Brevet FR2341788A1 — publié le 19770916

Le demandeur a décrit, dans son brevet français uo 1.193.647, des transmissions mécaniques dont on va rappeler les caractéristiques principales Elles sont à rapport de vitesse graduellement variable, sont susceptibles d'applications très variées et peuvent fonctionner come changements de vitesse progressifs - cil dit aussi :: n convertisseurs de couples continus ." Elles peuvent être sous la dépendance du conducteur ou sous celle de commandes automatiques ou à la fois sous ces deux dépendances L'axe géométrique de l'arbre menant et celui de l'organs mené concourent en un point fixe O, centre de l,oppareil Ils peuvent entre en prolongement l'un de l'autre, mais font un angle susceptible de varier L'arbre menant emporte dans sa rotation des éléments d'entrainement centritu- gés qui agissent sur des aubes solidaires de l'arbre rotatif mené 'appareil constitue un convertisseur de couple continu, si l'a ngle des deux arbres varie d'une manière continue les dispositifs selon la présente invention s'apparentent å ce type ; mois ils en diffèrent par des caractéristiques très importantes qui vont être exposées, et qui ont pour bute, notament, les résultats suivants - une grande precision dans la déliaitation de la zone d'entrainement des aubes, qui généralement , doit être étroite pour un fonctionnement correct, - un nombre d'impulsions aussi grand que possible, - une grande souplesse dans l'entrainement, - des formes simples et économiques, - une usure minima - une grande puissa nce massique - des pertes par frottements très faibles, d'où un rendement très élevé Jans ces buts, selon la présente invention, l'appareil comprend - un arbre menant solidaire d'un rotor portant un ensemble d'éléments d'entrai nements, de préférence, multiples, éventuellement disposés en quinconce, - un arbre mené porteur de surfaces, de préférence multiples, constituant des aubes, sur lesquelles agissent les éléments d'entrainement, les axes géométriques des deux arores passadt par le point fixe O, et faisant entre eux un angle susceptible de varier, et, en particulier, de varier graduellément b55 éléments d'entrainement centrifugés, qui sont, de préférence, des solides de révolution, - mais peuvent avoir d'autres formes, par exemple, des formes plates - sont indépendants entre eux, notamment quant à leur montage et à leur fonctionnement Chacun d'eux, quand il exerce une impulsion sur une auce eut courds à l'action d'un organe d'entrainement solidaire de l'arbre menant et à des forces de réaction et de retenue exercées par des surfaces solidaires de cet arbre menent . Chaque élément d'entrainement revient, sous l'action des forces centrifuges, au contact avec des surfaces de retenue solidaires au oit arbre menant, quand il en a été écarté L'invention peut utiliser, sous des formes variées, des effets d' aro-boutement De préférence, les éléments d'entrainement sont conjugués avec Les aubes solidaires de l'arbre mené dans des conditions telles que si l'organe mené tend à devenir organe menant, les éléments d'entrainement agissent encore sur les aubes dans le sens voulu les figures ci-annexées sont données à titre d'exemples, non limitatifs La Sig I est une coupe d'ensemble d'un dispositif dans lequel les éléments d'entrainement sont des billes La Fig. 2 montre en coupe longitudinale partielle les éléments d'entrainement (qui sont ici des hilles) et une sube, solidaire de l'parore mene. C'est une coupe par un plan contenant l'axe géométrique S O de l'arbre menant . La Fig. .3 est une coupe transversale partielle par un plan perpendiculaire à l'axe géométrique S O de l'arbre menant La fig. 4 est, à titre d'exemple, un diagramme relatif aux forces qui agissent sur une bille, lors de son action sur une aube La fig. 5 est un schéma concernant une section par un plan perpendiculaire à celui de la fig. I et passant par l'axe géométrique S O de l'arbre menant En Fig. ó, les éléments d'entrainement, au lieu d'être des billes, sont des