Brevet FR2549187A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne un variateur de vitesse à courroie et disques coniques comportant un organe de traction ou courroie tournant entre des paires de disques coniques, chaque paire de disques coniques comportant un disque conique mobile par translation axiale et qui est manoeuvrable au moyen d'un dispositif hydraulique de poussée sous la forme d'une unité à cylindre et piston, dont le cylindre est avantageusement relié au disque conique tandis que le piston de poussée s'appuie axialement sur l'arbre de 10 la paire de disques, le liquide sous pression alimentant les cylindres, en fonction de la charge et de la démultiplication, par l'intermédiaire de distributeurs. De tels variateurs à courroie et disques coniques, dans lesquels les forces de poussée entre les disques coniques 15 et l'organe de transmission se déplaçant entre eux sont produites par une pression hydraulique, sont connus d'après de nombreux brevets de la Demanderesse Les dispositifs de poussée sont placés dans la plupart des cas dans des volumes de pression placés mutuellement l'un en face de l'autre en 20 diagonale de manière à pouvoir opérer avec un clavetage symétrique des disques On connaît cependant également d'autres agencements du dispositif de poussée. Un certain inconvénient de ces variateurs de vitesse commandés complètement de façon hydraulique consiste 25 en ce que, en cas de baisse de la pression hydraulique, à cause d'une fuite dans le circuit d'huile sous pression ou bien à cause d'une panne de la pompe à huile sous pression, le variateur est incapable de fonctionner Cela est inadmissible surtout lors de l'utilisation de tels variateurs dans 30 des véhicules automobiles. Sur cette base, l'invention a pour but d'améliorer le variateur à courroie et disques coniques décrit ci-dessus, faisant intervenir une commande et une poussée hydraulique, de manière que, en cas de baisse de la pression d'huile, 35 le variateur reste capable de fonctionner avec une faible démultiplication et que le véhicule soit ainsi encore capable de se déplacer en marche lente La structure compacte du variateur, qui est essentielle pour son application à des véhicules automobiles, n'est ainsi pas perdue. Selon l'invention ce problème est résolu en ce que le piston de poussée de la paire de disques placés du côté mené s'appuie axialement par l'intermédiaire d'un dispositif de poussée mécanique à cames contre l'arbre associé Ainsi dans l'ensemble de disques placés du côté mené, il est prévu un dispositif de poussée mécanique à cames qui ne produit aucune pression d'application lorsque l'installation hydrau10 lique fonctionne correctement mais qui sert seulement à la transmission de couple entre un disque conique et l'arbre, en assurant cependant lors d'une panne du système hydraulique, une poussée vers l'avant du disque placé du côté mené, c'està-dire que la transmission est amenée en marche lente et qu'une 15 force de poussée suffisante est produite dans cette position. Ainsi également en cas de coupure complète de la pression d'huile, on est assuré d'établir pour le véhicule une condition de marche de secours En même temps on obtient un effet d'assistance au démarrage, quand la pression de pompe ne 20 s'établit pas suffisamment rapidement. Evidemment il est connu par exemple d'après la demande de brevet allemand DE-OS 27 44 947 d'opérer avec une combinaison d'une poussée mécanique et d'une poussée hydraulique A cet égard, le dispositif de poussée mécanique fonctionne en parallèle au dispositif de poussée hydraulique, c'est-àdire que les disques coniques sont sollicités par la somme des forces produites mécaniquement et des forces produites hydrauliquement Au contraire, le dispositif de poussée mécanique à cames faisant l'objet de la demande de brevet assure le soutien axial du piston de pression et n'intervient pratiquement pas pendant la marche hydraulique normale Ce n'est que lorsque la pression hydraulique tombe en dessous d'une valeur minimale prédéterminée que, sous l'action du dispositif de poussée mécanique à cames, le piston de pression 35 est appliqué contre le disque conique mobile et assure la manoeuvre de la transmission dans le sens d'une" marche lente ". La poussée mécanique avec came est avantageusement produite de manière que le piston de pression comporte sur son moyeu des saillies axiales qui coopèrent avec des cames placées sur le côté frontal d'un support de cames s'appuyant axialement sur l'arbre et relié à celui-ci sans possibilité de rotation relative Les cames se composent chacune de deux branches disposées symétriquement dans la direction périphérique de manière que la transmission puisse fonctionner indépendamment du sens de charge et du sens de rotation. Les différentes branches de cames comportent deux parties 10 de pentes différentes