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Transmission à rapport de vitesses variable.
La présente Invention concerne une transmission par galet déplaçable à rapport de vitesses variable et plus particulière- ment une transmission du type toroïdal à variation progressive.
De telles transmissions comprennent une paire d'organes d'entraînement ayant des surfaces opposées toriques ou toroïdales avec plusieurs galets (de préférence trois) disposas antre ces surfaces et en contact d'entraînement par friction avec ces surfaces* Chaque galet est monté de manière à exécuter un déplacement de changement au rapport de vitesse ou une procession de son axe de rotation pour changer le rapport de vitesse de la liaison d'entrai-.
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Bernent fourni par les galets entre les organes toroïdaux. Une transmission de ce type est décrite dans le brevet américain n 3.008.337. vans un dispositif de transmission toroïdale décrit dans ce brevet américain les forces d'entraînement par traction exercée sur chaque galet sont équilibrées par rapport à une force hydraulique réglable de manière telle que tout déséquilibre entre cette force de contrôle et les forces d'entraînement par traction font se déplacer le galet d'une façon provoquant la précession de changement du rapport de vitesse du galet,
vers une position dans laquelle les forces sur ce galet sont de nouveau en équilibre*
Ce brevet américain décrit également des moyens d'amortissement utilisant le même liquide fournisseur de cette force de commande @ réglable, pour amortir les mouvements de chaque galet provoquant cette procession.
La présente invention prévoit des moyens différents pour amortir ces Mouvements de chaque galet provoquant la préces- si on.
L'invention a notamment pour objet une transmission à rapport de vitesses variable, par galets roulant entre des surfaces toriques opposées, les galets étant sollicités par une force leur imprimant un déplacement de précession pour changer le rapport de transmission, transmission caractérisée par un dispositif d'amortis- sèment hydraulique fermé associé à chaque galet pour amortir le mouvmenet de déplacement de précession, ce dispositif étant alimente par une source de pression réglable propre à équilibrer les forces appliquées au galet dans la position qui lui est donnée pour chaque rapport de transmission choisi.
On moyen d'amortissement hydraulique fermé hermétiquement est associé à chaque galet pour amortir les mouvements provoquant la. précession de ce galet. Avec cette construction le liquide employé dans ce moyen d'amortissement ferme hermétiquement peut être
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choisi seulement du point de vue des propriétés voulues pour cas
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buts dtamortiostmonts Suivant un =de de réalisation la transmission à vitesse variable comprend des organes d'entrée et de sortie coaxiaux ayant des surfaces de portée toriques;
plusieurs galets espacés circon- férentiellement disposés entre ces surfaces et en contact d'entra!. nement avec ces surfaces pour transmettre le couple de l'organe d'entrée l'organe de sortie; des moyens de support pour chaque galet comprenant des moyens assurant le mouvement pivotant de chan. gement du rapport de vitesse de ce galet sur ces surfaces toriques; chaque moyen de support des galets comprenant aussi un moyen assu- rant le mouvement de son galet d'une deuxième façon en réponse aux variations des forces de traction entre ce galet et ces surfaces toriques de telle sorte qu'en réponse au mouvement dans cette deu- xième façon* ce mouvement pivotant du changement du rapport de vitesses du galet est amorcé;
un moyen comprenant une source de pression de fluide réglable reliée en fonctionnement à chaque galet pour soumettre chaque galet à une force de commande s'opposant aux forces de traction de telle sorte que chaque galet se déplace auto.. matiquement vers une position ae rapport de vitesses dans laquelle les forces sur celui-ci sont en équilibre; et plusieurs dispositifs d'amortissement individuels, à fluide, fermés hermétiquement, l'un de ces dispositifs d'amortissement étant destiné et relié en fonc- tionnement à chaque galet pour amortir les déplacements de ce galet de cette deuxième manière.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résul- tant de la description ci-après et des dessins joints ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description ci-après se rapporte à des exemples de réalisation représentés aux dessins ci-joints dans lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une transmis.
