Brevet FR2371615A1 — publié le 19780616

La présente invention concerne des poulies de diamètre utile variable ainsi que des transmissions a variationde rapport continu qui comprennent ces poulies. Dans une telle transmission, une des poulies est montée sur un arbre d'entrainement et une autre sur un arbre mené et une boucle sans fin, par exemple une chaine ou une courroie d'entrainement, est entrainXe autour des deux poulies. On fait varier le rapport de la transmission en modifiant les diamètres utiles des poulies. Une des formes connue de poulies de diamètre utile variable pour une telle transmission comprend un arbre auquel est fixé un premier élément tandis qu'un autre élément peut coulisser sur l'arbre. Ces éléments comportent des surfaces en regard qui convergent vers l'arbre et qui sont conçues de manière å être en contact avec la courroie ou la chaine. Le déplacement conjoint des éléments augmente le diamètre utile de la poulie étant donné qu'il entraine un déplacement radial vers l'extérieur de la courroie ou de la chaine depuis -l'arbre tandis que le déplacement des éléments en sens opposé réduit le diamètre utile de la poulie par le fait qu'il permet a la chaine ou a la courroie de se rapport cher de l'arbre.L'élément coulissant supporte un cylindre qui entoure l'arbre et dans lequel peut coulisser un piston fixé å l'arbre. Un ressort pousse normalement l'élément coulissant en direction de l'élément fixe, ce qui tend a augmenter le diamètre-utile de la poulie tandis que l'action du ressort tend a être contrecarrée par la tension de la courroie ou de la chaine. On peut compléter l'action du ressort en introduisant un fluide, normalement-un liquide, sous pression dans le cylindre pour entrainer un déplacement relatif entre le piston et le cylindre de manière a maintenir les éléments précités dans une position voulue.Dans la pratique, la pression du fluide règle l'espacement des éléments et, en faisant varier la pression, on règle le diamètre utile de la poulie et, de ce fait, le rapport de la transmission. L'espace où de telles poulies sont utilisées est souvent limité, spécialement quand ces poulies sont utilisées dans des transmissions variant de façon continue et destinées & des automobiles. La superficie utile de section droite du cylindre supporté par l'élément coulissant peut, de ce fait, se trouver limitée, ce qui peut entraîner des difficultés si une force considérable doit être appliquée au piston, comme c'est le cas dans des poulies a usage intensif où des presv sions hydrauliques d'une valeur élevée inadmissible seraient alors nécessaire. La présente invention a pour objet une poulie de diamètre utile variable et une transmission à rapport variable continu comprenant une telle poulie, cette poulie et cette transmission permettant d'utiliser une pression hydraulique plus faible que celle qui était utilisée jusqu'a présent pour obtenir une force d'actionnement donnée. Selon un premier aspect de l'invention, la demanderesse a créé une poulie de diamètre utile variable comprenant deux éléments de poulies qui comportent des surfaces convergentes en regard et qui peuvent être déplacés l'un par rapport a l'autre de manière a modifier le diamètre utile de la poulie, l'éloignement des deux éléments qui résulte, lorsque la poulie fonctionne, de la tension mécanique présente dans la courroie ou la chaîne entraînée autour de la poulie, étant réglé à l'aide d'un moyen formant piston associé avec un des éléments fonctionnant dans un moyen formant cylindre associé a l'autre élément, ladite poulie étant caractérisée par le fait que le moyen formant cylindre comprend au moins deux cylindre s et le moyen formant piston comprend au moins deux pistons qui peuvent coulisser chacun dans un cylindre diffé- rent parmi les deux cylindres, un moyen de commande étant prévu pour introduire un fluide sous pression dans les chambres ou espaces de travail des cylindres simultanément de manière a agir sur les pistons afin que les elbments de poulie tendent à se déplacer conjointement. Comme la force tendant & maintenir ensemble les éléments de poulie a l'encontre de la tension de la courroie ou de la chaîne est due a l'action de la pression du fluide sur deux ou plus de deux pistons, il s'ensuit que, pour une force donnée, on peut utiliser une pression hydraulique plus faible