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Variateur de vitesse.
La. présente invention a pour objet un variateur de vitesse du type à friction dont la raison peut varier d'une façon rigoureusement continue. de.variateur est remarquable notamment en ce qu'il comporté au moins deux. éléments rotatifs tangents de révolution', à axes concourants, l'un mâle et l'autre femelle, et dont les génératrices sont constituées par deux poêlions d'une même courbe qui est, au moins très sensiblement, une tractrice, la directrice de cette tractrice correspondant, pour chaque élément à son axe de révolution, et lesdits, éléments étant montés de manière que par déplacement relatif de leurs axes .de révolution le point de contact puisse être déplacé tout au ¯ long,des deux portions de tractrice.
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Ce variateur est à roulement pur car, ainsi qu'on le démontrera plus loin, la tangente.commune aux deux tractrices, à leur point de contact, passe par le point de rencontre des deux axes de révolution; or on sait que o'est là la condition nécessaire et, suffisante pour qu'il y ait roulement pur.
Les deux portions, utilisées pour les deux génératrices, de la tractrice choisie peuvent être! soit entièrement distinctes et constituées par exemple par deux portions successives de cette tractrice, dans lequel cas le contact entre les deux éléments est réduità un point pour toute la longueur des génératrices; soit de préférence partiellement communes, les deux portions utilisées se chevauchant sur la traotrice choisie, dans lequel cas par emboîtement des deux éléments, leurs axes étant alors confondus, ces deux éléments sont en contact par toute la portion commune de tectrice, c'est-à-dire en fait sur toute la surface de révolution commune.
D'autre caractéristiques et avantages résulteront de la description qui va suivre.
Au ,dessin-annexé, donné uniquement à titre d'exemple!
La fig. 1 est une vue schématique, en coupe, d'un variateur suivant l'invention; la fig. 2 représente la tractrice dont deux portions constituent les génératrices des deux éléments de révolution du variateur de la fig. 1; la fig. 3 représente le même variateur, muni d'une butée d'auto-serrage progressif} les figs. 4 à 11 représentent, en coupe, d'autres variantes de variateurs suivant l'invention.
Selon l'exemple d'exécution représenté à la fig. l, le variateur comporte un élément mâle 1 et un élément femelle
2. L'élément mâle 1 a une surface3 de révolution, d'axe V-V, autour duquel tourne cet élément et cette surface roule, au \ 'cours de cette rotation, sur la surface, femelle 4.de l'élément 2
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Cette surface é 4i edt- -dé-:rovoitit èn autour li .1 Xe- IW. de i*o-Uit-ion ^ dudit 7.éiaent ¯,, - , -' ta génêtqtrice ab*'de 'la aurfaoe de révolution. âde /.;
l'ëlëment 1 est consti:Ué 1e. par Une pôrtion ab1 d*une courbe, qui est constituée par la traotrioe &BAt d'un certain module, -représentée a. la fig< ee m^me e la génératrice 'od de la surface 4 de l*élément 2 est constituée par une éutre portion
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0 'de la même branche de cette courbe, les deux portions
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a9 . et' d,se "chevauchent en élbl.
''On sait qu'une, traotrice de module donné est une courbe ±34,t symétrique par rapport, a. un,point/de rebroüsaement Bi et définie par le fait qu*une quelconque de .ses tangentes 1T . Qoûpe" une' droite déterminée XX, appelée directrice, iL une distance du,poirit de contact .1 de la tangente et de la
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courbe qui est constante et égale 'au module.. Cette tractrice peut être définie par diverses formules notamment par .la 'Suivantes
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t11 e . 7 a 19
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dans laquelle p représente la distance dtun potnt'queloonque
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de la tractrice à la directrice, m représente le module, s
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la longueur de l'arc BE1 de traotrioe, comptée à partir de son point de rebroussement B et e la bas*-cles logarithmes népériens.
Les deux éléments 1 et <S ont des dimensions telles que l'aro'e ou.cldl de tractrioe coïncidant avec la .génératrice ab ou od, la directrice XX de la tractrice coïncide avec l'axe de révolution Y1r ou WW de 11-élément 1 ou gi Il y'a lieu de-rappeler-quteu lieu de prendre des por- tions ibl et oldl cltune véritable tractrice, on peut, comme.
