Brevet FR2746474A1 — publié le 19970926

Mécanisme de transmission rotatif par friction à rapport variable DESCRIPTION La présente invention concerne une transmission rotative par friction à rapport variable utilisant des pièces de résolution à surface toroïdale concave. Elle concerne plus particulièrement une conception nouvelle des élements transmettant le mouvement de rotation entre les disques toroïdaux. Cette nouvelle conception permet de controler, avec un effort très faible la variation du rapport de démultiplication de façon continue dans une très large gamme de valeurs. Elle permet aussi d'assurer les fonctions de point mort. d'embrayage et d'inversion de sens de rotation. L'tnvention peut trouver application dans toute machine ou vehicule requérant la transmission d'un mouvement rotatif avec un rapport de démultiplication pouvant être fixe ou variable ou capable de s'annuler ou capable de s' inverser. Dans les mécanismes à disques toroidaux conventionels. un galet assure la transmission de la puissance en roulant sur chacune des deux surfaces toroïdales entrainées respectivement par l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie. La variation du rapport de démultiplication s'obtient en inclinant l'axe du galet ce qui modifie la position des points de contact du galet sur chacune des surfaces toroidales. Ce déplacement s'apparente à un glissement pur. Pour obtenir ce déplacement. il faut donc vaincre des forces de friction dont l'intensité élevée est proportionelle et de même ordre de grandeur que l'intensité des forces de précontraintes introduites dans le mécanisme pour établir la friction permettant de transmettre la puissance. Il est ainsi souvent nécessaire d'asservir cette commande de variation du rapport de démultiplication à l'aide d'un système externe de puissance. Le rapport de démultiplication des mécanismes conventionels est limité par conception à varier dans une plage de saleurs étroite. Communément il peut évoluer de manière continue et réversible d'un rapport de réduction de 1/3 en passant par un mode de prise directe 1/1, vers un rapport de démultiplication de 3,1 Pour assurer les fonctions de point mort. d'embrayage et d'inversion du sens de rotation. les mécanismes consennonels à disques toroidaux doivent être accouplés à un train d'engrenages épicycloidal par l'interméiaire d'une transmission utilisant deux lignes de puissance parallèles. La présente invention vise à pallier les inconvénients des mécanismes conventionels précités. Un premier objectif de l'invention est de quasiment annuler l'intensité des forces requises pour controler le rapport de démultiplication. Ceci permet de transmettre des puissances élevées sans que la sélection du rapport de démultiplication ne nécessite l'utilisation d'un système externe de puissance. Cela permet aussi de sélectionner n'importe quel rapport de démultiplication d'une manière extrêmement rapide et précise. Un second objectif est de permettre au rapport de démultiplication de varier dans une gamme de valeurs bien plus large que celle offerte par les mécanismes conventionels. Un troisième objectif est de permettre à la transmission d'assurer les fonctions de point mort , d'embrayage et d'inversion du sens de rotation sans nécessiter l'utilisation additionelle d'un mécanisme de transmission externe. L'insention permet de réaliser tous ces objectifs en remplaçant le galet utilisé dans les mécanismes conventionels par un nombre réduit de pièces mécaniques simples. Le mécanisme selon l'invention comporte selon une première caractéristique, une sphère maintenue dans un berceau, deux billes maintenues dans une cage, deux pièces de révolution coaxiales à surface toroïdale concaves que l'on appelera disques toroïdaux et un bâti assurant le positionnement de ces éléments. La sphère est libre en rotation autour d'un axe diamétral porté par le berceau. Cet axe est inclinable dans un plan contenant l'axe de rotation commun des deux disques toroïdaux. Les billes sont libres en rotation autour de leurs centres. Une bille assure par friction la transmission du mouvement de rotation du disque toroïdal d'entrée à la sphère. L'autre bille assurant par friction la transmission du mouvement de rotation de la sphère au disque toroidal de sortie. La