Les parties de pente la plus raide, en considérant la direction périphérique, partent de la base de la came tandis que les parties plus plates viennent à la suite vers l'extérieur. Lorsque le système hydraulique est en fonctionne15 ment, les saillies du piston de pression sont placées à la base de la came sans jeu entre les parties à pente raide et les forces axiales produites lors de la transmission du couple constituent seulement une partiedes forces de soutien du piston de pression et n'ont aucune influence sur la 20 grandeur de la poussée exercée sur l'organe de traction, qui est seulement déterminée par la pression hydraulique. Après une panne hydraulique, les saillies du piston de pression arrivent sur les parties plus plates et les forces axiales produites dans cette zone lors de la transmission du 25 couple sont transmises directement par le piston de pression au disque conique et ont une valeur suffisamment grande pour qu'on soit assuré d'obtenir la poussée nécessaire sur l'organe de traction. Pour permettre d'obtenir ces deux modes opératoires, 30 le piston de pression est déplaçable par translation axiale, mais cependant sans pouvoir tourner, sur le moyeu du disque conique qui lui est associé. Enfin on obtient encore la possibilité de pousser le piston de pression Far un ressort de pression en direc35 tion du disque conique mobile afin que la transmission puisse également passer dans la condition de" marche lente" dans le cas d'un fonctionnement à vide et lors d'une alimentation insuffisante en huile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un variateur de vitesse à commande hydraulique, comportant un système hydraulique de soutien et de poussée de secours dans l'ensemble de disques menés, la figure 2 est une vue en plan du dispositif de poussée de 10 secours, faite dans la direction de la flèche II sur la fig. 1, et la figure 3 est une vue en plan conforme à la fig 2, o la saillie est remplacée par un galet. Le variateur de vitesse représenté sur la fig 1 comporte 15 un arbre menant 1 et un arbre mené 2 Sur l'arbre menant 1 sont disposés deux disques coniques 3, 4 et sur l'arbre mené 2 deux disques coniques 5, 6 entre lesquels se déplace l'organe de traction ou courroie sans fin 7 Le disque conique 6 est agencé sous forme d'un cylindre de pression, mobile par 20 translation axiale et comportant une enveloppe 8 pour le cylindre de pression 10 relié sans possibilité de rotation relative au moyeu intérieur 9 du disque conique 6 de façon à créer entre le disque conique 6 et le piston de pression une chambre de pression 11 Dans cette chambre de pression 25 est introduite de l'huile sous pression par l'intermédiaire d'un conduit 12, d'un trou axial 13 ménagé dans l'arbre 2 ainsi que par l'intermédiaire de trous 14 et 15 ménagés dans l'arbre ou dans le moyeu 9, en vue de produire la force nécessaire de compression sur l'organe de traction ou courroie 30 7. Le dispositif de poussée de secours est constitué par le piston de pression 10, mobile par translation axiale, relié sans possibilité de rotation relative au disque conique 6, sur le moyeu 17 duquel sont disposées extérieure35 ment des saillies de transmission 18, ainsi que par le support de cames 19 relié sans possibilité de rotation relative avec l'arbre mené 2 Le support de cames 19 s'appuie axialement vers l'extérieur, par l'intermédiaire d'une bague de sécurité ou analogue, contre l'arbre 2 tandis qu'à son autre extrémité des cames 20 sont usinées sur le côté frontal sur sa périphérie et coopèrent avec les saillies de transmission 18 Ainsi respectivement plusieurs saillies de transmission 18 et cames 20 sont réparties sur la périphérie. Dans une condition de marche o la pression d'huile est normale, les saillies 18 sont poussées dans le fond des cames 20, comme cela est indiqué sur la figure 2 en traits pleins Elles servent simplement dans cette position à une transmission de couple à la façon d'un cardan mais non cependant à la compression de l'organe de traction Lors d'une coupure de la pression d'huile, il se produit sous l'effet du ressort de poussée 21 et dans le cas de l'existence d'un couple par la poussée de secours, un déplacement du 15 piston de poussée 10 contre le disque conique 6 qui pousse l'organe de traction 7 vers l'extérieur jusqu'à ce qu'il prenne la position correspondante à son cercle primitif maximal En correspondance l'organe de traction 7 prend sur l'ensemble de disques menants son cercle primitif minimal, qui est déterminé par l'écartement maximal, limité mécaniquement, des disques coniques Sous l'influence d'un couple, le piston de poussée 10, relié sans possibilité de rotation relative au disque conique 6 mais pouvant cependant exécuter une translation axiale, et par conséquent les saillies de transmission 18, peuvent exécuter par rapport au support de cames 19 