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..indiqué, prendre des portions d'une courbe qui est au
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moins très sensiblement une traotrice, crest-â=dire une courbe (formée soit d'un'ou plusieurs er-oa--ide cercle 'raccordés tangen-
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tiellement les uns aux autres, soit d'un seul arc de cercle,
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n
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soit plus simplement par un segment de droite, etc...) dont la partie utile est sensiblement superposable à yne tractrice dont la directrice coïncide avec l'axe de révolution de la pièce considéree et dont le module est le même pour les deux pièces;
en effet, le ou les cercles et/ou/ droites dont peuvent ¯.être formées une telle courbe présentent des facilités pour l'usinage des pièces elles-mêmes et pour la réalisation du- mouvement des équipagemobiles.
Les deux éléments 1 et ainsi constitués sont, outre leurs-mouvements de rotation autour de leurs axes relatifs VV et WW, mobiles l'un. par rapport à l'autre, de manière telle que le point de rencontre 0 de leurs axes se déplace, permet- tant ainsi le déplacement du point de contact E de leurs géné- ratrices. C'est ainsi que les éléments 1 et2 peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre entre la position pour laquelle les deux axes sont confondus (élément 1 en l') les .deux éléments étant alors emboîtés et en contact sur tout leur pourtour par route la portion commune o1b1de la tractrice, et une position pour laquelle le point a de l'élément 1 est venu en contact en d avec l'élément2.
L'axe de l'un des éléments (2 par exemple) peut.. être fixe et celui de l'autre mobile, ou les deux peuvent être mobiles.
Soit, pour une position donnée, lepoint E de contact, la raison de la transmission, l'élément 1 étant menant et l'élément 2 mené, est
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<lJH i, Il' = H et I étant les projeàtions du point de contact A sur les axe VV et WW. On voit que cette raison décroît progressive-
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ment de 002 u 1 à 2."-, lorsque le point de contact E se 7701 " '1 dd' déplace de c à det inversement.
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Bien entendus.l'élément menant peut être l'élément 2 et les raisons'sont alors inverses des précédentes de même que leur variation.
Comme on l'a déjà indiqué, le variateur est du type à ,roulement pur, sans glissement. En effet, soit ET la tangente commune aux deux génératrices au point. de contact E. D'après la définition de la tractrice, la longueur de cette tangente entre le point E1 (fig. 2) correspondant au point'± et la directrice est constante tout au long de 'cette traotrioe, or ce sont les axes VV et WW qui matérialisent la directrice sur les deux éléments, donc les points d'intersection de la tangente ET avec les axes VV et WW sont confondus en un même point qui est donc le point de concours 0 desdits axes VV et WW.
La tangente passant par le point- de concours des axes, la condition néces- saire et suffisante pour qu'il µ ait roulement pur est donc bien réalisée, et ce, quel que soit le point E de contact entre a et d.
Bien entendu, il est nécessaire que le variateur puisse transmettre un couple. Ceci peut être obtenu de diverses ma- nières.
On peut par.exemple donner une fois pour toutes urie pression initial-e donnée entre les deux éléments 1 et 2 en 'leur' point E de.contacta
Une deuxième solution, de type connu en soi et qui permet de proportionner la pression de contact au couple à transmettre, consiste à assurer un auto-serrage par exemple comme représenté à lafig. 3. Suivant cet exemple d'exécution, la pièce 1 est folle sur son axe 5. Celui-ci comporte un épaulement 6 et entre cet épaulement et la tranche arrière 7 de l'élément 1 est disposée . une rampe d'auto-serrage 8, par exemple à billes 9. Cette rampe
8 est destinée à créer entre l'élément 1- et l'axe 5 une force axiale F proportionnelle au couple C d'entraînement transmis par cet axe.
La rampe d'auto-serrage donne une force axiale F qui est proportionnelle à C.-
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F =K C Aupoint de contact 1 on a :
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effort tangentiel = ## :¯C¯¯¯¯¯ î oxt tcnon-il EH Q sin 0.( Pression de contact en E=## ' Ka sinO<- sinx d'où
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effort tangentiel C 1 i pression de oontaot - X 0 7L K x 01ù - 1r:ïiï
Ce rapport est une constante, puisque dans une tractrice OE =m est constant. Il suffit que ce rapport soit légèrement inférieur au coefficient de frottement pour éviter tout glis- sement sans jamais avoir de pression surabondante au point de contact E.
La disposition avec rampe d'auto-serrage décrite assure donc un auto-serrage constamment et .exactement adapté au besoin.
Une troisième solution peut consister à faire en sorte que l'aire de contact au point E et autour de ce point soit assez grande sans qu'il y ait une usure exagérée du fait que lé mécanisme est à roulement pur au point E. On réalisera, dans ce but,. l'un des deux éléments en une matière dure et lisse, et l'autre élément en une matière moins dure et à grand coeffi- oient de frottement ainsi qu'il est d'usage courant dans les freins. Grâce à ce coefficient de frottement élevé, pour un couple donné, la pression de contact peut :.,être plus faible.