que si l'on utilisait un seul piston et un seul cylindre. Ceci est avantageux lorsque la poulie est utilisée dans une transmission a usage intensif et lorsqu'une force considérable est nécessaire pour surmonter la force de la tension mécanique de la courroie ou de la chaîne, tension qui tend à séparer lesdits éléments de poulie.D'un autre point de vue, si on utilise avec la poulie de l'invention la même pression qu'avec la poulie de la technique antérieure, on peut opposer à la tension de la chaîne ou de la courroie une force plus grande que dans la poulie classique, Au moins un, et de préférence chacun, des cylindres constitue une chambre de détente qui se trouve sur le côté du piston du cylindre opposé à la chambre de travail du cylindre. Pendant le fonctionnement de la poulie, il se produit une certaine fuite de fluide sous pression de la chambre de travail du cylindre vers la chambre de détente et, si le fluide est du liquide, cette fuite peut être utilisée a des fins utiles. Ainsi, la chambre ou chaque chambre de détente peut etre mise en communication avec l'atmosphère par un passage qui est situé de manière a permettre, pendant le fonctionnement de la poulie, l'accumulation d'un volume de liquide dans ladite chambre de telle sorte que la pression exercée par le liquide dans la chambre en raison de l'action centrifuge équilibre entièrement ou partiellement la partie de la pression régnant dans la chambre de travail du cylindre par suite de l'action centrifuge.Pour que les deux pressions s'exerçant sur l'un et l'autre cOté d'un piston par suite de 1 r action centrifuge soient équilibrées complétement, on peut mettre en communication avec l'atmosphère la chambre de détente ou chaque chambre de détente au même endroit radialement par rapport à l'axe de rotation de la poulie que l'endroit où se trouve le moyen formant conduit et a travers lequel le fluide sous pression est envoyé à la chambre ou à chaque chambre de travail. Toutefois, l'équilibre partiel des pressions de part et d'autre piston par suite de l'action centrifuge peut être obtenu Si la chambre de détente ou chaque chambre de détente est mise en communication avec l'atmosphère a un endroit situé entre la paroi du cylindre contre laquelle porte le piston et la position radiale du moyen formant conduit a travers lequel le fluide est envoyé a la chambre de travail ou a chaque chambre de travail. S'il existe plus d'une chambre de détente, les passages de mise en commnication avec l'atmosphère peuvent être reliés entre eux. Dans un autre agencement, la chambre de détente ou chaque chambre de détente peut être mise en communication avec l'atmosphère directement a travers la paroi du cylindre de telle sorte que, pendant le fonctionnement de la poulie, il ne se produise pas d'accumulation de fluide hydraulique dans lachambre. Dans un agencement préféré, la totalité des cylindres se présente sous la forme d'un seul corps cylindrique qui est divisé par une ou des cloisons de manière que soient constitués les chambres de travail et les chambres de détente. L'invention concerne également une transmission variant de façon continue et comprenant au moins une poulie telle que décrite ci-dessus et autour de laquelle est entraînée une bande sans in qui est également entraîne autour d'une autre poulie de diamètre utile variable. La seconde poulie peut ou non avoir la même structure que la première poulie. On va maintenant décrire de façon détaillée la présente invention en se référant au dessin annexé sur lequel: la fig 1 est une vue en coupe schématique d'une poulie à diamètre utile variable constituant un premier mode de réalisation de l'invention et faisant partie d'une transmis sion variant de façon continue; et la fig. 2 est une vue similaire à la fig. 1 mais montrant un second mode de réalisation de l'invention. En se référant tout d'abord a la fig. 1, on voit que la transmission à variation continue représentée sur cette figure comprend deux poulies 10 et 11 de diamètre utile variable. Les poulies sont reliées entre elles par une chaîne sans fin 12 qui peut, par exemple, se présenter sous la forme décrite dans le brevet français nO 1.454.884. On fait varier le rapport de la transmission en modifiant le diamètre utile des poulies 10 et 11. La poulie 10 est-d'un type connu et comprend un élément de poulie 13 