Brevet FR2296797A1 — publié le 19760730

l'a présente invention; dûe à la collaboration de monsieur René LEVEQUE, concerne les variateurs de vitesse à éléments de friction, du type comportant une première série d'éléments de friction; tels que des disques, solidaires en rotation d'un premier arbre et serrés entre les éléments d'une deuxième série d'éléments de friction, tels que des anneaux, solidaires en rotation d'un deuxième arbre, parallèle au premier, des moyens étant prévus pour faire varier la distance entre les axes parallèles des deux arbres. Dans un tel variateur, il est souhaitable de rendre l'effort de serrage entre les deux séries d'éléments de friction proportionnel au couple transmis, ce qui a conduit à la construction suivante : les éléments de la deuxième série ainsi qu'un plateau de serrage sont montés coulissants dans un boftier solidaire en rotation du deuxième arbre, ce plateau de serrage et le deuxième arbre comportant chacun une série de rampes conjuguées ré- parties le long d'une circonférence concentrique à ce deuxième arbre. L'effort de serrage proportionnel au couple transmis est alors encaissé par le boftier. Cependant, le plateau de serrage se trouve soumis à des efforts de basculement qui s'inversent constamment au cours de la rotation, suivant que Ta ligne de serrage entre les éléments de friction passe à l'intérieur ou à l'extérieur du polygone obtenu en joignant les points de contact des différentes rampes. Ces mouvements de basculement sont encore accentués du fait des tolérances inévitables dans l'exécution des rampes, qui se traduit par le fait que les points de contact entre les rampes ne se trouvent pas rigoureusement dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre. fl en résulte une détérioration rapide des surfaces de contact entre les éléments de friction ainsi que des glissements continuels très faiblesau niveau des rampes de serrage, amenant leur usure rapide. Cette détérioration rend le variateur inutilisable au bout d'un temps relativement court et interdit son emploi dans certaines applications où la fiabilité et la longévité sont absolument essentielles. Tel est notamment le cas dans l'industrie automobile. Le but de l'invention est de remédier à l'inconvénient décrit ci-dessus et de réaliser un variateur de vitesse qui soit sensiblement amélioré au plan de ces deux qualités, à savoir la fiabilité et la longévité. De façon plus précise, l'invention se propose d'une part d'assurer un bon guidage du plateau de serrage, d'autre part d'éviter les glissements au niveau des rampes de serrage. A cet effet, l'invention a pour objet un variateur de vitesse à éléments de friction, comprenant un premier arbre solidaire en rotation d'une première série d'éléments de friction serrés entre les éléments d'une deuxième série d'éléments de friction solidaires en rotation d'un deuxième arbre, les deux arbres ayant des axes parallèles, des moyens étant prévus pour faire varier la distance entre ces deux axes, et un dispositif de serrage des éléments de friction, comportant un boitier, au moins un plateau de serrage monté coulissant dans ce boitier, et deux jeux de rampes conju guées, associées respectivement au plateau de serrage et au deuxième arbre, caractérisé en ce qu'un jeu de rampes est prévu sur une pièce de poussée en forme de tulipe, reliée par son extrémité de plus grand diamètre au plateau de serrage, ce dernier étant prolongé, du côté opposé aux éléments de friction, par une queue concentrique intérieurement à la pièce de poussée et centrée dans un logement ménagé dans le deuxième arbre. Suivant d'autres caractéristiques - la pièce de poussée comprend un fQt de diamètre relativement faible et à paroi épaisse, sur lequel sont ménagées les rampes, et un voile mince en forme de tulipe, dont l'extrémité de grand diamètre est soli faire du plateau de serrage; - un effort initial de serrage des éléments de friction est exercé par l'huile de lubrification du variateur, délivrée dans une chambre de pression à trajet de fuite limité, cette chambre étant limitée en partie par un clapet de décharge. L'invention va être décrite maintenant plus en détail, en se référant au dessin annexé, dont les figures 1 et 2 représentent en coupe longitudinale deux variantes d'un variateur de vitesse perfectionné selon l'invention. Le variateur représenté à la Fig. 1, comprend un arbre d'entrée 2 d'axe X-X présentant une extrémité cannelée 4 sur laquelle sont montés coulissants des disques 6 dont les faces opposées ont une forme tronconique,bombée ou analogue. Ces disques sont intercalés entre des anneaux 8, un plateau de serrage 10 et un plateau d'appui 12. Le plateau d'appui 12 est monté à l'extrémité d'un boitier 14 dans lequel il est immobilisé, longitudinalement par un jonc d'arrêt 16 et, en rotation, par une clavette 18. Le plateau de serrage 10 est prolongé, d'un cOté, par une partie cylindrique 20, guidée dans un alésage 14 a du boitier 14. Cette partie cylindrique comporte, extérieurement, une rainure hélicoidale 22 favorisant le graissage et, intérieurement, des cannelures 24 qui coopèrent avec des cannelures correspondantes des anneaux 8. Ce même plateau de serrage est prolongé, du côté opposé au cylindre 20, par une queue 26 qui tourillonne par un roulement 