Cette solution permet donc une économie aur le prix de revient car, d'une part la fabrication demande à être moins précise, et d'autre part les pièces doivent être moins résis- tantes à couple transmis égal.
On peut également combiner la deuxième et troisième solutions ci-dessus, en ayant soin de préférence que la pièce réalisée dans la matière la moins dure et qui par suite¯s'use le plus,vite, soit celle qui comporte la rampe d'auto-serrage.
Cette disposition évite en effet que l'usure provoque un dépla- cement de la gamme de vitesses.
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Il y a lieu de noter que les surfaces et 4, obtenues à partir de deux portions se chevauchant d'une même tractrice, ont des rayons de courbure de plus en plus voisins au fur et à mesure qu'on s'approche de l'emboîtement,.du à la partie commune c1b1, ce qui permet de faire supporter aux deux pièces des pressions de plus en plus grandes donc de leur faire trans- mettre des forces tangentielles de plus en plus grandes sans risquer ni déformation permanente ni usure exagérée. Donc le dispositif permet la transmission d'un couple de-valeur pro- gressivement croissante au fur et à mesure que le point de contact se déplace de d vers l'emboîtement et ceci est vrai que les deux éléments soient de même nature ou de natures diffé- rentes.
Etant donné que la puissance maximum à transmettre est généralement constante, pour que le variateur travaille 'alors dans lesconditions optima, il importe quela sortie du variateur se fasse par la partie'mâle, de manière que la ' raison de la transmission décroisse au fur' et à mesure que le couple résistant croît, c'est-à-dire qu'on s'approche de l'emboîtement.
La fig. 4. représente un mode de réalisation qui permet de profiter encore mieux de cet avantage, l'emboîtement étant combiné avec les dispositifs auxiliaires du variateur, en l'espèce un mécanisme différentiel pour que losition'd'em- .boitement corresponde précisément au couple résistant maximum et à la Vitesse minimum.
Suivant cet exemple d'exécution, l'arbre d'entrée 10 entraîne par un train d'engrenages 11, 12 l'anneau 2 constituant l'élément femelle du variateur. Il entraîne également le pla- nétaire 13 d'un différentiel. D'autre part, l'élément mâle 1 entraîne par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 14, 15, la cage 16 portant les satellites 17. Le deuxième planétaire 18 est.fixé sur l'arbre de sortie 19.
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Dans cet exemple, c'est l'élément 2 dont l'axe WW est mobile par rapport à l'axe VV de l'élément 1, lesdéplacements de l'élément 2 étant compatibles avec le train d'engrenages 11,12.
L'un des pignons, par exemple le pignon 11, est claveté coulissant sur l'arbre 10, grâce à une clavette 20, et suit l'élément 1 dans ses déplacements longitudinaux, tandis que les oscillations de l'axe WW sont possibles grâce à un jeu convenable prévu dans les dentures de l'engrenage 11, 12.
Avec un tel dispositif, la vitesse #' de l'arbre mené 19 et les vitesses # du planétaire 13 et u du porte-satellites 16 sont liées par la formule classique.
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' 1 u
La vitesse #' de l'arbre 19 dépend donc du rapport des -vitesses # et u des éléments 13 et 16 et les trains d'engrenages 11, 12et 13, 14 sont établis dé telle sorte que lorsque les éléments 1 et 2 sont emboîtés à fond, et ont la même vitesse, on ait # très voisin de 2 u. Dans ces conditions, la vitesse de l'arbre de sortie # ' est très faible, pratiquement nulle, mais, à ce moment, le couple C sur l'arbre 19 doit être très grand puisque la puissance transmise doit être constante.
Donc le couple que doit transmettre 1'élément 2 à l'élément 1 est alors considérable (il est égal à celui de sortie aux rapports du train 14:, 15 et du différentiel près). Mais, précisément à ce moment là, l'emboîtement des deux éléments permet par la ligne de contact od la transmission d'un tel couple*
A noter qu'on pourra disposer, éventuellement,'plusieurs dispositifs en série.
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Dans l'exemple d'exécution représenté à la fig. 5, l'élément mâle 1 solidaire par la butée à auto-serrage 8 de l'arbre 5 est en contact en E, par sa .génératrice ab, avec la génératrice cd-de l'élément femelle 2aen forme d'anneau.