additionnellement une translation dans la direction périphérique jusqu'à ce qu'on atteigne par exemple la position représentée en traits interrompus sur la figure 2 Cela provoque une compression mécanique des disques coniques 6 contre l'organe de traction 7, indépendamment du couple et de l'angle d'inclinaison de cames 22 La poussée de ressort, qui n'autoriserait qu'une transmission limitée de couple, est ainsi complétée par une compression bien plus forte et fonction du couple Lors de la remise en service du système 35 hydraulique, le processus se déroule en sens inverse. Pour assurer l'étanchéité de la chambre de pression 11, il est prévu un joint d'étanchéite 37 entre le moyeu du disque conique 6 et le piston de pression 10. L'ensemble de disques menants est d'une construction classique Le disque conique 4 forme avec une virole 24 un cylindre de pression pour un piston de pression 25 solidaire de l'arbre et dont on ne voit sur la figure 1 que le collet monté sur l'arbre 1 Egalement le liquide sous pression parvient dans ce cylindre par l'intermédiaire d'un conduit 26 et d'un trou ménagé dans l'arbre et non représenté. Les conduits 12 et 26 sont reliés à un distributeur comportant un piston de distribution 27 à quatre arêtes, 10 qui répartit l'huile sous pression qui lui est fournie par une pompe 28 dans les conduits 12 et 26 L'excès de fluide sous pression revient par l'intermédiaire d'un conduit 32 et d'une soupape de sécurité 33 dans le réservoir de fluide sous pression Egalement le fluide sous pression refoulé peut revenir à partir de l'ensemble de disques correspondant ( ensemble cylindre-piston) par l'intermédiaire du distributeur et d'un conduit de retour 34 et d'une soupape de précontrainte 35, avantageusement prévue, dans le réservoir de fluide sous pression L'actionnement du piston de distri20 bution 27 à quatre arêtes est assuré par l'intermédiaire d'un levier de commande 29 articulé sur lui et qui s'accroche, en vue de maintenir le rapport de démultiplication de la transmission, par une extrémité dans une gorge 30 prévue sur le disque conique 4 mobile par translation axiale En outre il peut être 25 manoeuvré par l'intermédiaire d'un levier manuel 31 en vue de modifier à volonté le rapport de démultiplication de la transmission. La figure 3 représente un agencement particulièrement avantageux du système de poussée mécanique à cames. Dans ce cas, la partie extrême de la saillie de transmission 18 est remplacée par un galet 36 monté à rotation. REVENDICATIONS 1 Variateur de vitesse à courroie et disques coniques comportant un organe de traction ou courroie tournant entre des paires de disques coniques, chaque paire de disques coniques comportant un disque conique mobile par translation axiale et qui est manoeuvrable au moyen d'un dispositif hydraulique de poussée sous la forme d'une unité à cylindre et piston, dont le cylindre est avantageusement relié au disque conique tandis que le piston de poussée s'appuie axialement sur l'arbre de la paire de disques, le liquide sous pression alimentant les cylindres, en fonction de la charge et de la démultiplication, par l'intermédiaire de distributeurs, caractérisé en ce que le piston de pression ( 10) s'appuie axiaement sur l'arbre associé ( 2) par l'inter15 médiaire d'un dispositif de poussée mécanique à cames ( 18, 20). 2 Variateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de pression ( 10) comporte sur son moyeu ( 17) des saillies ( 18) orientées axialement et 20 coopérant avec des cames ( 20), disposées sur le côté frontal, d'un support de cames ( 19) s'appuyant axialement sur l'arbre ( 2) et relié à celui-ci sans possibilité de rotation relative. 3 Variateur de vitesse selon la revendication 2, caractérisé en ce que les saillies ( 18) portent à leur extrémité libre un galet ( 36) monté à rotation. 4 Variateur de vitesse selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cames ( 20) se composent chacune de 30 de deux branches disposées à peu près symétriquement dans la direction périphérique et qui rejoignent avec une pente croissante le fond commun de came. Variateur de vitesse selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle ( 22) existant à l'extrémité extrieure des branches de came est suffisamment aplati pour que les forces axiales correspondantes assurent une transmission de force exempte de glissement sur l'organe de traction ( 7). 6 Variateur de vitesse selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le piston de pression ( 10) est monté de façon à pouvoir se déplacer par translation axiale mais sans pouvoir tourner sur le moyeu ( 9) du disque conique mobile ( 6) qui lui est associé. 7 Variateur de vitesse selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le piston de pression ( 10) est poussé par un ressort de pression ( 21) en direction du disque conique mobile ( 6).