 2), the speeds applied to the two inputs of the differential 4 are then equal, it follows that the output speed of the differential, constituted by the difference between the two input speeds, is zero
If, on the other hand, the output speed of the variator 6 is smaller or greater than the input speed of this variator (i.e. the speed of the motor shaft 2), the speeds of the inputs 3 and 7 of the differential 4 are then different 0 The output shaft 8 of the differential will then rotate in a direction depending on the sign of the difference in input speeds and with a speed dependent on the value of this difference 0
The device thus produced therefore has an infinite speed variation ratio since the output speed can go through zero without the need for declutching or stopping the engine.
We will now describe the embodiment shown schematically in Figure 2o In this figure we see in 9 the primary shaft driven by the motor (not shown) 0 This shaft 9 rotates the semi-toroidal plate 10 of a variator conventional speed 11 comprising rollers 12, 12 'which roll in the torus of the plate 10 when it rotates, The rollers 12, 12' transmit the rotational movement of the plate 10 to a second semi-toric plate 13 of the variator Ilo L 'adhesion of the plates 10, 13 and the rollers 12, 12' is obtained by means of a pressurization system shown diagrammatically by springs 14, 14i arranged between the plate 10 (mounted sliding on the shaft 9) and a support fixed 15, and the rotational drive of the plate 10 by the shaft 9 is provided by grooves (not shown in the drawing).
En 16 on a représenté un différentiel dont un planétaire 17 est solidaire en rotation de l'arbre primaire 9
L'autre planétaire 18 du différentiel 16 est solidaire du plateau 13 du variateur 110 Les satellites 19, 192 du différentiel, qui coopèrent de façon connue avec les planétaires 17, 18, assurent l'entrainement en rotation de l'arbre de sortie 20 du différentiel0
Les satellites 19, 19' du différentiel sont entraînés par les planétaires 17 et 18 (liés respectivement à l'arbre 9 et au plateau 13)o Comme ces deux planétaires tournent en sens inverse l'un de l'autre, si leurs vitesses sont les mêmes les satellites 19, 19t tourneront sur eux-mêmes au même endroit (cgest-à-dire sans tourner autour de arbre 9) et l'arbre de sortie 20 ne sera pas entraîné en rotation,
Si par contre on fait fonctionner le variateur de vitesse 11, les galets 12, 12' pivotent alors symétrtr1uelnent pour faire varier la vitesse du planétaire 18 par rapport à celle du planétaire 17o Les satellites 19, 199 sont alors obligés de tourner autour de l'arbre 9 et entraînent l'arbre de sortie 20o La vitesse de rotation de cet arbre de sortie dépendra du degré de pivotement sur eux mimes des galets 12, 12' du variateur 11. In 16 there is shown a differential of which a sun gear 17 is integral in rotation with the primary shaft 9
The other sun gear 18 of the differential 16 is integral with the plate 13 of the variator 110 The satellites 19, 192 of the differential, which cooperate in known manner with the sun shafts 17, 18, ensure the rotation drive of the output shaft 20 of the differential0
The satellites 19, 19 'of the differential are driven by the planets 17 and 18 (linked respectively to the shaft 9 and to the plate 13) o As these two planets rotate in opposite directions from each other, if their speeds are the same satellites 19, 19t will rotate on themselves in the same place (ie without rotating around shaft 9) and the output shaft 20 will not be driven in rotation,
If on the other hand the variable speed drive 11 is operated, the rollers 12, 12 ′ then pivot symmetrically to vary the speed of the sun gear 18 relative to that of the sun gear 17o The satellites 19, 199 are then forced to rotate around the shaft 9 and drive the output shaft 20o The speed of rotation of this output shaft will depend on the degree of pivoting on them mimes of the rollers 12, 12 'of the variator 11.
On comprendra que la description ci-dessus n'a été donnée qu'à titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de lvinven- tion. En particulier, dans le dispositif décrit, un variateur de vitesse n'a été interposé qu'entre le planétaire 18 du différentiel et l'arbre primaire 9 mais on pourrait prévoir de disposer, sans sortir du cadre de l'invention, un second variateur de vitesse entre l'autre planétaire 17 du différentiel et l'arbre primaire 9o On comprendra également que le différentiel utilisé peut être de tout type connu (épicycloldal, à engrenages coniques, etc 0OO ) et qu'il peut effectuer soit directement la différence des vitesses qui lui sont appliquées, soit la différence entre des vitesses proportionnelles à celles qui lui sont appliquées0 It will be understood that the above description has been given only by way of example, without limitation, and that additions or constructive modifications could be made thereto without departing from the scope of the invention. In particular, in the device described, a speed variator has only been interposed between the sun gear 18 of the differential and the primary shaft 9, but one could plan to have, without departing from the scope of the invention, a second variator speed between the other planetary gear 17 of the differential and the primary shaft 9o It will also be understood that the differential used can be of any known type (epicyclic, bevel gear, etc. 0OO) and that it can directly effect the difference speeds applied to it, the difference between speeds proportional to those applied to it0