Les deux génératrices 'ab' et od sont constituées par deux portions d'une,même tractrioe, les axes VV et WW représentant, comme dans les exemples précédents, les directrices de ces portions de tractrice; ges arbres se coupent en 0. L'axe VV est fixe, quant à l'anneau 2ail peut se déplacer de manière à faire varier'la position du point de contact E entre les deux génératrices. Les déplacements de cet anneau 2asont assurés par exemple par l'intermédiaire d'un roulement 21' de manière que les déplacements ainsi communiqués à l'anneau ne gênent pas sa rotation autour de l'axe WW.
L'entraînement de cet anneau 2a, s'il est menant, ou la transmission du -mouvement 8:il est mené, est assuré par une denture 22 ménagée à la péri-, phérie dé l'anneau. Cette denture est en prise avec un pignon à denture droite 23, claveté ou solidaire ,de l'arbre 24 qui'est ,l'arbre menant ou mené.
L'engrenage22, 23 est établi avec un.jeu'suffisant à fond de dents et les dents sont arrondies pour que l'engrène- ment reste compatible avec les oscillations de l'anneau 2a nécessaires pour déplacer le point de contact E. Il est visible que cet -engrènement n'est pas conforme aux règles .habituelles mais il s'en écarte peu surtout lorsque l'axe
VV de l'élément mâle 1 n'est pas.tout à fait dans- le même 'plan que l'axe Y-Y du pignon 23.
.Naturellement on peut combiner plusieurs dispositifs à tractrices suivant l'un quelconque des modes d'exécution susdéorits.. Les exemples, ci-après sont relatifs à de telles combinaisons.
A
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Dans l'exemple représenté à la fig. 6, la pièce mâle 1' et la pièce femelle 2" ont leurs axes V'V' et W"W" filles et dans le prolongement; ils ne peuvent être animés, autour de ces axes que d'un mouvement de rotation..Avec ces pièces, coopère une pièce intermédiaire 22 à la fois femelle en 2' et mâle en 1", chacune de ses parties 1" et 2' étant taillée en forme do tractrice conformément à l'invention. Elle est on contact avec les pièces l'et 2" respectivement en des points tels que Et et E". les tangentes en E' et E" se coupent en 0 au point d'intersection. de tous les axes.
La pièce 22 dont la partie 1" est rapportée et à auto-serrage en 8 est tenue par l'intermédiaire d'un roulement, à billes 23, par exemple par un équipage mobile qui se déplace lorsque l'on veut faire varier le rapport do vitesses.
De préférence, l'énergie motrice entrera dans le varias teur par la pièce 2", centrée par un roulement 24, et qui la transmettra par le contact E" à la pièce 2 (1", 2') qui elle-même la transmettra à la pièce 1' par le contact E'; cette pièce 1' entraînant l'axe de sortie 5'.
Dans l'exemple de la fig. 7, les pièces à axes fixes V'V' et V"V" sont les pièces mâles 1' et 1", et la pièce à axe mobile est la pièce femelle 24 comportant deux surfaces de roulement symétriques .2' et 2" d'axe WW. Cette pièce 24 vient, à chaque bout de la gamme, coiffer soit l'une soit l'autre des pièces 1 et 1".
La fig. 8 est relative à un mode d'exécution dans lequel les pièces à axes fixes w'w' et W"W" sont les pièces femelles 2' et 2", les pièces tilles 1' et 1" étant, au contraire, mobiles, mais formant bloc entre elles. La puissance actrice entre dans l'appareil, par exemple par un arbre 25 relié par un train d'engrenages 26, 27 à la pièce 2' qui transmet sa puissance à la pièce 1' par con- tact en Et; celle-ci transmet sa puissance à la. pièce 1"
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par l'axe 28 qui les relie. La pièce 1" à son tour transmet la puissance à la pièce 2" par l'intermédiaire du point de , contact E" et celle-ci est reliée par un train dengrenagee 29, 30 à l'arbre de sortie 31.
A chaque.bout de gamme, soit la pièce l' soit la pièce 1" vient s'emboîter à fond dans l'anneau 2' ou 2" qui lui correspond. Les divers axes concourront en 0' et 0".
Dans la variante représentée à la fig. 9, les pièces fixes sont les pièces mâles 1' et 1". L'équipage mobile est constitué par l'ensemble des anneaux '' et 2" qui engrènent l'un avec l'autre par dep dentures latérales 32, .En outre, ces anneaux sont portés par l'intermédiaire de roulements 34 par un chariot support 35 à quatre roues 36 dont deux sont représentées au dessin. Ce chariot roule sur des chemins de roulement 37, tels que les déplacements du chariot permet- tent de déplacer les points de contact E'E" des anneaux avec leurs éléments mâles conjugués. ceux-ci d'axe fixe commun VV sont reliés par les rampes à auto-serrage 8', 8" sur des arbres coaxiaux 5', 5", reposant par l'intermédiaire de roulements 38 dans des paliers support's 39 et 40.