aiguilles La ig. 7 concerne une forme particulière des surfaces d'entrainement solidaires de l'arbre menant et agissant sur les élements d'entrainement .1 Fig. 8 et 9, les éléments d'entrainement sont des galets La fig. 10 concerne une forme particulière d'aube . En Fig. I, l'arbre d'entrée I, d'orientation fixe, passe dans le palier 2 et entraine, grâce à deux pignons 3 et 4 (Fig. 1 et 5) un arbre menant 5, d'orientation fixe, porté par les palier 6 et 6a (Fig. 1) loges dans le moyen 7 fixe. L'arbre 5 est solidaire du rotor menant 8, de centre 0. Le rotor 8 porte les élémente d'entrainement qui sont ici les billes 9, representées en Fig. 1 et aussi en Fig. 2, 3, 4, 5. @ile seut rappelese a leura positions de travail par le forces centrifuges qe developpe la rotation de l'arbre 5 et par ces seules forces. @iles @@@ et general raportes en plusieurs rangens sur le rotor 8 et montées corpe le poutrant les Fig. 2 et 3. Elles sont en contanct avec les puisques de réaction 30 (Fig. 1) qui sort ici des surfaces de révolution autour de l'axe 50 du rotor 8. Les tilier 9 entraient les aupas manées 24 dans les conditions que seront @@@eses plus loin. @@@uber 24 sont solidaires d'une jante 25, portée par un carter tournant 26, lui-même solidaire de l'arbre mens IO passant dans les paliers. Il contenus dans le moyen 12 (Fig. 1). Ce moyen lui-même est porté par un étrier 13 susceptible ce pivoter de l'angle #, angle # dont il a été question ci-dessus, autour d'une axe geométrique que est celui du pivot 14 et du palier 15. Ci deux axes coïncident et passeant par le centre 0, intersection des axes des arures 5 et 10, qui sont entre eux l'angle #. Le pivot 14 et le palier 15 sont portes par le certer exterieur fixe 16. L'arbre gene IO est solidaire de la courone dentée 17, qui engrèns avec la couronne 18, elle-même solidaire de l'arbre de sortie 19, qui est d'orientation fixe et est ge@@@ par les roulements 20 et 21 contenus a l'interieur du palier 15 fixé an certer fixe 16 par des vis 22. L'arbre 19 est solidaire au plateua d'accouplement 23. L'axe des roulemente 20 et 21 coïncide avec celui de la surface extérieure au palier 15 et avec celui du pivot 14. C'est l'axe des pivotements d'angle #. La fixe contre a plus grande @@@@le que la Fig. 1 les elements d'entrainement, qui sont ici des billes 9, et les surfaces avec lesquelles eller se conjuguent. A titre n'exemple, les billes 9 sont ici disposées en cinq rangèes en eventail d@t@r au centre 0. L'enveloppe des ailles, à leur positions extrême - en donnait surmot "enveloppe" les sens qu'il a en geométrie - est une porition de sphère - centre 0 et de Rayon R. Les billes 9 tourment, de chaque côte, les disques de réaction 30. des disques sont de révolution d'axe 50 et présentent, vers l'extérieur, des lèvres 30adisposées symétriquement, et qui ont pour ont en retenir les billet 9 du côté extérieur. Les aubes 24 présentent ces surfaces de revolution 30 qui, dans leurs perdes médianes peuvent entrer en contact avec les billes 9 et qui sont suites de tourillons 24a retenous par la jante 25 dans laquelle ils peuvent pivoter. Dans leurs parties médianes, les auces 24 a pendant sur une collerette 25a de la jante 25, collerette qui, par exemple, peut-être an bronze ou en tout autre matière pour réduire les frottaments et faciliter un pivotement (léger, d'ailleur, en géneral ) des aubes 24 bes disques 3G qui portent les flancs ce réaction sont centres Ver des portées 32 solidaires du rotor 8 . Cette disposition, non indispensable, peut avoir l'avantage de répartir les usures des surfaces 30a et 30b au contact avec les biiles Les billes 9 snt entrainées dans la rotation de l'arbre 5, du rotor 8 et de sa Jante 27 par des rampes d'entrainement 33 ( Fig. 2 et 3 i La Fig. 3 contre que, pour chacune des rangees de biller 9, les rampes d'entrainement 33 forment une denture solidaire de la jacte 27 par clavette 34 La Fig. 4 est un diagramma des forces agissant sur une bille 9, dans un passant par le centre IL ae cette