fixé à un arbre 14 et un élément de poulie 15 pouvant coulisser sur l'arbre 14 et comportant une partie formant un cylindre 16. Les éléments 13 et 15 comportent des surfaces en regard 13a et 15a qui convergent en direction de l'arbre 14. Un piston 17 est claveté sur l'arbre 14 et porte de façon coulissante à l'aide d'un joint d'étanchéité 18 contre la paroi intérieure du cylindre 16. Le fluide hydraulique peut pénétrer dans la chambre ou espace de travail 19 entre le piston 17 et le cylindre 16 par l'intermédiaire d'un conduit 20.Un ressort, non représenté, pousse normalement l'élément 15 vers la droite de manière a maintenir les surfaces 13a et 15a en contact avec la chaîne a tout moment, La pression hydraulique peut être appliquée à la chambre de travail 19 pour augmenter la force poussant l'élément 1S vers la droite de manière a contrecarrer ou surmonter la force provenant de la tension de la chaîne qui, pendant le fonctionnement, tend a éloigner l'un de l'autre les éléments 13 et 15, une commande étant ainsi exercée sur le diamètre utile de la poulie. La poulie 11 est d'un type perfectionné conforme à la présente invention et elle comprend un arbre 21 auquel est fixé un élément de poulie 22. Un élément de poulie se présentant sous la forme d'un corps cylindrique 23 fermé à son extrémité de gauche 24 est monté sur l'arbre 21 au moyen d'un manchon 25 qui comporte une rainure interne 26 destine à recevoir une clavette 27 supportée par l'arbre. Le corps cylindrique 23 peut donc se déplacer librement dans le sens longitudinal de l'arbre 21 tout en étant associé a cet arbre en vue de tourner avec lui. Un joint 28 d'étanchéité au liquide est disposé entre le corps cylindrique 23 et l'arbre 21. Les éléments 22 et 23 comportent des surfaces en regard 22a et 23a qui convergent en direction de l'arbre 21 et contre lesquelles porte la chaine 12. L'intérieur du corps cylindrique 23 est divisé en deux parties par une cloison 28 qui est maintenue a l'encontre de tout déplacement vers la gauche dans le corps cylindrique å l'aide d'une rondelle d'arrêt élastique 29. Un piston 30 est disposé de façon coulissante dans le corps cylindrique entre la cloison 28 et l'extrémité 24. Le piston 30 fait partie intégrante d'un manchon 31 comportant une nervure interne 32 qui entoure de façon étroite l'arbre 21 et est empêchée de se déplacer vers la droite sur l'arbre par une rondelle d'arrêt élastique 33. Le piston 30 comporte, sur sa périphérie extérieure, un joint d'etanchéité 34 et divise la partie de gauche du corps cylindrique en une chambre de travail 35 et une chambre de détente 36. Un second piston 37 est monté sur le manchon 31, est rendu étanche en 38 vis-à-vis de la surface intérieure du corps cylindrique 23 et est empêché de se déplacer vers la droite sur le manchon 31 à l'aide d'une rondelle d'arrêt élastique 39. Une seconde cloison 40 est montée à l'intérieur du corps cylindrique et est empêchée de se déplacer vers la droite par rapport à ce corps cylindrique à l'aide d'une rondelle d'arrêt élastique 41. Les cloisons 28 et 40 sont rendues étanches vis-a-vis du manchon 41 à l'aide de joints d'étanchéité 42 et 43 respectivement. Le piston 37 divise la partie de droite du corps cylindrique en une chambre de travail 44 et une chambre de détente 45. Le fluide hydraulique sous pression peut être introduit dans les chambres de travail 35 et 44 par l'intermédiaire d'un alésage central 46 qui est ménagé dans 11 arbre 21 et qui communique avec un alésage transversal 47. Les extrémités de l'alésage transversal débouchent directement dans l'espace 35 par l'intermédiaire d'un passage annulaire 47a entre la surface extérieure du manchon 25 et la surface intérieure du manchon 31. L'espace 44 est alimenté en fluide sous pression par des alésages 48 ménagés dans le manchon 31. Les chambres de détente 36 et 45 sont raccordées à un évent 49 par des passages 50 et 51 respectivement. L'évent 49 est aligné avec l'alésage 46 et est coaxial à l'arbre 21. Pendant le fonctionnement de la transmission, la tension se manifestant dans la chaîne 12 agit sur les surfaces 22a et 23a et tend a séparer les éléments de poulie 22 et 23 en ayant ainsi tendance a diminuer le diamètre utile de la poulie 11. Pour maintenir la poulie a un diamètre utile voulu, ou bien pour augmenter le diamètre utile, on envoie