géometrie du mécanisme et l'introduction de précontraintes par le bâti assurent à chacune des deux billes deux contacts permanents de type roulement sans glissement. Ceci quels que soient les vitesses de rotation des disques toroidaux et la variation d'inclinaison de l'axe de la sphère. C'est la combinaison de l'inclinaison de l'axe de la sphère et du déplacement induit des deux billes qui permet de faire varier, à l'arret comme en fonctionnement, le rapport de démultiplication du mécanisme d'une manière continue. Par un choix judicieux de sa géometrie, le mécanisme peut aussi permettre d'assurer les fonctions de point mort, d'embrayage et d'inversion de sens de rotation. La figure I représente une coupe simplifiée d'un mécanisme conventionel à disques toroïdaux. La figure 7 représente le schémas de principe d'un mécanisme conventionel requérant l'utilisation d'un train d'engrenage épicycloidal pour assurer les fonctions de point mort et d'inversion de sens. La figure 3 représente en coupe simplifiée un premier mécanisme selon l'invention avec les points géométriques de référence utilisés. La figure 3a représente en coupe simplifiée le même mécanisme avec les angles caractéristiques utilisés. La figure 3b représente en coupe simplifiée le même mécanisme avec les forces de contact tangentielles et normales présentes aux points de contact La figure 4 représente la courbe de variation du rapport de démultiplication d'un second mécanisme selon l'invention. La figure 5 représente en coupe simpifiée la configuration du mécanisme correspondant au point Q5 de la courbe de la figure 4. La figure 6 représente en coupe simplifiée la configuration du mécanisme correspondant au point n6 de la courbe de la figure 4. La figure 7 représente en coupe simplifiée la configuration du mécanisme correspondant au point Q7 de la courbe de la figure 4. La figure 8 représente la courbe de variation du rapport de démultiplication d'un troisième mécanisme selon l'invention. La figure 9 représente en coupe simplifiée la configuration du mécanisme correspondant au point Q9 de la courbe de la figure 8. La figure 10 représente en coupe simplifiée la configuration du mécanisme correspondant au point Q10 de la courbe de la figure 8 La figure Il représente en coupe simplifiée la configuration du mécanisme correspondant au point R11 de la courbe de la figure 8. La figure 12 représente une vue en trois dimensions simplifiée d'un quatrième mécanisme selon l'invention. La figure 13 représente en coupe un cinquième mécanisme selon l'invention. La figure 14 représente une vue selon la coupe A-A du mécanisme représenté à la figure 13 La figure 15 représente en coupe simplifiée une première variante possible d'un mécanisme selon l'invention. La figure 16 représente en coupe simplifiée une deuxième variante possible d'un mécanisme selon l'invention. La figure 17 représente en coupe simplifiée une troisième variante possible d'un mécanisme selon l'invention. La figure 18 représente en coupe simplifiée une quatrième variante possible d'un mécanisme selon l'invention. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 3 12. 13 et 14. le mécanisme est constitué des sept éléments principaux suivants - Une sphère (9) de rayon Rs et de centre 0 .La sphère est libre en rotation autour d'un axe diamétral OE . La sphère (9) peut avoir, par exemple, la forme représentée sur les figures 12 13 et 14. - Un berceau (13) portant l'axe de rotation OE de la sphère. Le berceau permet d'incliner l'axe de rotation OE de la sphère (9) dans un plan P ,tout en conservant la position dans l'espace du centre O de la sphère (9) . Le berceau (13) peut pivoter autour d' un axe perpendiculaire au plan P et passant par le centre O de la sphère (9) . Enfin, la forme du berceau doit aussi permettre à une bille de diamètre b de circuler librement sur une portion maximale de la surface de la sphère (9) . Pour assurer simultanément l'ensemble de ces fonctions, le berceau (13) peut avoir, par exemple, la forme représentée sur les figures 12 , 13 et 14. - Deux billes identiques (8) et (10) de diamètre Ob - Une cage (12) de maintien des deux billes qui: * Maintient une distance fixe entre le centre des deux billes (8) et (10) . * Permet aux centres des deux billes (8) et (10) de