Brevet FR2552186A1 — publié le 19850322

La présente invention concerne une transmission à galets de traction à variation continue dans laquelle les surfaces opposées d'un disque torique menant et d'un disque torique mené prévus respectivement sur des arbres menant et mené situés sur le même axe coopèrent l'un avec l'autre pour constituer une cavité toroidale, et des galets de traction sont disposés dans la cavité toroïdale et sont en pri- se avec les disques toriques menant et mené de manière à ce qu'un couple élevé soit transmis par une force de traction engendrée dans la partie en prise, et plus particulièrement une transmission à variation continue dans laquelle la commande du rapport de transmission pour l'accélération et la décélération puisse être réalisée grâce à une force de commanae faible, dont la structure soit simple, la longévité excellente et le colt peu elevé. Les transrr.issions à galets de traction à variation continue telles que décrites ci-dessus sont connues, et l'on en a proposé de diverses. Par exemple, les transmissions enseignées dans les brevets U.S. Nos. 3 142 189 et 3 810 398 sont équipées d'un vérin hydraulique et d'une soupape asservie.Dans ces transmissions, un tourillon supportant en rotation les galets de traction est déplace dans la direction d'un axe de pivotement par le vérin hydraulique et, en conséquence est induit le pivotement du tourillon autour de l'arbre de pivot, afin de faire varier les rayons des cercles de contact des galets de traction avec les disques toriques menant et mené et réaliser une "a;uto- transmission", et pour également déplacer la soupape asservie vers l'arrière en faisant varier l'angle de-pivotement du tourillon, pour ainsi ramener le déplacement dans la direction de l'axe de pivotement en une position neutre. Cependant, le mécanisme hydraulique asservi est de structure et de réglage très complexes, et nécessite une source hydraulique etc plus particulièrement, l'utilisation d'une soupape asservie est susceptible de provoquer un effet de pompage. De plus, de telles transmissions sont onéreuses et il est difficile de les rendre compactes et légères. La transmission enseignée dans le brevet UqS. nO 2 086 491 ne fait pas appel à la pression hydraulique, mais utilise une vis sans fin et une couronne, une vis et un engrenage, une crémaillère et un pignon, etc ; pour directement faire pivoter le tourillon et ainsi réaliser les changements de vitesse. Cette transmission n'est pas du type dans lequel le tourillon, comme précédemment mentionné, est déplacé dans la direction de l'axe de pivotement, pour ainsi effectuer par lui-meme un changement de vitesse, mais est du type dans lequel le tourillon est forcé pour effectuer les changements de vitesse et, en conséquence, cette transmission nécessite une force importante pour les opérations de changement de vitesse, et un changement de vitesse brusque est difficile à obtenir avec un tel dispositif. En outre, dans la transmission enseignée dans le brevet U.S. nO 2 907 220, un organe de support supportant en rotation les galets de traction est supporté par un dispositif à vis et billes pour le déplacement dans la direction de l'axe de pivotement, et la force de poussée importante exercée sur les galets de traction est directement exercée comme effort radial sur la vis à billes, et ceci a fait apparaître un problème en ce qui concerne la longévité de la vis à bille ; de plus il est impossible que le roulement supportant les galets de traction en rotation soit de dimensions importantes, et ceci a également fait apparaître le problème de la longévité du roulement. La présente invention pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus inhérents à l'art antérieur. A cet effet, un dispositif à vis est prévu à l'extrémité de l'axe de pivotement des tourillons, et-le dispositif à vis peut être mis en rotation pour ainsi légèrement déplacer les tourillons dans la direction de l'axe de pivotement, et le changement de vitesse automatique, dans lequel les galets tournent, est induit en fonction du déplacement des tourillons et, par la rotation des galets de traction, les tourillons sont déplacés à pivotement et la vis est tournée dans le sens inverse, le déplacement étant ainsi ramené à sa position neutre d'origine, et ainsi peut être obtenu un changement de vitesse au rapport de transmission souhaité. L'invention est décrite ci-dessous en détail en référence à des formes de réalisation, représentées sur les dessins annexés, sur lesquels la Figure 1 est une vue en coupe transversale illustrant