bille et perpendiculaire à l'axe géométrique de l'arbre menant 5. Pour fixer les idees, il s'agit de billes situées dans la rangée médiane de la Fig 2 Les diagrammes des forces, dans les autres cas, se deduisent aisément de ce qui est exposé ici La bille 9 touche au point R la rampe d'entrainement 35 et en 1 l'aube 24 qu'elle entraine dans le sens de la flèche F. iu point I, l'aube 24 exerce sur la bille 9 Laie force celui, dans le cas de : # = 0 (prise directe) est dans 2e plan passant par le centre de la bille 9 et perpendiculaire à l'axe 50. (C'est le plan de la Fig 4). Pour # différent de zéro, le plan de la Fig 4 est encore de plan, mais alors, la force exerce par l'aube 24 sur la bille 9 n'est plus dans ce plan Elle se decompose en neux forces: - l'une est perpendiculaire au plan de ladite Fig 4 et specifique 1 bille 9 sur l'un ou l'autre des flancs 30b des disques de reaction 30 (Fig 1 et 2). Cette composate n'apparait pas en Fig 4. - l'autre composante est dans le plan de cette Fig 4. Soit alors F 1 cette composante, issue du point 1. En point K, la rampe d'entrainement 33 exerce sur le bille 9 ue force F2 qui fait un sagie # avec la direction de la force F1. Les forces F1 et F2 passent par le centre M de la bille 9. Leur resultante est une force passant par K qui pousse la bille 9 tors l' extérieur. ha bille 9 est retenue par les lèvres symétriques 30 en deux points qui se projettant an N dans le plan de la Fig 4. Les lèvres 30a étant des surfaces de révolution symétriques autour de l'axe de l'arbre 5, la résultante des forces de retenue dues a ces deux les 30a passe par le centre à de la bille et rencontre l'axe 50 au point 0 (Fig 4) Cette force de retenue s'obtient en traçant le parallélogramme des forces à P @ N de la Fig 4. La Fig 5 est un scrlèrna concernant une section du dispositif de transmission par un plan perpendiculaire à celui de la Fig I Elle montre en pointillé la position de l'arbre mené IO, quand l'angle - angle des axes géometriques des arbres 5 et mené IO - est égal à En Fig 5, l'axe géométrique du pivot ae l'étrier 13 se projette au point 0 La Fig 5 contre schématiquement l'arbre d'entrée 1 de paliere schématisés en 2, qui entraine par les pignone 3 et 4 l'arbre menant 5 de paliers schématisés en 7 . Le fonctionnement a lieu dans les conditions suivantes et delors de la prise directe, qui correspond au des de : # = 0 Casque bille 9 passe, deux fois par tour de l'arbre menant 5, dans la région médiane des aubes 24 La théorie, confirmée par l'expérience, montre que, lors de ce passage, les conditions suivantes sont réalisees:: a) Dans le mouvement relatif aux aubee, (solidaires de l'arbre mené IO) les milles se asplacent alors parallalement l'axe géométrique OT de cet arbre IO, dans parallelement aux génératrices des aubes 24. vers leurs milieux, puisque ces génératrices sont paralleles, l'arbre IO, b) La vitesse angulaire U dans leurs parties médianes, à l'axe OT de de l'arbre menant 5 et la vitesse angulaire V de l'arbre mené 10 soit alors liées par la relation (prise directe) ( point mort ) Si # peut devenir supérieur à #/2, on passe en marque arriere -La transmission selon l'invention constitue donc un convertisseur de couple progressif - ou changement de vitesse progressif, quan d'angle # varie progressivement, soit à la volonté d conducteur, soit automatiquement, avec ou sans intervention du conducteur Il peut arriver qu'une bille 9 , lors de son passage à travers les aubes 24 ( fig 3 ) soit touchée par une aube au voisinage du soumet de la dite bille et elle est alors chassée vers l'intérieur. C'est le cas pour deu:- billes à droit de la Fig 3 . ors, la bille en question ent, au moment de ce passage, sans efficacité. ( Elle pourra entre efficace lors d'un passage ultérieur ) Il peut arriver qu'une bille 9 passe entre deux aubes 24 : c'est le cas pour une bille à gauche de la Fig 3 Mais il arrive qu'une bille se présente, lors de son passage vers le milieu des aubes 24, comme il est indiqué pour la