du fluide hydraulique sous pression dans l'alésage 46 et ce fluide pénètre dans la chambre de travail 35, par l'intermé- diaire de l'alésage transversal 47 et du passage 47a, et dans la chambre de travail 44 par l'intermédiaire des alésages 48. La pression du fluide hydraulique agit donc en ayant tendance a augmenter les volumes des chambres de travail 35 et 34 et tend donc a déplacer l'élément 23 vers la gauche par rapport a l'arbre 21, le piston 30 étant empêché de se mouvoir vers la droite par rapport à l'arbre 21 à l'aide d'une rondelle d'arrêt élastique 39. On voit que la force tendant à déplacer les parties de poulie l'une vers l'autre est le produit de la pression du fluide par la superficie totale des faces d'extrémité 24a du corps cylindrique 23 et de la cloison 28, ceci donnant les avantages mentionnés précédemment. Pendant le fonctionnement, le corps cylindrique 23 tourne a une vitesse élevée et une composante de pression prend naissance dans chacune des chambres de travail 35 et 44 par suite de la force centrifuge. Un diagramme de l'augmentation de cette pression est indiqué en 52 et on voit que la pression E augmente depuis l'axez de l-'arbre 21 vers la surface intérieure du corps cylindrique 23 a un rayon r. Dans le mode de réalisation de la fig. 1, une pression similaire due à l'action centrifuge est créée dans les chambres de détente 36 et 45. Il en est ainsi en raison du fait qu'une certaine fuite a lieu aux joints d'étanchéité 34 et 38 et que progressivement les chambres de détente 36 et 45 et les passages 50 et 51 jusqu'a l'évent 49 se remplissent de fluide hydraulique et, lorsque les poulies tournent, le fluide présent dans les chambres 36 et 45 et les passages 50 et 51 exerce, à l'endroit des joints d'étanchéité 34 et 38, sur les faces de droite des pistons 30 et 37 une force de compression due à un effet centrifuge et égale et opposée a la composante de force de pression qui s'exerçe dans les chambres de travail 35 et 44 sur les côtes gauche des pistons et qui est due à la force centrifuge en tant que force distincte de la pression hydraulique.Le réglage du diamètre utile de la poulie est donc effectué uniquement en réponse à la pression hydraulique appliquée qui n'est pas modulée par la composante centrifuge. Sur la fig. 2, les parties identiques a celles de la fig. 1 sont indiquées par les mêmes chiffres de référence auxquels on a adjoint un préfixe 1. I1 existe un certain nombre de différences entre les modes de réalisation de la fig. 2 et de la fig. 1. En premier lieu, on remarquera que la cloison 40 de la fig. 1 a été omise sur la fig. 2 de sorte qu'il n'existe aucune chambre de détente 45. I1 s'ensuit qu'aucune compensation de la composante de pression centrifuge n'est exercée sur la face de droite du piston 137. En second lieu, un passage 60 fait communiquer la chambre de détente 136 avec l'atmosphère à un endroit compris entre l'axe de rotation de l'arbre 121 et la surface inte- rieure du corps cylindrique 123. I1 s'ensuit que, bien qu'une certaine pression s'exerce dans la chambre de détente 136 par suite de l'action centrifuge, la pression sera inférieure a celle se manifestant dans le mode de réalisation de la fig. 1, car le passage 60 débouche dans l'atmosphère a un endroit espacé de l-'axe de rotation de l'arbre 121. On peut supprimer le passage 60 et faire communiquer la chambre de détente 136 directement avec l'atmosphère, comme indiqué, par un alésage ou trou 61 ménage dans la paroi du cylindre et, dans ce cas, aucune pression n'est exercée par suite de l'action centrifuge dans la chambre 136 pendant le fonctionnement. Bien que ceci n'ait pas été représenté, il est normal d'utiliser une rondelle Belleville double dans la chambre de détente 44 ou 144 de manière que le corps cylindrique 23 ou 123 ait tendance à être poussé vers la gauche afin qu'un agrippement initial soit exercé sur la chaîne 12 avant que la pression hydraulique soit disponible. On voit que la présente invention permet de réaliser un mode de réalisation perfectionné de pouliesprésentant un diamètre utile variable. En outre, la présente invention permet de réaliser une transmission variant de façon continue en utilisant une telle poulie. Dans cette transmission, les deux poulies peuvent être réalisées selon la structure de l'invention. En outre, dans une telle