une transmission à galets de traction à variation continue selon une forme de réalisation de la présente invention la Figure 2 est une vue en plan de la forme de realisation de la Figure 1 ; et la Figure 3 est une vue en coupe transversale montrant les parties principales d'une autre forme de réalisation de la présente invention. En référence à la Figure 1, qui est une vue en coupe transversale d'une transmission à galets de traction à variation de la présente invention, un disque torique menant 2 est monté sur un arbre menant 1, représenté par sa surface d'extrémité, et est en prise avec lui grâce à un organe de prise, non représenté, de manière bien connue, de façon à ce qu'ils tournent ensemble. Bien que non représentés, un arbre mené et un disque torique mené sont prévus de façon similaire côté recto de la Figure 1. Entre le discue torique menant 2 et le disque torique mené, deux galets de traction gauche et droit 3 sont supportés en rotation sur des tourillons 4, et sont en prise avec les disques toriques menant et mené tout en étant repoussés l'un contre l'autre. Les extrémités supérieure et inférieure des tourillons sont maintenues en place par des organes de tension 5, par l'intermédiaire de roulements 6 à surface extérieure sphérique, la partie centrale de chacun des organe s de tension 5 étant supportée par un carter 15, par l'intermédiaire d'un montant sphérique 10. Ainsi les organes de tension sont rotatifs autour d'un axe de pivotement Z-Z, et peuvent se déplacer légèrement dans la direction de l'axe Z-Z. L'arbre de vis 7 d'une vis à billes est formé sur l'extrémité de l'arbre du tourillon 4, et une noix 8 à billes est vissée sur l'arbre de vis 7 par l'intermédiaire des billes. La noix â est montée rotative mais axialement fixe sur le carter 15 par un roulement 9, et des leviers de changement de vitesse gauche et droit opposés 11 et Il sont montés aux extrémités supérieures des noix, comme le montre la Figure 2, une extrémité de chacun des leviers de liaison 12 étant supportée à pivotement sur l'ex trémité de chacun des leviers de changement de vitesse 11 et 11. Les autres extrémités des leviers de liaison 12 sont reliées ensemble par un levier d'équilibraSe 13, et une tige de changement de vitesse 14 est supportée à pivotement sur la partie centrale du levier d'équilibrage 13, comme représenté.L'angle de pivotement est limité par l'entrée en contact du levier d'équilibrage 13 avec l'épaulement incliné 141 de la tige de changement de vitesse 14. Dans la forme de réalisation de la présente invention qui présente une telle structure, lorsque l'arbre menant 1 tourne, comme indiqué par la flèche A de la Figure 1, une force de traction Ft et un effort de pous sée Fa résultant du contact des galets de traction 3 avec le disque torique menant 2 et le disque torique mené (non représenté) sont exerces sur les galets de traction 3, comme représenté, et l'effort de poussée Fa est supporté par les organes de tension 5 et, du fait que les organes de tension 5 sont supportés par les parties sphériques du roulement 6 à surface extérieure sphérique et par le montant sphérique 10, les tourillons gauche et droit 4 peuvent se déplacer légèrement dans la direction de l'axe de pivotement Z-Z tout en impliquant le pivotement des organes de tension.Ainsi l'effort de poussée Fa n'est pas exercé sur l'arbre de vis 7 du dispositif à vis, sur la noix 8 et sur la bille ou roulement 9, mais seule la fore de traction agit sur oeux-ci. La direction d'action de omette force de traction FL est opposée à gauche et A droite et, lorsque 1' arore menant 1 tourne dans le sens de la flèche A, comme précédemment décrit, celui-ci engendre un couple tendant à faire tourner le levier de changement de vitesse droit 11 et le levier de liaison 12 dans la direction de la flèche B, et à faire tourner le levier de changement de vitesse gauche 11 et le levier de liaison 12 dans la direction de la flèche B'. Ces couples gauche et droit sont équilibrés par la liaison d'équilibrage 13, c'est-à-dire que les forces de traction deviennent mutuellement égales en amplitude.De plus le levier d'équilibrage 13 ne peut pivoter que dans la gamme d'angles limitée par son épaulement incliné 141 par rapport à la tige de transmission 14, comme précédemment décrit, et les angles de rotation des leviers de changement de vitesse gauche et droit 11 ne deviennent pas substantiellement différents l'un de l'autre, et l'équilibre entre les parties gauche et droite peut être conservé grâce aux leviers de changement de vitesse gauche et droit. Or, lorsque