deuxième bille de la Sig 3 à partir da la gauche. Elle entraine alors l'aube qu'ele touche dans le sens de la flèche F, et cela selon le principe indiqué par le diagramme des forces que contre la Fig 4 Vu la multiplicité des billes et ces aubes, le nombre des impulsions est considérable, et l'entrainement de la jante 25, du carter 26 et de l'arbre mené 10 est régulier: le nouvement est transmis, comme ou l'a vu à propos de la Fig 1 à l'arbre mené 10 et à l'arbre de sortie 19 L'entrainement peut être à double effet. D'où la possibilité du freinage par le moteur, dans le cas de l'automobile. On voit en effet, en Fig 3, que si l'organe mené tend à devenir organe menant, les billes appuient sur les faces gaucnes des aubes au lieu d'appuyer sur les faces droites La Fig 6 concerne un mode de réalisation de l'invention dans lequel les les éléments d'entrainement portés par l'arbre menant 5, sont, non pas des oilles, mais des aiguilles 9a' plus ou moins fines, selon les cas d'application -( on pourrait aussi utiliser, dans des conditions analogues, des éléments d' entrainement non ae révolution, et par exemple, de formes plates ) -. En Fig 6, l'aiguille 9a qui entraine l'aube 24 dans le sens de la flèche LA touche en 1. Elle s'appuis en k, sur une surface d'entrainement constituée par la surface 34 d'un trou cylindrique pratiqué dans la jante motrice 27. Elle est retenue par la collerette 35 suscepriole d'appuyer sur la surface de retenue 36 de la jante 27 Les forces exercées sur l'aiguille sont F1, F2 + F3 dans le plan de la Fig 6 Si l'a@@@ # n'est pas nul, il s'y ajoute une force de réaction perpendiculaire en plan de cette Figure, force de réaction exercés par une surface 30b sur le corps cylindrique le l'aiguille. Le fonctionnement se fait dans des conditions analogues à celles qui ont été exposées plus haut: toute@@s et notament, la force F1 est perpendiculaire ou plan de l'onde 24. Aussi 7 concerne une forme de la rampe d'entrainement 33 qui présente des exercise coupexes 33a, 33b separees par des creux 33a, au lieu des formes plates representees en Fig 3. Ce qui peut présenter l'avantage d'augmenter le nombre de billes par rangée. Les parties 33a correspondent à des forces agissant dans le sens de la flèche F les parties 33b dans le sens inverse. Les Fig 8 et 9 concernent une forme de réalisation dans laquelle les éléments d'entrainement sout des galets 9b susceptibles d'entrainer les aubes 24 dans le sens de la flèche F de la Fig 8. La surface des galets 9b peut être, en particulier, une portion de sphère de centre @. Elle pourrait avoir d'autres formes, et, par exemple, les galets peuvent presenter des portions de surfaces toriques. Ces galets portent des avec 38 grâce auxquels ils sont retenus par la bordure de révolution 37. Les Fig 8 et 9 montrent les surfaces d'entrainement 33, dont le rôle est le mêxe que dans le cas des Fig 1, 2, et 3. Le Fig 9 contres en outre les flance de réantion 30, sur lesquels appuient les galets si l'angle # n'est pas nul. La force F1 (Fig 8) est exercée par l'aube 24 sur le galet 9b au point 1 et passe per son centre h, s'il présente une portion de surface sphériques. La rampe d'entrainement 33 exerce en K sur le galet 9b une force à laquelle correspond un bras de levier 0 H. Le fonctionnement se fait dans des conditions analogues à celles qui out été exposees ci-dessus. La Fig IO concerne le cas où les aubes 24, en lieu de présenter, dans leurs parties medianes, des regénératrices rectilignes parallèles à l'axe 0 # de l'arure me@@ 10, compte Fig 2, y présentant des renflesents, généralement légers, de preference, en farse de surfaces de révolution. Dans ces conditions, une génératrice de l'aube comprend de gauche à droite un tourillon 24a, un arc concave A B, un arc convexe BC, un arc concave CD symetrique de AB et un tourillon 24a. Cette disposition peut avoir das avantage, notamment pour one délimitation plus précise de la zone dans laquelle @@bes 24 sont alimentes. L'invention est susceptible de