Brevet FR2077860A1 — publié le 19711105

La présente invention, due à la collaboration de Messieurs Bernard FALAY et Armand FROUMAJOU, se rapporte aux variateurs de vitesse destinés notamment à être utilisés dans des lignes de transmission de véhicules automobiles. On connaît de tels variateurs de vitesse à éléments de friction, dans lesquels une première série d'éléments constitués par des disques mâles, solidaires en rotation d'un arbre menant sont coincés ou pressés entre les éléments d'une deuxième série, constitués par des anneaux femelles solidaires en rotation d'un tambour lui-même relié à un arbre mené. Des moyens sont prévus pour faire varier l'excentricité entre les axes parallèles des deux séries d'éléments, disques et anneaux, cette variation de l'excentricité se traduisant par une modification correspondante du rapport des vitesses angulaires entre l'arbre mené et l'arbre menant. Un tel variateur de vitesse est décrit en particulier dans le brevet français n° 1 499 403. Comme on peut le voir dans ce brevet, l'arbre menant portant les disques mâles tourillonne dans une balancelle elle-même montée oscillante autour d'un arbre qui constitue l'arbre d'entrée du variateur et qui entraîne cet arbre menant par l'intermédiaire d'un couple de pignons, solidaires respectivement de cet arbre d'entrée et de l'arbre menant. L'oscillation de ladite balancelle autour de l'arbre d'entrée provoque la variation d'excentricité des axes précités des arbres menant et mené et la variation de vitesse désirée. Dans ce dispositif connu, les disques mâles sont montés coulissants sur des cannelures, à une extrémité de l'arbre menant, tandis que les anneaux femelles sont montés coulissants à l'extrémité adjacente du tambour de sorte que la partie de l'arbre menant supportant les disques se trouve en porte à faux, à l'intérieur du tambour supportant les anneaux, ce tambour étant lui-même en porte à faux en bout de l'arbre dont il est solidaire. Etant donné les efforts importants qui apparaissent à la surface de contact entre les disques et les anneaux, ce porte à faux est nuisitie en particulier pour l'arbre menant qui tourillonne dans la balancelle. Suivant un autre mode de réalisation connu, qui est équivalent sur le plan des résultats obtenus, c'est l'arbre portant le tambour qui tourillonne dans une balancelle oscillant autour de l'arbre de sortie du variateur et qui entraîne en rotation cet arbre de sortie par l'intermédiaire d'un couple de pignons. Bien entendu, les inconvénients que l'on vient d'indiquer pour le BADpRIGINAL 70 05916 2 . .... 2077860 dispositif décrit au brevet français n° 1 499 403 se retrouvent intégralement dans ce deuxième mode de réalisation. Le but de l'invention est donc de réaliser un variateur de vitesse-du type comportant deux séries d'éléments de friction, reliés respectivement à un arbre menant et à un arbre mené dans lequel la position relative des axes respectifs de ces deux séries d'éléments peut être modifiée de façon à faire varier le rapport entre les vitesses angulaires des arbres menant et mené, qui élimine le défaut grave mentionné ci-dessus qui réside dans la position en porte à faux de ces deux séries d'éléments par rapport aux arbres dont ils sont solidaires en rotation. Elle a dpnc pour objet un tel variateur de vitesse, du type comportant deux séries d'éléments de friction d'axes parallèles, et des moyens pour faire varier la distance entre ces axes de façon à modifier le rapport entre les vitesses angulaires respectives desdites séries d'éléments, caractérisé en ce qu'il comprend un carter fixe dans lequel est logé l'ensemble du variateur et qui comporte deux faces opposées, une balancelle montée oscillante dans le carter entre lesdites faces opposées autour d'un premier axe fixe, un premier support portant une première série d'éléments du variateur et monté à rotation entre lesdites faces opposées autour d'un deuxième axe fixe, un deuxième support portant une deuxième série d'éléments du variateur et monté à rotation dans la balancelle autour d'un troisième axe, lesdits moyens étant adaptés pour modifier la position angulaire de la balancelle par rapport au carter et modifier ainsi la position du troisième axe par rapport au deuxième. Suivant un mode de réalisation préféré, le premier support constitue l'arbre menant du variateur et porte une série de disques de friction, et le deuxième support est un tambour qui porte une série d'anneaux entre lesquels sont pressés les disques, cet arbre menant qui est monté à rotation entre les deux faces opposées du carter traversant, par conséquent, de part en part, la balancelle et le tambour, ledit tambour portant une denture qui engrène avec un pignon solidaire d'un arbre de sortie monté dans un palier concentrique à l'un des paliers d'articulation de la balancelle sur le carter. On réalise ainsi un variateur de vitesse dans lequel tout porte à faux est éliminé et qui, de plus, se présente sous une forme particulièrement ramassée et commode, étant donné que l'ensemble du variateur est logé BAD. ORIGINAL 70 05916 3 2077860 dans un carter