L'énergie entre dans l'appareil par exemple par l'arbre 6' et elle est transmise en E' à l'anneau: 2'. Celui-ci par son engrènement aveo l'anneau entraîne cet anneau, qui en E" actionne l'élément 1". A chaque bout de gamme, ltun des anneaux 2' ou 2" vient emboîter l'élément mâle qui lui correspond.
Dans l'exemple de la fig. 10, l'énergie motrice est appliquée par l'arbre 41 et le train 42, 43 à l'anneau fixe 2' qui transmet cette puissance à l'élément mâle 1' par le point de contact E'. Cet élément 1'retransmet sa puissance à l'anneau 2" par un train d'engrenages 44, 45 de démultiplioa- tion appropriée. L'anneau 2" retransmet la puissance à l'élé- ment mâle 1" par le point de contact E". L'équipage mobile est constitué par l'ensemble des pièces 1' et 1" qui, à un bout
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de gamme, viennent coiffer ou emboîter les pièces correspon- dantes 2' et 2".
Enfin, dans l'exemple de la fige 11, la puissance motrice de l'arbre 46 est transmise par le train 47, 48 à l'anneau 2' dont l'axe W'W' est fixe, et qui retransmet cette puissance à l'élément mâle 1'par l'intermédiaire du point de contact Et L'élément 1' transmet sa puissance à l'anneau 2" par un engrenage droit 49, 50 de démultiplication appropriée; l'anneau 2" retransmet la puissance par le point de contact E" à l'élément mâle 1' d'axe fixe V"V".
L'équipage mobile est constitué par l'ensemble despièces 19 et 2" qui, à un bout de gamme, viennent respectivement s'emboîter et coiffer les pièces correspondantes, et qui, pour le reste de la gamme, se déplacent dans l'espace de telle sorte que leurs axes ooncourent toujours avec les axes des pièces conjuguées et que les contacts précités soient effectivement assurés.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple. En particulier, les dispositifs des figs. 5, 6, 10 et 11 peuvent avantageusement être combinés avec un mécanisme différentiel comme représenté schématiquement à la fig. 4.
Le chariot support décrit à l'occasion de la fig. 9 peut évidemment être utilisé pour guider la pièce mobile dans n'importe lequel des autres exemples.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Speed variator.
The present invention relates to a speed variator of the friction type, the reason for which can vary in a strictly continuous manner. de.variateur is remarkable in particular in that it has at least two. rotating elements tangent of revolution ', with concurrent axes, one male and the other female, and the generatrices of which are constituted by two pans of the same curve which is, at least very substantially, a tractor, the director of this tractor corresponding, for each element to its axis of revolution, and said elements being mounted in such a way that by relative displacement of their axes .de revolution the point of contact can be moved along the two portions of the tractor.
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This variator is pure bearing because, as will be shown later, the tangent common to the two tractors, at their point of contact, passes through the meeting point of the two axes of revolution; now we know that this is the necessary and sufficient condition for there to be pure rotation.
The two portions, used for the two generators, of the tractor chosen can be! either entirely separate and constituted for example by two successive portions of this tractor, in which case the contact between the two elements is reduced to one point for the entire length of the generatrices; or preferably partially common, the two portions used overlapping on the chosen traotrix, in which case by interlocking of the two elements, their axes then being merged, these two elements are in contact by all the common portion of the covering, that is, that is to say in fact over the entire surface of common revolution.
Other characteristics and advantages will result from the description which follows.
In the accompanying drawing, given only by way of example!
Fig. 1 is a schematic sectional view of a variator according to the invention; fig. 2 shows the tractor, two portions of which constitute the generatrices of the two elements of revolution of the variator of FIG. 1; fig. 3 shows the same variator, provided with a progressive self-tightening stop} figs. 4 to 11 show, in section, other variants of variators according to the invention.
According to the exemplary embodiment shown in FIG. l, the variator has a male element 1 and a female element
2. The male element 1 has a surface 3 of revolution, of axis V-V, around which this element rotates and this surface rolls, during this rotation, on the surface, female 4. of the element 2
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This surface é 4i edt- -de-: rovoitit èn around li .1 Xe- IW. of i * o-Uit-ion ^ of said 7.éiaent ¯ ,, -, - 'the genetqtrice ab *' of the aurfaoe of revolution. âde / .;
element 1 is made up: Ué 1e. by A portion ab1 of a curve, which is constituted by the traotrioe & BAt of a certain modulus, represented by a. the fig <ee even the generator 'od of the surface 4 of the element 2 is constituted by another portion
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0 'of the same branch of this curve, the two portions
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a9. and 'd, overlap in elbl.