se déplacer suivant un arc de cercle contenu dans le plan P. * Assure un contact permanent entre chacune des billes (8) et (10) et la sphère (9) . * Laisse chacune des deux billes (8) et (10) libre en rotation dans les trois axes autour de son centre. La cage doit ainsi pouvoir pivoter autour d'un axe qui est l'axe de pivotement du berceau (13) . Pour assurer simultanément l'ensemble de ces fonctions, la cage (12) peut avoir, par exemple, la forme représentée sur les figures 12, 13 et 14. - Deux pièces de révolution (7) et (I 1) identiques à surfaces toroïdales concaves. Ces surfaces dont la géneratrice est un arc de cercle, permettent, dans le plan P d'épouser parfaitement la surface d'une sphère théorique de rayon Rs + b et de centre O.Les axes de révolution des deux disques toroïdaux (7) et (11) sont confondus et situés dans le plan P. Les deux disques toroïdaux (7) et (11) sont libres en rotation, de manière indépendante, autour de leur axe de révolution commun. Ils sont positionnés de façon à ce que leurs faces circulaires de rayon minimal soient parallèles, proches l'une de l'autre, mais ne puissent se toucher. L'ensemble formé des deux disques toroidaux (7) et (11) peut avoir, par exemple, la forme représentée sur les figures 3 , 12 , 13 et 14 - Un bâti (14) ensemble de pièces dont la fonction primaire est de maintenir en position les sept éléments décrits ci-dessus ,de manière à assurer un contact permanent de type roulement sans glissement au niveau des quatre interfaces représentées sur les figures 3 . 3a et 3b * Le disque toroïdal (7) avec la bille (8) au point A * La bille (8) avec la sphère (9) au point B * La sphère (9) avec la bille (10) au point C * La bille (10) avec le disque toroidal (11) au point D Le bâti constitue l'interface du mécanisme avec son environnement . Il doit aussi assurer l'entrainement, la protection , la lubrification et le refroidissement de ses éléments . II doit enfin fournir les solutions optimales aux problèmes d'usure ,de vibration et d'asservissement en fonctionnement . Pour répondre à l'ensemble de ces contraintes on pourra utiliser les solutions technologiques déjà développées pour les transmissions à disques toroidaux conventionelles Par un choix judicieux des dimensions du bâti on introduit des précontraintes au niveau des quatre interfaces. Ces précontraintes ont pour but l'établissement d'une force normale au plan de contact en chacun des quatre points A B B , C et D. En respectant certaines conditions relatives au rapport entre ces précontraintes et la puissance transmise, les phénomènes de friction entre solides assurent l'établissement d'une liaison de type roulement sans glissement en chacun de ces quatre points. Ce type de liaison permet simultanément - La transmission du mouvement de rotation du disque toroïdal (7) vers le disque toroidal (11) au travers des deux billes (8) et (10) et de la sphère (9) - Le déplacement induit de l'ensemble formé par les deux billes (8) et (10) et la cage (12) lorsque l'on modifie l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) - La modification induite de l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) lorsque l'on déplace l'ensemble formé par les deux billes (8) et (10) et la cage (12) On definit X ,rapport de démultiplication du mécanisme comme étant le quotient de la vitesse de rotation Il du disque toroidal de sortie (11) par la vitesse de rotation 07 du disque toroidal d'entrée (7) C'est l'induction réciproque et la combinaison de l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) avec le déplacement des deux billes (8) et (10) , qui . modifiant la position des quatre points de contact , permet une N variation continue du rapport de démultiplication k . Cette variation peut être indifféremment obtenue par I' une, au moins. des deux actions suivantes: - Le déplacement de l'ensemble formé des deux billes (8) et (10) par le pivotement de la cage (12) - La modification de l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) par le pivotement du berceau (14). Dans tous les cas, I'effort à appliquer sur la commande de sélection du rapport de démultiplication du mécanisme reste très faible puisque proportionnel au coefficient de résistance au roulement Cr des billes. La figure 3a représente les