nombreuses varaintes. Par exemple, les aubes peuvent entre montées élastiquement Les varations de l'angle # peuvent se faire par variation de l'orientation de l'arbre menant, alors que, dans le cas de le Fig I, c'est la direction de l'arbre mené qui varie. REVENDICATIONS. I) Disopsitiof de changement de vitesés progressif par transmission mécanique sans utiliser des effets d'entrainement par frottement comportant : - un arbre menant (5) solidaire d'un rotor (8) porteur d'éléments d'entrainesent centrifugés généralement multiples, - un arbre mené (T0) solidaire d'éléments généralement multiples constituant des aubes (24) sur lesquelles agissent les éléments d'entrianement centrifugés, les axes géométriques des arbres menant et nen8 passant par un point fixe Q et faisant entre eux un angle susceptible de varier et, en particulier, susceptible de varier graduellement , caractérisé par le fait que les éléments d'entrianement centrifugé6 sont des solides, par exemple, de révolution, on particulier, en forme de billes, d'aiguilles ou de galets, indépendants entre aux, notamment quant à leur montage et à leur fonctionnement, chaque élément d'entrainnement centrifugé, recevant, quand il exerce une impulsion sur une aube (24) l'action d'un organe d' entrainement ( 33) solidaire du rotor menant (8) et recevant en ut e temps des forces de réaction et de retenue exercées par des surfaces solidaires du rotor (8) 2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé par le fait que, pour l'entrainement des aubes (24), sont utilisés des effets d'arc-boutement sur les éléments d'entrainement centrifggés 3) Dispositiof selon la Revendication I) caractérisé par le fait que les éléments d'entrainement centrifggés sont des billes (9), qui, lors de beurs impulsione sur les aubes (24), sont soumises à l'action des surfaces d'entrainement (53) solidaires du rotor (S) et à celle de surfaces de retenues constituées par des lèvres (30a) solidaires d'organes de réaction (30) 4) Dispositif selon la REvendication I) caractérisé par le fait que les éléseats d'entraînement centrifugés sont des aiguilles (a ) qui, lors de leurs impuslions sur les aubes (24) sont soumises à l'action de surfaces venantes (34) solidaires du rotor venant (8) et à celle de surfaces de réaction (30b) solidaires des organes de réaction (30), les dites aiguilles portant des collerettes (35) conjugées avec des surfaces de retenue (36) solidaires du rotor menant (6) 5) Dispositif selon la Revendication I) caractérisé par le fait que les éléments d'entrainesent centrifugés sont des galets peuvant présenter notassent, des portions de surfaces sphériques ou toriques, éléments d'entraînement qui, lors de leurs ispul- sions sur les aubes (24), sont soumis à l'action de surfaces d'entrainement (33) solidaires du rotor (8), agissant sur' des surfaces de réaction (30b) portées par des disques (30) solidaires du rotor (8) et sont retenues vere l'extérieur par don des organes (38) conjugués avec des surfaces de retenue (37) solidaires du rotor (8). 6) Dispositif selon la Revendication I) caractérisé par le fait que les organes de réaction (30) sont des disques coaxiaux au rotor (8) susceptibles de rotation sur des portées (52) autour de l'aie S O de ce roter (s) 7) Dispositif selon la Revendication I) caractérise par le fait que les aubes (24) sont des solides de révolution, présentant dans leurs parties médianes des génératrices sensiblement parallèles à l'axe géométrique O T de l'arbre mené(IO). 8) Dispositif selon la Revendication I) et le hevendication 7) caracterisé par le fait que les aubes (24) peuvent pivoter autour d'axes parallèles à l'axe géométrique O T 9) Dispositif selon la Revendication I) caractérisé par le fait que les aubes (24) présentent des genflements B C dans leurs parties médianes IO) Dispositif selon la Revendication I) et le Revendication 7) caractérisé par le fait que les aubes (24) appuient sur des portées (25a) facilitant leurs pivotements avec réduction des frotteients