unique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel : - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle d'un variateur de vitesse suivant l'invention ; - et les Fig. 2 à 5 sont respectivement des vues en coupe transversales suivant les lignes 2-2, 3-3, 4-4 et 5-5 de la Fig. 1. En se référant, tout d'abord à la Fig. 1, on peut voir un variateur de vitesse V suivant l'invention logé dans un carter 1 lui-même fixé au carter 2 d'un convertisseur de couple hydrocinétique (non représenté). Le carter 1 est réalisé en deux parties principales la, lb et est fermé par un chapeau d'extrémité 3. Les deux demi-carters la, lb portent respectivement deux bossages 4,5 faisant saillie vers l'intérieur du carter, qui délimitent deux paliers coaxiaux 6 et 7 recevant un arbre menant 8, d'axe X-X, lui-même entraîné à partir du convertisseur de couple. L'arbre 8 porte dans sa partie médiane des cannelures 9 sur lesquelles sont montés coulissants des disques mâles 10 qui constituent une première série d'éléments de friction du variateur de vitesse proprement dit. La deuxième série d'éléments de friction de ce variateur est constituée par des anneaux femelles 11, d'axe Y-Y, qui sont montés coulissant sur des cannelures 12 ménagées dans la surface interne d'un tambour 13. Ce tambour est solidaire de deux flasques latéraux 14, 15 prolongés par deux portées 16 et 17 tourillonnant respectivement dans des paliers 18, 19 portés par une balancelle 20. Le flasque 15 délimite une chambre 21 dans laquelle se trouve un plateau de pression 22 qui est destiné à appliquer les anneaux femelles 11 contre les disques 10, à l'encontre d'un ressort 23. La balancelle 20 qui constitue une partie essentielle du dispositif comprend une partie inférieure 24 délimitant un premier bloc d'extrémité 24a, un bac 24b, une partie médiane 24c et un deuxième bloc d'extrémité 24d. Les blocs d'extrémité 24a et 24d délimitent dans leur partie supérieure deux demi-paliers 25,26 et portent respectivement deux demi-paliers supérieurs 27, 28 fixés au moyen de vis. Les paliers ainsi formés reçoivent à rotation les portées 16, 17 du tambour 13. 70 05916 2077860 On remarquera en considérant les Fig. 2 et 5 que les portées 16, 17 solidaires du tambour 13. ont la forme d'un manchon qui entoure les bossages 4, 5 des deux demi-carters la, lb et que ces deux bossages ont chacun la forme d'un quartier de lune de façon à ménager un jeu Jl, 1-^ et permettre, 5 comme on le verra par la suite, le mouvement d'oscillation de la balancelle 20. Cette balancelle est montée oscillante par rapport au carter 1, par l'intermédiaire de deux portées 29, 30 formées dans les blocs d'extrémité 24a, 24d, portées qui tourillonnent respectivement dans des paliers 31,32 ménagés dans les parois d'extrémité opposées des demi-carters la, lb. L'axe 10 d'articulation de la balancelle par rapport au carter est désigné sur le dessin par la référence Z-Z. La portée 16 solidaire du tambour 13 porte entre ce tambour et le palier 18 un pignon 33a qui engrène avec un pignon 33b solidaire d'un arbre de sortie 34, tourillonne, d'une part, dans un palier 35 ménagé dans le bloc 15 24a et également d'axe Z-Z, et, d'autre part, dans un palier 36 porté par le carter 2 du convertisseur de couple. L'arbre de sortie 34 porte, de plus, un pignon 37 qui est destiné à coopérer avec un pignon 37a porté directement par l'arbre d'entrée 8, pour l'établissement d'une marche arrière par l'intermédiaire d'u.n pignon baladeur 37b ; cet arbre de sortie 34 porte, éga-20 lement, un pignon 38 qui est destiné à attaquer la couronne 39 d'un- différentiel D, incorporé au dispositif de transmission. On remarquera sur là Fig. 4 que les mouvements d'oscillation de la balancelle 20 sont obtenus, comme connu en soi, au moyen de deux vérins 40,41 dont les pistons 40a, 41a sont respectivement en contact par leur ex-25 trémité avec des surfaces de portée correspondante 40b, 41b de la balancelle 20. Quant à la mise sous pression de la chambre 21 du tambour 13, elle se fait à partir d'une canalisation 42 ménagée dans le carter, une gorge 43, des conduits 44,45,46, une gorge 47 et un conduit 48. 30 La lubrification entre les disques 10 et les anneaux 11 se fait à partir d'une arrivée d'huile 49, par une gorge 50 et des conduits 51,52,53, l'huile étant ensuite évacuée du tambour 13 par des orifices périphériques 54. Par ailleurs, une certaine quantité d'huile est maintenue dans le bac que forme la partie 24b de la balancelle 20, jusqu'au niveau d'un orifice 55 de 35 façon à assurer le graissage du couple de pignons 33a, 33b. 70 05916 5 2077860 Le fonctionnement classique de ce variateur de vitesse est le suivant : l'arbre d'entrée 8 est entraîné en rotation à partir du convertisseur de couple (non représenté) et entraîne les disques 10 qui sont pressés entre les anneaux 11. 