efforts normaux de précontrainte V et N2 introduits dans le mécanisme aux points de contact B et C des billes (8) et (10) avec la sphère (9) pour assurer une transmission de la puissance par des conctacts de type roulement sans glissement . La sélection d'un rapport par inclinaison de l'axe de la sphère entraine les billes à rouler entre les surfaces toroidales des disques (7) et (11) et la surface de la sphère (9). L'ensemble de ces déplacements est analogue aux déplacement induits par la rotation d'un arbre monté serré dans un roulement à billes lui-même serré dans un alésage . L'effort F, de sélection de rapport ne devra donc vaincre que des forces de frottement tangentielles et T et T dont les intensités très faibles sont ,en première approximation ,proportionelles au produit du coefficient de roulement des billes Cr par l'intensité des forces de précontraintes N1 et N2 Pour les matériaux utilisés dans ce genre de mécanisme on obtient les relations suivantes: T = Cr x N T2 = Cr x N2 avec 10 Par contraste @dans les mécanismes à disques toroïdaux conventionels décrits précédemment ce même effort Fs est proportional au coefficient de frottement du galet sur les disques. La figure 1 représente de manière simplifiée l'un de ces mécanismes òu un galet (3) assure la transmission de la puissance en roulant sur chacun des deux disques toroïdaux (I) et (2) . Le galet est libre en rotation autour de son axe de symétrie. Le galet est fixe sur un support (4) permettant d'incliner son axe. Ces elements sont montés sous contrainte de manière à ce que la rotation soit transmise par roulement sans glissement du galet (3) sur les surfaces toroïdales (1) et (2) On introduit donc des efforts normaux Nl' et N'2 aux points R et S de contact entre le galet (3) et les disques (I) et (2) . La variation du rapport t de démultiplication s'obtient en inclinant l'axe du galet ,) dans un plan contenant l'axe de rotation commun des disques toroïdaux (I) et (2) - Ceci modifie la position des points de contact R et S . Ce déplacement s'apparente à un glissement pur. Pour obtenir ce déplacement. il faut donc appliquer un effort de sélection F' capable de vaincre des forces de friction T' et T.' dont les intensités élevées sont, en première approximation , proportionelles au produit du coefficient de frottement dynamique Cf du galet (3) sur les disques (1) et (2) par l'intensité des forces de précontraintes N et N'2 . Pour les matériaux utilisés dans ce genre de mécanisme on obtient les relations suivantes: T' = Cf x N T' = Cf avec avec 10-1 Pour des matériaux, des dimensions et une puissance à transmettre similaires, le mécanisme suivant l'invention permet donc une réduction en magnitude (de l'ordre de 10-5) de l'intensité de l'effort de sélection Fs à appliquer . II n'est ainsi plus nécessaire d'asservir cette commande de variation du rapport de démultiplication à l'aide d'un système externe de puissance. La sélection de n'importe quelle valeur du rapport x dans la gamme disponible peut être realisée de manière très précise et quasi instantanée. On s'affranchit aussi de l'usure importante du galet et des surfaces toroïdales causée par le glissement relatif de ces éléments lors de toute nouvelle sélection de rapport. La variation du rapport de transmission peut être effectuée quelle que soit la vitesse de rotation du disque toroïdal d'entrée: y compris à l'arrêt. Le rapport de transmission peut aussi être rendu invariable en empêchant toute modification de la position de l'axe OE de la sphère (9) et de la cage (12) De par sa géometrie, le mécanisme cumule les variations de rapport des trois sous-systèmes suivants - Le sous-systeme disque toroïdal d'entrée (7) sphère (9) par l'intermédiaire de la bille (8) - Le sous-systeme bille (8) bille (10) par l'intermédiaire de la sphère (9) - Le sous-systeme sphère (9) disque toroïdal de sortie (11) par l'intermédiaire de la bille (10) A partir des grandeurs géométriques caractéristiques du mécanisme, on peut établir la relation mathématique liant le rapport de démultiplication X et l'inclinaison de l'axe OE de la sphere (9). Grandeurs constantes Rc o Rayon minimal commun des disques toroïdaux (7) et (1 1). Soit la distance entre les points F et F' Gb # Diamètre commun des billes (8) et (10). Rs