.ion du type toroïdal suivant l'invention.
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- la Fig.2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
-. la Fig. 3 est une vue en coups partielle pratiquée suivant la ligne 2-2 de la Fige 2.
La transmission représentée est destinée particulière* ment à l'emploi dans une automobile* Cependant il est bien entendu que l'emploi de la transmission n'est pas limité et que la trans- mission est d'application générale.
En se reportant maintenant au dessin, la transmission 10 comprend des arbres d'entrée et de sortie coaxiaux 12 et 14 respectivement, des organes toroïdaux à disques d'entrée et de sortie 16 et 18 montés coaxialement sur les arbres 12 et 14 repec- tiveaent et relias pour être entraînés par ces arbres et plusieurs galets 20 espacés circonférantiellement disposés entre les surfaces toriques des organes à disques 16 et -18 et en prise d'entraînement avec ces surfaces. De préférence, comme représenté, il est prévu trois galets 20 entre les organes toroïdaux 16 et 18.
Egalement au moins l'un des organes à disque toroïdaux 16 et 18 peut se déplacer axialement vers l'autre, Dans ce but l'organe à disque 16 est supporté sur l'arbre d'entrée 12 de manière à pouvoir se déplacer axialement le long de celui-ci.
L'organe à disque toroldal d'entrée 16 a une surface toroldale 22 qui de préférence est engendrée par la rotation d'un arc sensiblement circulaire autour de l'axe commun des arbres d'en- trée et de sortie 12 et 14, le centre de l'arc générateur décrivant le cercle 24 pour engendrer la surface torique 22. L'organe à disque toroldal de sortie 18 a une surface toroïdale analogue 26 faisant face à la surface toroldale d'entrée 22 et a sensiblement le même cercle 4 de centre torique.
Les arbres 12 et 24 sont supportés par des paliers 30 et 32 dans un carter en plusieurs parties comprenant des sections d'extrémité 34 et 36 et une section intermédiaire 38 fixée à ces
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testions d'extrémité La section intermédiaire du carter 38 est une structure de chassie en Y entre laquelle sont montés trois galets 20, cette structure en Y fournissant les paliers d'extré- mité 40 et 42 pour les extrémités voisines des arbres 12 et 14.
Chaque galet 20 tourillonne dans les pariera 44 et 46 ' sur une brocha 48, ces paliers de chaque galet 20 étant connue pour supporter leur galet contre des charges radiales et pour supporter son galet 20 contre la pression radiale vers l'extérieur par rapport à l'axe de transmission et le long de sa broche 48.
L'axe de chaque broche de galet 48 se trouve sensiblement dans un plan radial passant par l'axe de transmission. Un ressort 49 de préférence sous forme de rondelle dite "Belleville" est disposée entre le chemin de roulement intérieur du roulement 46 et un épsu- lement sur la broche 48 de sorte que la poussée axiale sur le galet
20 sert par son roulement 46 à comprimer le ressort 49 en répar- tissant ainsi la poussée axiale entre les paliers 44 et 46.
Etant donné que le ressort "Belleville" 49 est disposé entre le roulement
46 et la broche 48 il sert à limiter la charge de poussée supportée par ce roulement 46, ce roulement ayant une capacité de supporter une charge sensiblement plus petite que le roulement 44*
Chaque broche de galet 48 est supportée par un arbre pivotant 50 pour le mouvement changeant le rapport de vitesse de son galet autour de l'axe de son arbre pivotant et par rapport aux surfaces toriques 22 et 26. Par rapport à l'axe de transmission chaque galet 20 est disposé sur le coté intérieur radialement de son arbre pivotant associé 50.
L'axe de chaque arbre pivotant $0 est sensiblement tangent au cercle de centre toroldal 24 et est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe de transmission. Done les arbres pivotants 50 comme les galets 20 sont esp@@és circonfé- rentiellement autour de l'axe de transmission, un a@bre pivotant 50 existant pour chaque galet.