'' We know that a traotrix of given modulus is a curve ± 34, t symmetrical with respect to, a. un, point / of rebroüsaement Bi and defined by the fact that any one of its tangents 1T. Qoûpe "a 'determined line XX, called directrix, iL a distance of, poirit of contact .1 of the tangent and of the
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curve which is constant and equal 'to the modulus. This tractor can be defined by various formulas in particular by. the' Following
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t11 e. 7 to 19
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in which p represents the distance of a potnt'queloonque
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from the tractor to the director, m represents the module, s
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the length of the traotrioe arc BE1, counted from its cusp point B and th bottom * -cles natural logarithms.
The two elements 1 and <S have dimensions such as the aro'e or.cldl of tractrioe coinciding with the .generator ab or od, the director XX of the tractor coincides with the axis of revolution Y1r or WW of 11- element 1 or gi It should be remembered that instead of taking ibl and oldl portions a real tractor, we can, like.
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..indicated, take portions of a curve that is at
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less very appreciably a traotrice, crest-â = to say a curve (formed either of one 'or several er-oa - ide circle' connected tangentially
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directly to each other, or from a single arc of a circle,
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not
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or more simply by a straight segment, etc ...) whose useful part is substantially superimposable on a tractor whose directrix coincides with the axis of revolution of the part considered and whose modulus is the same for the two parts;
in fact, the circle (s) and / or / straight lines from which such a curve can be formed present facilities for machining the parts themselves and for carrying out the movement of mobile equipment.
The two elements 1 and thus constituted are, in addition to their rotational movements around their relative axes VV and WW, one mobile. with respect to the other, in such a way that the meeting point 0 of their axes moves, thus allowing the displacement of the contact point E of their generators. This is how the elements 1 and 2 can be moved relative to each other between the position for which the two axes are merged (element 1 in the) the two elements then being nested and in contact on everything their periphery by road the common portion o1b1de the tractor, and a position for which point a of element 1 has come into contact at d with element2.
The axis of one of the elements (2 for example) can .. be fixed and that of the other mobile, or both can be mobile.
Either, for a given position, the contact point E, the reason for the transmission, element 1 being leading and element 2 being driven, is
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<lJH i, Il '= H and I being the projections of the point of contact A on the axes VV and WW. We see that this reason decreases progressively
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ment from 002 u 1 to 2. "-, when the contact point E moves 7701" '1 d' from c to det vice versa.
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Of course, the leading element can be element 2 and the reasons are then the opposite of the previous ones as well as their variation.
As already indicated, the variator is of the type with, pure bearing, without slip. Indeed, let AND be the tangent common to the two generators at the point. of contact E. According to the definition of the tractor, the length of this tangent between the point E1 (fig. 2) corresponding to the point '± and the directrix is constant throughout' this traotrioe, but these are the axes VV and WW which materialize the directrix on the two elements, therefore the points of intersection of the tangent ET with the axes VV and WW are coincident at the same point which is therefore the point of intersection 0 of said axes VV and WW.
The tangent passing through the point of intersection of the axes, the necessary and sufficient condition for µ to have pure bearing is therefore well achieved, whatever the point E of contact between a and d.
Of course, it is necessary that the variator can transmit a torque. This can be achieved in various ways.
One can for example give once and for all urie initial pressure given between the two elements 1 and 2 at 'their' point E of contact
A second solution, of a type known per se and which makes it possible to proportion the contact pressure to the torque to be transmitted, consists in ensuring self-tightening, for example as shown in fig. 3. According to this exemplary embodiment, the part 1 is idle on its axis 5. The latter comprises a shoulder 6 and between this shoulder and the rear edge 7 of the element 1 is arranged. a self-tightening ramp 8, for example with balls 9. This ramp
8 is intended to create between the element 1- and the axis 5 an axial force F proportional to the driving torque C transmitted by this axis.
The self-tightening ramp gives an axial force F which is proportional to C. -
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F = K C Aupoint of contact 1 we have:
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tangential force = ##: ¯C¯¯¯¯¯ î oxt tcnon-il EH Q sin 0. (Contact pressure in E = ## 'Ka sinO <- sinx from where
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tangential force C 1 i pressure of oontaot - X 0 7L K x 01ù - 1r: ïiï
This ratio is a constant, since in a tractor OE = m is constant. It suffices for this ratio to be slightly less than the coefficient of friction to prevent any slipping without ever having excess pressure at the point of contact E.