o Rayon de la sphère (9). cp # Angle Boy, angle fixe formé par les segments joignant les centres de chacune des deux billes (8) et (10) avec le centre de la sphère (9) Grandeurs variables #@ # Vitesse de rotation du disque toroldal d'entrée (7) #8 #9 # Vitesse de rotation de la sphère (9) #10 # Vitesse de rotation de la bille (10) #11 # Vitesse de rotation du disque toroïdal de sortie (11) i. o Rapport de démultiplication du mécanisme Ob # Angle XOB, angle formé par l'axe OX et le segment joignant le centre O de la sphère (9) et le point de contact B. Os # Angle XOE , angle formé par l'axe OX et l'axe OE de rotation de la sphère (9) . Les équations cinématiques sont établies dans le repère cartésien ( O,Ox,Oy,Oz) pour les quatre points de contact ou les liaisons sont de type roulement sans glissement . Le calcul des vitesses linéaires aux quatre points de contact donne Au point A Va = #7 x d(A,A) = #@ x [ Rc + (Rs + #b) x (1 - sin ( #b)) ] Au point B Vb = #9 x d(B,B) = #9 x [ Rs x sin ( #s - #b)] Au point C Vc = #9 x d(C,C) = #9 x [ Rs x sin ( #b - # - #s)] Au point D Vd = #11 x d(D,D) = #11 x [ Rc + (Rs + #b) x (1 - sin ( #b - #)) ] La transmission du mouvement de rotation par friction sans glissementon est décrit par les deux équations Va = - Vb et Vc = - Vd L'induction du déplacement de l'ensemble formé de la cage (12) et des deux billes (8) et (10) par l'inclinaison de l'axe OE de rotation de la sphère (9) est décrit par l'équation: Ob = 1/2 x Os + a CL représente la valeur fixe et théorique de l'angle Ob lorsque l'angle Os a une valeur nulle. Pour simplifier c'est l'angle que formerait une droite passant par le centre de la sphère (9) et le centre de la bille (8) avec l'horizontale, si l'on inclinait l'axe de la sphère à l'horizontale. L'angle a est une constante, déterminée par la position relative de la cage (12) par rapport au berceau (14) lors de l'assemblage du mécanisme. En combinant ces sept équations on obtient la relation entre le rapport de démultiplication A et la position angulaire Os de l'axe de rotation OE la sphère (9) #11 [Rc + (Rs + #b)(1 - sin ( #s + &alpha; ))] x sin (&alpha; + # - #s ) # = = #7 [Rc + (Rs + b)(1 - sin ( #s + &alpha; +# ))] x sin ( #s - &alpha; ) Equation [1] Le rapport A peut aussi être exprimé en fonction de la position angulaire de l'ensemble formé par la cage (12) et les deux billes (8) et (10) [ Rc + (Rs + #b)( 1 - sin ( #b ) ) ] x sin (# - 2 &alpha; - #b ) # = - [ Rc + (Rs + #b)( 1 - sin ( #b + # ) ) ] x sin ( #b - 2&alpha; ) Equation [2] Le rapport A est dépendant des rapports choisis entre les trois dimensions caractéristiques des éléments ( Rc. Rs, b ) et de leurs positions relatives lors de l'assemblage (angle a et angle ep ). L'équation [1 l permet d'établir les limites théoriques du domaine de variation du rapport de démultiplication # On étudiera ce domaine de variation dans le cas d'un mécanisme aux grandeurs caractéristiques suivantes : &alpha; = 0 deg # = 90 deg Rc = 2 x b Rs = 3 x Gb Ainsi, lorsque l'axe de la sphère (9) est horizontal, le centre de la bille (8) se trouve aussi sur l'axe horizontal Ox Le centre de la bille (10) se trouve, lui sur l'axe verticai Oy En faisant varier l'angle Os de 0 à 180 deg, on obtient une variation continue du rapport A de l'infini à 0. Cette courbe de variation est représentée sur la figure 4. La configuration du mécanisme pour les trois points 525 , 526 et Q7 de la courbe est représentée respectivement sur les figures S , 6 et 7 La plage de variation du rapport de démultiplication dans un mécanisme selon l'invention peut être ainsi beaucoup plus étendue que celle d'un mécanisme à disques toroidaux conventionel. En fonction de l'application, on peut limiter cette plage de variation en limitant le débattemement angulaire du berceau (14) ou le déplacement de la cage (12) Un mécanisme à disques toroïdaux conventionel ne peut annuler ni inverser le sens de rotation de son disque toroïdal de sortie. Comme illustré sur la figure 2 un mécanisme conventionel doit pour assurer les fonctions de point mort et de marche arrière, être integré dans une transmission complexe. Celle ci comprend une première ligne de transmission (5a) dont la vitesse de rotation peut être variée à l'aide d'un mécanisme à disques toroldaux