la tige de changement de vitesse 14 est déplacée verticalement sur la Figure 2, les leviers de changement de vitesse Il et il tournent dans des sens opposés pour déplacer les noix gauche et droite 8 et 8 dans des sens opposes, et les arbres de vis 7 se déplacent axialement vers l'arrière et vers l'avant et, ainsi, les tourillons gauche et droit 4 et 4 se déplacent dans des sens opposés le long de l'axe de pivotement Z-Z. Ainsi le galet de traction 3 est déplacé dans la direction de l'axe de pivotement Z-Z et, en conséquence, a lieu l'action de transmission automatique à variation continue bien connue, les galets de traction 3, et donc les tourillons 4, pivotent autour de l'axe de pivotement Z-Z, et le sens du pivotement est tel qu'il suit la rotation des noix 3 et par conséquent, par le guidage des arbres de vis 7, les tourillons 4 (le galet de traction 3) retournent dans leur position d'origine et, lorsqu'ils ont retrouvé leur position neutre, c'est-à-dire lorsqu'a été rétablie la condition dans laquelle l'axe de rotation des galets de traction 3 coupe l'axe des arbres menant et mené, la rotation des galets de traction 3 est interrompue.En fait, l'action de transmission automatique mentionnée ci-dessus arrive à sa fin et la vitesse peut être changée à un rapport de transmission souhaité correspondant à l'importance du déplacement de la tige de transmission 14. L'importance du déplacement des tourillons dans la direction de l'axe de pivotement Z-Z pendant le changement de vitesse est très faible, et ce déplacement est sensiblement accru aux extrémités des leviers de changement de vitesse 11 par l'intermédiaire d'un dispositif à vis et, par conséquent, la force de traction Ft mentionnée plus haut est sensiblement réduite en ces parties d'extrémité et, ainsi, la force de commande nécessaire pour déplacer la tige de changement de vitesse 14 à des fins de changement de vitesse peut être beaucoup plus faible en comparaison avec le cas où les extrémités des arbres des tourillons sont directement poussées dans la direction de l'axe Z-Z pour effectuer un changement de vitesse. De plus, au pivotement des tourillons 4 s'oppose une résistance provoquée par la force de poussée sur la vis, engendrée par le fait que la force de traction Ft est appliquée dans la direction de l'axe Z-Z, et la composante de la force de traction dans la direction du changement de vitesse, perpendiculairement à la force de traction Ft engendrée par le déplacement des tourillons 4 dans la direction de l'axe Z-Z, surmonte la résistance mentionnée ci-dessus pour faire pivoter les tourillons et ainsi effectuer le changement de vitesse et, par conséquent, si la force de frottement du dispositif à vis est importante, un changement de vitesse régulier ne peut être obtenu dans certains cas. Mais si l'on adopte une structure à vis et billes, comme dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, ses propriétés de frottement faible réussiront à réduire la résistance au pivotement des tourillons, et seul l'effort axial (la force de traction Ft) agit sur la vis à billes, et aucun effort radial, oui est nocif en ce qui concerne les frottements de la vis à billes, ne sera exercé sur la vis à billes et, en conséquence, on peut s'attendre à une action de transmission très régulière et à une bonne longévité. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à un dispositif à vis et billes, mais peut également faire appel à un dispositif à vis à glissement. Par opposition à la forme de réalisation décrite ci-dessus, une forme de réalisation dans laquelle une noix à billes qui est une vis femelle est ménagée en 81 sur l'extrémité de l'arbre du tourillon, comme représenté sur la Figure 3, un arbre fileté 71, qui est une vis mâle, est supporté rotatif et axialement fixe sur le carter 15 par llin- termédiaire d'un roulement 91, et le levier de changement de vitesse 11 est monté sur l'arbre fileté 71, ce qui peut avoir pour conséquence un fonctionnement et un résultat similaires. La structure de support pour le montage des tourillons sur le carter avec un léger déplacement dans la direction de l'axe de pivotement Z-Z n'est pas limitée à la présente forme de réalisation, ceux-ci pouvant également être suspendus, par exemple, au moyen d'un dispositif à ressorts. Comme décrit plus haut, la transmission de la présente invention ne fait appel à aucun mécanisme hydraulique asservi complexe, ni à une source hydraulique ou à des engrenages, mais présente une structure simple en utilisant un dispositif à vis comme mécanisme de liaison pour les