The arrangement with self-tightening ramp described therefore ensures constant self-tightening and .exactly adapted to the need.
A third solution can consist in ensuring that the contact area at point E and around this point is large enough without there being excessive wear because the mechanism is pure bearing at point E. We will realize , for this purpose,. one of the two elements in a hard and smooth material, and the other element in a softer material with a high coefficient of friction as is commonly used in brakes. Thanks to this high coefficient of friction, for a given torque, the contact pressure can:., Be lower.
This solution therefore makes it possible to save on the cost price because, on the one hand, the manufacture requires to be less precise, and on the other hand the parts must be less resistant with equal transmitted torque.
The second and third solutions above can also be combined, taking care preferably that the part made of the softer material and which therefore wears out the most, quickly, is the one that includes the car ramp. -Tightening.
This arrangement in fact prevents wear causing the speed range to shift.
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It should be noted that the surfaces and 4, obtained from two overlapping portions of the same tractor, have more and more similar radii of curvature as one approaches the interlocking, .du to the common part c1b1, which makes it possible to make the two parts withstand increasingly greater pressures and therefore to make them transmit increasingly large tangential forces without risking either permanent deformation or excessive wear. So the device allows the transmission of a progressively increasing value pair as the contact point moves from d towards the interlocking and this is true whether the two elements are of the same nature or of the same nature. different.
Since the maximum power to be transmitted is generally constant, for the variator to work then under optimum conditions, it is important that the output of the variator is made by the 'male part, so that the' reason for transmission decreases as' and as the resistive torque increases, that is to say, one approaches the nesting.
Fig. 4.shows an embodiment which makes it possible to benefit even better from this advantage, the interlocking being combined with the auxiliary devices of the variator, in this case a differential mechanism so that the position of the interlocking corresponds precisely to the torque. maximum resistance and minimum speed.
According to this exemplary embodiment, the input shaft 10 drives by a gear train 11, 12 the ring 2 constituting the female element of the variator. It also drives the planetary 13 of a differential. On the other hand, the male element 1 drives, via a gear train 14, 15, the cage 16 carrying the planet wheels 17. The second sun gear 18 est.fixed to the output shaft 19.
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In this example, it is the element 2 whose axis WW is movable relative to the axis VV of the element 1, the displacements of the element 2 being compatible with the gear train 11,12.
One of the pinions, for example the pinion 11, is keyed sliding on the shaft 10, thanks to a key 20, and follows the element 1 in its longitudinal movements, while the oscillations of the axis WW are possible thanks to to a suitable clearance provided in the teeth of the gear 11, 12.
With such a device, the speed # 'of the driven shaft 19 and the speeds # of the planetary 13 and u of the planet carrier 16 are linked by the conventional formula.
EMI9.1
'1 u
The speed # 'of the shaft 19 therefore depends on the ratio of the -speeds # and u of the elements 13 and 16 and the gear trains 11, 12 and 13, 14 are established such that when the elements 1 and 2 are nested fully, and at the same speed, we have # very close to 2 u. Under these conditions, the speed of the output shaft # 'is very low, practically zero, but, at this moment, the torque C on the shaft 19 must be very large since the power transmitted must be constant.
Therefore, the torque that must be transmitted by element 2 to element 1 is then considerable (it is equal to that of output at the ratios of train 14 :, 15 and of the differential close). But, precisely at this moment, the interlocking of the two elements allows through the contact line od the transmission of such a torque *
It should be noted that one could have, possibly, several devices in series.
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In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the male element 1 secured by the self-tightening abutment 8 of the shaft 5 is in contact at E, by its .generator ab, with the generator cd-of the female element 2a in the form of a ring.
The two generators 'ab' and od are formed by two portions of one and the same tractor, the axes VV and WW representing, as in the preceding examples, the guidelines of these portions of the tractor; ges trees intersect at 0. The axis VV is fixed, as for the ring 2ail can move so as to vary the position of the point of contact E between the two generators. The movements of this ring 2asont ensured for example by means of a bearing 21 ′ so that the movements thus communicated to the ring do not hinder its rotation around the axis WW.
The drive of this ring 2a, if it is driving, or the transmission of the -mouvement 8: it is driven, is provided by a set of teeth 22 provided at the periphery of the ring. This toothing is engaged with a pinion with straight teeth 23, keyed or integral with the shaft 24 which is the driving or driven shaft.