conventionel et une seconde ligne parallèle à vitesse de rotation fixe (5b) . Ces deux lignes sont integrées dans un train d'engrenages épicycloïdal (6) . La vitesse de rotation de l'arbre de sortie du train (6) est une resultante de la difference entre les vitesses de rotation des deux lignes de transmissions parallèles (5a) et (5b) En faisant varier la vitesse de la ligne de transmission (5a) on peut faire décroître la vitesse de rotation de l'arbre de sortie (6) jusqu'à l'annuler, puis, inverser son sens de rotation et la faire croître à nouveau L'invention permet d'assurer les fonctions de point mort , d'embrayage et de marche arrière de manière complètement autonome. On peut illustrer ces trois modes de fonctionnements avec un mécanisme aux caractéristiques suivantes : a = 75 deg # = 90 deg Rc = 2 x eb Rs = 3 x Gb La courbe correspondante à la variation de t en fonction de l'angle Os est représentée sur la figure 8 En faisant varier l'angle Os de O à - 90 deg , on obtient une variation continue du rapport i. de + 0.11 à - 0.91 . Le rapport # s'annule en changeant de signe pour une valeur de Os égale à - 30 deg . C'est la position de point mort illustrée par le point #10 de la courbe. La configuration correspondante du mécanisme est représentée sur la figure 10 . Le disque toroïdal de sortie (11) reste immobile, quelque soit le régime de rotation du disque toroldal d'entrée (7) . La bille (10) se trouve ainsi animée d'un mouvement de pivotement sur elle-même et n'entraine plus en rotation le disque toroïdal de sortie ( Il) . Pour obtenir ce mode de fonctionnement il suffit que l'un des deux points de contact B pour la bille (8) ou C pour la bille (10) se trouve situé sur l'axe de rotation OE de la sphère (9). Dés que l'on incline l'axe de rotation OE de la sphère (9) par rapport à cette position, on augmente de manière progressive la valeur absolue du rapport Pour une vitesse de rotation du disque toroïdal d'entrée (7) quelconque. on assure une mise en rotation progressive du disque toroldal de sortie (11) . Ce mode de fonctionnement correspond à celui d'un mécanisme d'embrayage. Si l'on incline l'axe de rotation OE de la sphère (9) de manière symétrique par rapport à sa position lorsque le mécanisme assure la fonction de point mort. on obtient une inversion du sens relatif de rotation du disque toroidal de sortie (11) par rapport au disque toroïdal d'entrée (7) . C'est le mode de fonctionnement en inversion de sens de rotation analogue à la marche arrière d'une boite de vitesse d'automobile. Les configurations du mécanisme correspondant aux points Q9 et #11 de la courbe sont représentées respectivement sur les figures 9 et 11 Les modes de point mort, d'embrayage et d'inversion de sens de rotation prennent tous les trois place, en se combinant, au voisinage de la position de point mort . Cette simultanéité rend possible leur utilisation en évitant tout choc ou à-coup dommageable au mécanisme. Les équations [ I ] et [ 2 ] définissent les relations mathématiques existant entr La simplicité et le nombre réduit des pièces rendent possible la fabrication de mécanismes de tailles très différentes, dans des materiaux divers. La gamme de puissance transmissible est ainsi très étendue. En première approximation elle est proportionnelle au cube du diamètre des billes. Un grand nombre de variantes du mécanisme peuvent être dérivées de la configuration de base décrite jusqu'ici. -La forme des disques toroïdaux peut être adaptée à l'application comme illustré sur la figure 15 - Les axes des disques toroïdaux d'entrée et de sortie peuvent être confondus, comme dans la configuration de base, mais aussi parallèles ou encore sécants comme illustré sur la figure 16 -Le nombre de disques toroïdaux peut être supérieur à deux. Ceci permet la transmission d'un ou de deux mouvements de rotation d'entrée vers un ou plusieurs disque toroïdal de sortie comme illustré sur la figure 16. - Dans le cas d'une configuration à axes confondus, le mécanisme peut comporter plusieurs ensembles sphère/berceau/cage/billes identiques. répartis autour de cet axe de manière à permettre leur fonctionnement simultané. On peut ainsi accroître la puissance transmissible en multipliant le nombre de points de contact. Et ceci pour un faible accroissement