5 La vitesse de rotation de ces anneaux 11 et du tambour 13 qui en est solidaire est fonction de l'excentricité entre les axes X-X de l'arbre d'entrée et Y-Y du tambour, excentricité qui est réglée en modifiant la position de la balancelle 20 autour de son axe Z-Z, au moyen des vérins 40,41 représentés à la Fig. 4. La sortie s'effectue par l'intermédiaire des pignons 33a, 33b et de l'arbre 34, le pignon 38 attaquant la couronne 39 du différentiel Et On remarquera que contrairement à ce qui se produit dans les dispositifs classiques, aucune partie de ce variateur ne se trouve en porte à faux : l'arbre d'entrée 8 est soutenu dans les deux paliers 6,7 prévus dans les faces en regard du carter, les bossages dans lesquels sont formés ces 15 paliers pouvant s'étendre jusqu'au voisinage immédiat des disques 10, ce qui supprime tout travail en flexion de l'arbre 8. On conçoit que cette disposition est particulièrement favorable à un fonctionnement fiable et durable du dispositif. Le tambour 13 est également porté par l'intermédiaire de ses flasques / 20 14, 15 dans deux paliers, ménagés dans la balancelle 20 et cette dernière est montée oscillante par rapport au carter, autour de deux paliers 31,32. On remarquera également que l'ensemble est particulièrement ramassé et bien équilibré ce qui est toujours très avantageux dans l'application à des groupes moto-propulseurs pour véhicules automobiles. bad o" "* '"al 70 05916 2077860 REVENDICATIONS 1 - Variateur de vitesse, du type comportant deux séries d'éléments de friction d'axes parallèles, et des moyens pour faire varier la distance entre ces axes de façon à modifier le rapport entre les vitesses angulaires 5 respectives desdites séries d'éléments, caractérisé en ce qu'il comprend un carter fixe (l) dans lequel est logé l'ensemble du variateur (V) et qui comporte deux faces opposées, une balancelle (20) montée oscillante dans le carter (l) entre lesdites faces opposées autour d'un premier axe fixe (Z-Z), un premier support (8) portant Une première série d'éléments (10) 10 du variateur et monté à rotation entre lesdites faces opposées autour d'un deuxième axe' fixe (X-X), un deuxième support (13) portant une deuxième série d'éléments (il) du variateur et monté à rotation dans la balancelle (20) autour d'un troisième axe (Y-Y), lesdits moyens étant adaptés pour modifier la position angulaire de la balancelle (20) par rapport au carter 15 (l) et modifier ainsi la position du troisième axe (Y-Y) par rapport au deuxième (X-X). 2 - Variateur de vitesse suivant la revendication I, caractérisé en ce que le premier support constitue l'arbre menant (8) du variateur (V) et porte une série de disques de friction (10) et le deuxième support est 20 un tambour (13) qui porte une série d'anneaux (il) entre lesquels sont pressés les disques (10), cet arbre menant (8) qui est monté à rotation entre les deux faces opposées du carter (l) traversant, par conséquent, de part en part, la balancelle (20) et le tambour (13), ledit tambour (13) portant une denture (33a) qui engrène avec un pignon (33b) solidaire d'un arbre 25 de sortie (34) monté dans un palier (35) concentrique à l'un (31) des paliers d'articulation de la balancelle sur le carter. 3 - Variateur de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le carter (l) porte sur lesdites faces opposées deux bossages (4,5) dirigés l'un vers l'autre et délimitant deux paliers co-30 axiaux dans lesquels est monté ledit premier support (8). 4 - Variateur de vitesse suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la balancelle (20) comporte deux blocs d'extrémité (24a, 24d) délimitant, d'une part, des portées (29,30) tourillonnant dans des paliers (31,32) ménagés dans les faces opposées du carter et, d'autre part, des 35 paliers (25,27 ; 26,28) recevant à rotation des portées (16, 17) solidaires bad original 70 05916 7 2077860 du deuxième support (13), ces derniers paliers (25,27 ,* 26,28) et les portées (16, 17) qui y tourillonnent entourant les bossages (4, 5) qui s'étendent à partir des faces opposées du carter. 5 - Variateur de vitesse suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la balancelle comporte trois parties essentielles, une partie inférieure (24), constituant lesdits blocs d'extrémité (24a, 24d) réunis par une partie intermédiaire (24b, 24c) et deux demi-paliers supérieurs (27,28) rapportés sur les blocs d'extrémité (24a, 24d). 6 - Variateur de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la partie centrale (24b) de la balancelle forme carter d'huile pour le pignon (33b) solidaire de l'arbre de sortie (34) et comporte deux surfaces de butée (40b, 41b) respectivement en contact avec les pistons (40a,41a) de deux vérins de commande (40,41) déterminant le décalage entre les deux axes (X-X, Y-Y). 7 - Variateur de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les bossages (4,5) ont une section transversale par exemple en forme de quartier de lune, adaptée pour ménager un jeu entre eux et les surfaces internes des portées (16, 17) du tambour et permettre ainsi le décalage entre les axes (X-X, Y-Y) des deux séries d'éléments de friction du variateur. 8 - Variateur de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le tambour comporte trois parties essentielles, une partie centrale (13) portant la deuxième série d'éléments et deux flasques latéraux (14, 15) délimitant lesdites portées (16, 17).