28 dans une partie évidée 30 d'un arbre de sortie 32, d'axe Y-Y. Ce dernier est emmanché dans un alésage 34 du boi- tier 14 et il est solidaire d'un plateau 36 en appui sur un épaulement 38 du boitier 14. Le plateau 36 porte une série de rampes hélicoidales 40, de préférence au nombre de trois, régulièrement réparties sur une cirez conférence concentrique à l'arbre 32. Ces rampes coopèrent avec des rampes conjuguées 42, disposées à l'extrémité d'une pièce de poussée 44 en forme générale de tulipe. Cette pièce, comprend un fut 45 de diamètre relativement faible et d'épaisseur notable, sur lequel sont ménagées les rampes, ainsi qu'un voile 46 à paroi plus mince. L'extrémité 48 de plus grand diamètre de cette pièce de poussée est crantée et sertie dans le plateau de poussée 10 de manière à en être solidaire en rotation et axialement. Un ressort hélicoidal 50, disposé entre le plateau 10 et l'arbre de sortie 32, exerce un effort de serrage permanent qui se transmet aux disques et aux anneaux. Enfin, l'ensemble du boitier 14 tourillonne par deux roulements 52, 54 dans une balancelle 56 vis ravis de laquelle il est immobilisé axialement par deux butées 58,60. La balancelle 56 est utilisée, ainsi qu'il est connu, pour modifier l'excentricité de l'axe commun Y-Y du bolier 14 et de l'arbre de sortie 32,par rapport à l'axe X-X de l'arbre d'entrée 2. Les dispositions qui viennent d'être décrites permettent - d'une part, d' assurer un excellent guidage du plateau de serrage 10 par rapport à l'ensemble de l'arbre de sortie 32 et du boîtier 14, du fait de l'éloignement axial entre les portées du cylindre 20 et du roulement 28. On évite ainsi tout basculement néfaste du plateau 10 - d'autre part, de compenser toutes les inégalités géométriques, grâce à la grande souplesse de la pièce de poussée 44 dans la zone du voile 46. En particulier, cette souplesse permet d'absorber les légers déplacements longitudinaux du plateau 10 dis à des défauts de parallélisme des faces opposées des disques 6, sans qu'il se produise de glissement relatif entre les rampes 40 et 42. Les deux buts recherchés sont donc obtenus, par des moyens particulièrement simples et fiables. Dans le mode de réalisation du variateur représenté à la Fig. 2, le serrage initial entre les disques et les anneaux n'est pas assuré par un ressort métallique, mais par la pression hydraulique exercée par l'huile de graissage du variateur, fournie par un conduit 62,- qui débouche dans une chambre 64 présentant un trajet de fuite limité, notamment par des gicleurs 66, 68 et par les jeux au niveau du roulement 28. Les gicleurs 66 et 68 sont prévus dans une rondelle 70 et une paroi 72 solidaires d'une pièce tubulaire 74. La rondelle 70 est maintenue en appui sur une douille 75 solidaire du plateau de serrage 10, grâce à un ressort 76 disposé entre un rebord 77 de la douille 75 et un rebord 78 de la pièce 74. Cet agencement constitue un clapet de déchar- ge destiné à éviter toute surpression à l'intérieur de la chambre 64. Pour recevoir ce clapet, le plateau de serrage 10 comporte une partie intermédiaire tronconique 11, à partir de laquelle s'étend la queue 26. Les avantages de ce deuxième mode de réalisation sont par ailleurs les mêmes que ceux du précédent. - REVENDICATIONS 1 - Variateur de vitesse à éléments de friction, comprenant un premier arbre solidaire en rotation d'une première série d'éléments de friction serrés entre les éléments d'une deuxième série d'éléments de friction solidaires en rotation d'un deuxième arbre, les deux arbres ayant des axes para llèles, des moyens étant prévus pour faire varier la distance entre ces deux axes, et un dispositif de serrage des éléments de friction, comprenant un boîtier, au moins un plateau de serrage monté coulissant dans ce boftier, et deux jeux de rampes conjuguées, associées respectivement au plateau de serrage et au deuxième arbre, caractérisé en ce qu'un jeu de rampes (42) est prévu sur une pièce de poussée (44) en forme de tulipe, reliée par son extrémité de plus grand diamètre au plateau de serrage (10), ce dernier étant prolongé, du côté opposé aux éléments de friction, par une queue (26) concentrique intérieurement à la pièce de poussée et centrée dans un logement ménagé dans le deuxième arbre (32). 2 - Variateur de vitesse suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de poussée (44) comprend un fAt (45) de diamètre relativement faible et à paroi épaisse, sur lequel sont ménagées les rampes (42), et un voile mince (46) en forme de tulipes dont l'extrémité (48) de grand diamètre est solidaire du plateau de serrage (10). 3 - Variateur de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce de poussée (44) est crantée et --sertie sur le plateau de serrage (10). 4 - Variateur de vitesse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un effort initial de serrage des éléments de friction est exercé par l'huile lubrifiant le variateur, délivrée dans une chambre de pression (64) à trajet de fuite limité, cette chambre étant limitée en partie par un clapet de décharge (70,75,76). 5 - Variateur de vitesse suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le plateau de serrage (10) comporte une partie intermédiaire (11) délimitant un logement pour le clapet de décharge (70,75, 76).