The gear 22, 23 is established with a sufficient set of teeth and the teeth are rounded so that the meshing remains compatible with the oscillations of the ring 2a necessary to move the point of contact E. It is visible that this -engaging does not conform to the usual rules but it deviates little especially when the axis
VV of male element 1 is not entirely in the same plane as the Y-Y axis of pinion 23.
.Naturally, several tractor devices can be combined according to any one of the above embodiments. The examples below relate to such combinations.
AT
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In the example shown in FIG. 6, the male part 1 'and the female part 2 "have their axes V'V' and W" W "girls and in the extension; they can only be animated around these axes by a rotational movement. With these parts, cooperates an intermediate part 22 both female in 2 'and male in 1 ", each of its parts 1" and 2' being cut in the form of a tractor in accordance with the invention. It is in contact with the parts. l'and 2 "respectively at points such as Et and E". the tangents at E 'and E "intersect at 0 at the point of intersection. of all axes.
The part 22, the part 1 "of which is attached and self-tightening in 8 is held by means of a ball bearing 23, for example by a mobile unit which moves when it is desired to vary the ratio. do speeds.
Preferably, the driving energy will enter the variator via part 2 ", centered by a bearing 24, and which will transmit it via contact E" to part 2 (1 ", 2 ') which itself will transmit it. to the part 1 'by the contact E'; this part 1 'driving the output shaft 5'.
In the example of FIG. 7, the parts with fixed axes V'V 'and V "V" are the male parts 1' and 1 ", and the movable axis part is the female part 24 having two symmetrical rolling surfaces .2 'and 2" d 'WW axis. This piece 24 comes, at each end of the range, to cap either one or the other of pieces 1 and 1 ".
Fig. 8 relates to an embodiment in which the parts with fixed axes w'w 'and W "W" are the female parts 2' and 2 ", the thread parts 1 'and 1" being, on the contrary, mobile, but forming a block between them. The driving power enters the device, for example by a shaft 25 connected by a gear train 26, 27 to the part 2 'which transmits its power to the part 1' by contact at And; this transmits its power to the. piece 1 "
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by the axis 28 which connects them. Part 1 "in turn transmits power to part 2" through the contact point E "and this is connected by a gear train 29, 30 to the output shaft 31.
At each end of the range, either part l 'or part 1 "fits fully into the ring 2' or 2" which corresponds to it. The various axes will compete in 0 'and 0 ".
In the variant shown in FIG. 9, the fixed parts are the male parts 1 'and 1 ". The movable assembly consists of the set of rings" and 2 "which mesh with each other by lateral teeth 32,. , these rings are carried by means of bearings 34 by a support carriage 35 with four wheels 36, two of which are shown in the drawing. This carriage rolls on raceways 37, such that the movements of the carriage make it possible to move the points of contact E'E "of the rings with their mating male elements. The latter of common fixed axis VV are connected by the 8 ', 8 "self-tightening ramps on 5', 5" coaxial shafts, resting via bearings 38 in support bearings 39 and 40.
The energy enters the device, for example through the shaft 6 'and it is transmitted at E' to the ring: 2 '. The latter by its engagement with the ring drives this ring, which in E "actuates element 1". At each end of the range, one of the rings 2 'or 2 "fits the male element which corresponds to it.
In the example of FIG. 10, the driving energy is applied by the shaft 41 and the train 42, 43 to the fixed ring 2 'which transmits this power to the male element 1' via the point of contact E '. This element 1 transmits its power back to ring 2 "by a gear train 44, 45 of appropriate reduction. Ring 2" transmits power back to male element 1 "through the contact point. E ". The mobile assembly is made up of all the parts 1 'and 1 "which, at one end
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range, come to cap or fit the corresponding 2 'and 2 "pieces.
Finally, in the example of fig 11, the driving power of the shaft 46 is transmitted by the train 47, 48 to the ring 2 'whose axis W'W' is fixed, and which retransmits this power to the male element 1 'via the contact point And the element 1' transmits its power to the ring 2 "by a spur gear 49, 50 of appropriate reduction; the ring 2" transmits the power through the point of contact E "to the male element 1 'of fixed axis V" V ".
The mobile unit is made up of all the 19 and 2 "parts which, at one end of the range, respectively fit together and cover the corresponding parts, and which, for the rest of the range, move in space. so that their axes ooncourent always with the axes of the mating parts and that the aforementioned contacts are effectively ensured.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been chosen only by way of example. In particular, the devices of FIGS. 5, 6, 10 and 11 can advantageously be combined with a differential mechanism as shown schematically in FIG. 4.
The support carriage described on the occasion of FIG. 9 can obviously be used to guide the moving part in any of the other examples.
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