d'encombrement comme illustré sur la figure 17 . Une répartition spatiale judicieuse de ces ensembles identiques permet aussi d'équilibrer les efforts de précontrainte introduits dans le mécanisme. -La géométrie du mécanisme peut permettre à l'une des billes au moins de ne plus être en contact permanent avec la sphère ou avec son disque toroidal respectif lors du déplacement de la cage. Ce principe peut être appliqué pour optimiser le fonctionement du mécanisme en mode point mort décrit précédement. II suffit d'aplanir légèrement la portion de la surface de la sphère située au voisinage de son axe de rotation . En position de point mort , la sphère et la bille ne sont plus en contact et cette dernière s'immobilise. On supprime ainsi les phénomènes d'usure et d'échauffement qu'aurait induit le pivotement continu de la bille sur une portion fixe de la surface du disque et qui aurait conduit à limiter la durée de fonctionement du mécanisme en mode point mort. Plus généralement la surface de la sphère peut être altérée de manière à ce que l'une au moins des billes ne soit plus en contact avec elle dans certaines positions. II est ainsi possible d'introduire un nouveau mode de point mort et d'embrayage pour des valeurs du rapport de transmission prédéfinies . Ceci peut aussi être obtenu en altérant la surface du disque toroïdal comme illustré dans la partie gauche de la figure 18. On peut enfin permettre à l'une au moins des billes de se déplacer de manière à ce qu'elle quitte la surface de son disque toroldal respectif, comme illustré sur la partie droite de la figure 18 -Le mécanisme peut être équipé d'un dispositif permettant de modifier les précontraintes aux differents points de contact par modification des positions respectives des éléments. Un tel dispositif permet ainsi * De faire varier la valeur des forces de contact en fonction de la puissance à transmettre. En limitant la valeur de ces précontraintes au minimum requis pour assurer un roulement sans glissement, on peut améliorer le rendement et la longévite du mécanisme. * De réduire la valeur des précontraintes jusqu'à transformer progressivement les contacts de roulement sans glissement des billes en contact de glissement pur , voir même de supprimer tout contact. On assure ainsi, d'une autre manière, les fonctions d'embrayage et de point mort décrites précédement * D' utiliser ces déplacements relatifs entre les éléments pour compenser les changements géométriques causés par leur usure en fonctionnement. Pour faire varier la valeur des précontraintes . il suffit de modifier , trés légèrement , la distance entre le centre O de la sphère et l'axe de rotation commun des disques toroïdaux Diverses solutions techniques peuvent être employées comme , par exemple et de manière non exhaustive * La translation du centre 0 de la sphère le long de son axe OE . L'axe OE télescopique, ayant sa longueur asservie par un verin hydraulique. * Le déplacement relatif des axes d'attache de l'ensemble berceau cage par rapport au bâti a l'aide d'un dispositif à bagues excentriques. * Le déplacement relatif de l'axe de rotation commun des disques toroïdaux par rapport au centre O de la sphère , dans le plan P La variation de la valeur des précontraintes peut aussi être obtenue par un déplacement relatif en translation d'un disque toroïdal par rapport à l'autre le long de leur axe commun de rotation. En utilisant un assemblage de cames et de plateaux on peut introduire dans le mécanisme des forces de précontrainte dont l'intensité est proportionelle à la valeur du couple transmis . Cette solution est la plus souvent employée dans les transmissions à disques toroidaux conventionelles REVENDICATIONS I ) Mécanisme à friction permettant la transmission d'un mouvement de rotation et la variation continue du rapport de démultiplication caracterisé en ce qu'il comporte - Une sphère (9) de rayon Rs et de centre O .La sphère (9) est libre en rotation autour d'un axe diamétral OE - Un berceau (13) portant l'axe de rotation OE de la sphère (9). Le berceau (13) permet d'incliner l'axe de rotation OE de la sphère (9) dans un plan P . tout en conservant la position dans l'espace du centre O de la sphère (9) . Le berceau (13) peut pivoter autour d' un axe perpendiculaire au plan