transmission, on utilise une commande pour l'entrée du fluide sous pression dans les chambres de travail 35 et 44 ainsi que 135 et 144 suivant les besoin pour modifier le rapport de la transmission. En outre, on peut utiliser des moyens pour créer une pression de compensation dans les chambres de détente 36, 136 et/ou 45 quand celles-ci sont conçues pour une compensa- tion des composantes centrifuges de la pression dans les chambres de travail 35 et 44 ainsi que 135 et 144. I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention tel qutil est défini par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1. Poulie a diamètre utile variable comprenant deux éléments de poulie qui comportent des surfaces convergentes orient8es l'une- vers l'autre et qui peuvent être déplacés l'un par rapport a l'autre de manière a modifier le diamètre utile de la poulie, le déplacement de ces deux éléments dans un sens les éloignant l'un de l'autre par suite delta tension se manifestant dans une courroie ou chaîne entraînée autour de ladite poulie, pendant le fonctionnement de cette poulie, étant contrôlé à l'aide d'un moyen formant piston associé a un des éléments et fonctionnant dans un moyen formant cylindre associé å l'autre élément, la poulie susvisée étant caractérisée par le fait que le moyen formant cylindre comprend au moins deux cylindres et que le moyen formant piston comprend au moins deux pistons pouvant coulisser chacun dans un cylindre différent parmi lesdits cylindres, un moyen de commande étant utilisé pour introduire un fluide sous pression dans les chambres de travail des cylindres simultanément de manière à agir sur les pistons en tendant a déplacer les éléments de poulie l'un vers l'autre, 2. Poulie suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'au moins un des cylindres constitue une chambre de détente qui se trouve sur le côté du piston du cylindre qui est opposé a la chambre de travail de ce cylindre 3.Poulie suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la chambre de détente ou chaque chambre de détente est mise en communication avec l'atmosphère par un passage qui est situé de manière a permettre, pendant le fonctionnement de la poulie, l'accumulation d'un certain volume-de liquide dans ladite chambre de telle sorte que la pression exercé par le liquide dans cette chambre en raison de l'action centrifuge équilibre complétement ou partiellement la partie de la pression qui, dans la chambre de travail du cylindre est due à l'action centrifuge. 4. Poulie suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que la chambre de détente ou chaque chambre de détente est mise en communication avec l'atmosphère au même endroit, radialement par rapport à l'axe de rotation de la poulie1 que l'endroit ou se trouve l'agencement de conduit à travers lequel le fluide sous pression est envoyé a la chambre de travail ou à chaque chambre de travail. 5. Poulie suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la chambre de détente ou chaque chambre de détente est mise en communication avec l'atmosphère à un endroit compris entre la paroi du cylindre contre laquelle porte le piston et la position radiale de l'agencement de conduit à travers lequel le fluide est envoyé à la chambre de travail ou à chaque chambre de travail, 6. Poulie suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux chambres de détente dont les passages de mise en communication avec l'atmosphère sont raccordés mutuellement. 7. Poulie suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la chambre de détente ou chaque chambre de détente est mise en communication avec l'atmosphère directement à travers la paroi du cylindre. 8! Poulie suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que tous les cylindres sont formés dans un corps cylindrique qui est divisé par une ou des cloisons de manière que soient constituées les chambres de travail et les chambres de détente. 9. Transmission à variation continue comprenant une poulie selon l'une quelconque des revendications précédentes et autour de laquelle est entraînée une bande sans fin qui est Bgslement lentraenée autour d'une autre poulie de diamètre utile variable. 10. Transmission suivant la revendication 9, caractérisée par le fait que ladite autre poulie est une poulie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.