changements de vitesse, et elle peut donc être rendue compacte et légère, et ainsi procurer une transmission à galets de traction à variation continue qui ait une durée de vie élevée et soit peu onéreuse. En particulier; elle exploite habilement l'action de transmission automatique et peut fournir de- façon précise et fiable un rapport de transmission souhaité à l'aide d'une force de commande faible, ce qui contribue grandement à la mise en pratique des transmissions à galets de traction à variation continue qui ont récemment attiré l'attention comme solution partielle au problème de la consommation des véhicules en carburant. R E V E N D 1. C A T. '.1 Ô N S 1. Transmission à variation continue, du type comprenant un carter (15), un arbre menant (1) et un arbre mené supportés coaxialement en rotation par le carter, un disque torique menant (2) et un disque torique mené montés respectivement sur lesdits arbres menant et mené, et en prise avec ces arbres pour tourner avec eux, les surfaces opposées des disques toriques coopérant l'une avec l'autre pour former une cavité toroïdale, une pluralité de galets de traction (3) disposés symétriquement dans la cavité to roidale par rapport aux axes des arbres menant et mené, des tourillons (4) supportant en rotation les galets de traction et supportés par le carter (15) pour pivoter autour d'un axe de pivotement (Z-Z) perpendiculaire à l'axe de rotation des galets de traction, et des moyens de pression (5) destinés à repousser les disques toriques menant et mené et les galets de traction (3) les uns contre les autres pour les amener en prise les uns avec les autres et engendrer une force de traction (Ft), caractérisée en ce que sont prévus un dispositif de support (6) pour le montage des tourillons (4) sur le carter (15) de-manière à ce qu'ils puissent se déplacer légèrement dans la direction de l'axe' de pivotement, un dispositif à vis (7,8) à l'extrémité de l'axe de pivotement desdits tourillons (4), et un mécanisme de liaison (11,14) pour changement de vitesse sur le dispositif à vis, destiné à déplacer les tourillons de façon rectiligne dans la direction de l'axe de pivotement (Z-Z), par l'interme- diaire du dispositif à vis (7,8). 2. Transmission selon la revendications 1, carac térisceen ce que le dispositif à vis comprend, en combinaison, une Vis mâle (7) et une vis femelle (8), l'une desdites vis étant ménagée à l'extrémité de l'arbre des tourillons (4), et l'autre étant supportée par roulement (6) sur le carter (15), en rotation mais axialement fixe, ladite autre vis (8) comportant un mécanisme de liaison (11 à 14) pour changement de vitesse monté sur celle-ci. 3. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif à vis est une vis à billes comprenant une vis mâle (7), une vis femelle (8) et une pluralité de billes intercalées entre les gorges desdites vis, l'une des deux vis, mâle et femelle, étant ménagée sur l'extrémité de l'arbre de chacun des tourillons (4), et l'autre étant supportée par roulement (9) sur le carter (15), en rotation et axialement fixe, sur ladite autre vis (8) étant monté un mécanisme de liaison (11, 12, 13, 14) pour changement de vitesse. 4. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que les galets de traction (3) disposés dans ladite cavité toroïdale sont constitués de deux galets de traction gauche et droit, et en ce qu'elle comprend en outre des dispositifs à vis prévus aux extrémités supérieures des tourillons (4), supportant les galets de traction respectifs, et un mécanisme de liaison pour changement de vitesse comprenant un levier de changement de vitesse (11) monté sur chacun des dispositifs à vis (7, 8), un levier de liaison (12) dont l'extrémité est supportée à pivotement sur chacun des leviers (11) de changement de vitesse, un levier d'équilibrage (13) reliant les autres extrémités des leviers de liaison (12), et une tite de changement de vitesse (14) montée sur la partie centrale de la liaison d'équilibrage (13). 5. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux galets de traction gauche et droit (3) et deux tourillons gauche et droit (4) sont prévus, les extrémités supérieures et inférieure de chacun des tourillons étant maintenues en place par des organes de tension (5), par l'intermédiaire d'un roulement (6) à surface extérieure sphérique, et que la partie centrale de chacun des organes de tension (5) est supportée par le carter (15) par l'intermédiaire d'un montant sphérique (10), afin de rendre les tourillons (4) légèrement mobiles dans la direction de l'axe de pivotement (Z-Z).