P et passant par le centre O de la sphère (9). Enfin, la forme du berceau (13) doit aussi permettre à une bille de diamètre Gb de circuler librement sur une portion maximale de la surface de la sphère (9). - Deux billes identiques (8) et (10) de diamètre #b. - Une cage (12) de maintient des deux billes (8) et (10) qui conserve une distance fixe entre leurs centres permet à ces centres de se déplacer suivant un arc de cercle contenu dans le plan P, assure un contact permanent entre chacune des billes (8) et (10) et la sphère (9) et laisse chacune des deux billes (8) et (10) libre en rotation dans les trois axes autour de son centre. La cage (12) doit ainsi pouvoir pivoter autour d'un axe qui est l'axe de pivotement du berceau (13) - Deux pièces de révolution (7) et (Il) identiques à surfaces toroïdales concaves. Ces surfaces dont la géneratrice est un arc de cercle, permettent. , dans le plan P d'épouser parfaitement la surface d'une sphère théorique de rayon Rs Gb #b et de centre O. Les axes de révolution des deux disques toroidaux (7) et (11) sont confondus et situés dans le plan P. Les deux disques toroïdaux (7) et (11) sont libres en rotation , de manière indépendante , autour de leur axe de révolution commun. Ils sont positionnés de façon à ce que leurs faces circulaires de rayon minimal soient parallèles. proches l'une de l'autre, mais ne puissent se toucher. - Un bâti (14) ensemble de pièces dont la fonction primaire est de maintenir en position les sept éléments décrits ci-dessus ,. Le bâti (14) doit aussi assurer l'entrainement, la protection , la lubrification et le refroidissement de ces éléments 2) Mécanisme selon la revendication I caracterisé en ce que . par un choix judicieux des dimensions des éléments, on introduit des précontraintes assurant un contact permanent de type roulement sans glissement au niveau des quatre zones de contact qui sont les interfaces entre le disque toroidal (7) et la bille (8) , la bille (8) et la sphère (9) , la sphère (9) et la bille (10) , la bille (10) et le disque toroidal (Il) . Ceci de manière à permettre simultanément et sans aucun glissement - La transmission du mouvement de rotation du disque toroïdal (7) d'entrée vers le disque toroidal (11) de sortie au travers des deux billes (8) et (10) et de la sphère (9) - Le déplacement induit de l'ensemble formé par les deux billes (8) et (10) et la cage (12) lorsque l'on modifie l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) - La modification induite de l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) lorsque l'on déplace l'ensemble formé par les deux billes (8) et (10) et la cage (12) . ,) Mécanisme selon la revendication I et 2 caracterisé en ce que la variation continue de son rapport de démultiplication peut être indifféremment obtenue par 1' une. au moins . des deux actions suivantes: - Le déplacement de l'ensemble formé des deux billes (8) et (10) par le pivotement de la cage (12) - La modification de l'inclinaison de l'axe OE de la sphère (9) par le pivotement du berceau (14) 4) Mécanisme selon la revendication I . 2 et 3 caractensé en ce que . au cours de son déplacement , le centre de l'une au moins des deux billes (8) et (10) peut circuler de part et d'autre de l'axe de rotation OE de la sphère (9) et permettre ainsi au mécanisme d'assurer les fonctions d'un embrayage , d'un point mort et d un inverseur de sens de rotation 5) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que les axes de rotations des deux disques toroïdaux peuvent être parallèles ou sécants. 6) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que le nombre de disques toroidaux peut être supérieur à deux. 7) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que plusieurs ensembles sphère / berceau / billes / cage peuvent être répartis autour de l'axe de rotation commun aux disques toroïdaux et fonctionner simultanément. 8) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que, par la géometrie des eléments ou par l'introduction d'un dispositif spécial . on peut faire varier la valeur des précontraintes aux points de contact des billes. 9) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que la position du berceau ou de la cage peut être utilisée pour mesurer la valeur de son rapport de démultiplication