Chaque arbre pivotant 50 tourillonne dans des roulements
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à rouleaux 52 portés par la section intermédiaire du carter 38.
Chaque broche de galet 48 a une plaque d'extraite 54 ayant une rainure 56 sensiblement semi-cylindrique en face d'une rainure correspondante 58 dans la surface d'une parti* centrale agrandit de son arbre pivotant associé. Chacune de ces rainures semi-cylin- driques 56 et 58 est disposée parallèlement à l'axe de son arbre pivotant associé 50. Une goupille 60 est montée dans chaque paire de rainures se faisant face 56 et 58 de sorte que par l'intermédiaire de sa goupille 60 le galet associé 20 est supporté par l'arbre 50 pour le mouvement de changement du rapport de vitesses du galet avec l'axe de son arbre 50 et autour de celui-ci.
Chaque goupille permet aussi un mouvement pivotant limité de son galet 20 associé autour de l'axe de cette goupille pour égaliser les pressions de contact de ce galet contre les sur- faces toriques 22 et 26,
Chaque arbre pivotant 50 a un mouvement limité le long de son axe et sa plaque 54 de la broche du galet associé à des languettes ou pattes 52 logées dans une fente transversale ou rainure 64 dans l'arbre 50 de sorte que le mouvement d'un arbre 50 le long de son axe a pour résultat un mouvement correspondant de son galet 50 dans ce sens.
Evidemment étant donné que la fente transversale 64 sur chaque arbre pivotant 50 est disposée à angle droit par rapport à la goupille voisine 60, cette mise en prise entre chaque fente transversale 64, de l'arbre pivotant et les pattes 62 de la broche de galet ne gène pas le mouvement pivotant limité de la broche 54 de galet associée autour de l'axe de la goupille oO pour égaliser les pressions de contact du galet associé 20 contre les sur fèces toriques 22 et 26.
Chaque arbre pivotant 50 a un ressort 66 le poussant dans un sens le long de son. axe contre une force réglable appliquée à l'autre extrémité de cet arbre par un levier 68 et une butée 70, un de ces leviers 68 existant pour chaque arbre pivotant 50. Une
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pression de fluide (de préférence hyaraulique) réglable est appli- quée contre l'autre extrémité de chaque levier b8 par un piston 72, chaque levier b8 étant supporté de façon pivotante entre ses extrémités par un pivot 74. La fonction du levier 68 est seulement d'amplifier la force de la pression hydraulique du piston 72 contre l'arbre pivotant associé 50.
Le sens de rotation de la transmission est tel que comme on le voit dans la Fig. 2 l'organe torique d'entrée 16 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et par conséquent que les forces de traction F' exercées par les organes toriques 16 et 18, par exemple sur le galet 20 inférieur sont dirigées vers la gauche.
Tout déséquilibre des forces de traction sur un galet et les forces sur son arbre pivotant 50 et le long de celui-ci ont pour résultat le déplacement du galet et de son arbre pivotant 50 le long de l'axe de cet arbre. Comme décrit dans le brevet américain précitée ce mouvement d'un galet 20 le long de l'axe de son arbre pivotant 50 a pour résultat la précession ou mouvement pivotant changeant le rapport des vitesses du galet avec l'axe de son arbre pivotant 50 et autour de celui-ci jusqu'à une position de rapport de vitesses dans laquelle les forces sont de nouveau en équilibre.
Comme on le sait, la précession changeant le rapport des vitesses des galets peut aussi être produite en faisant bascu- ler chaque galet autour de son axe sur une ligne ou parallèlement à une ligne passant par les points de contact du galet avec les organes toriques 16 et 18. Comme décrit également dans le brevet améri- cain précité, si un tel axe de basculement du galet est décalé par rapport à une ligne passant par les points de contact du galet avec les organes toriques, les forces de traction exercées par les organes toriques 16 et 18 sur chaque galet appliquent un couple sur le galet autour de son axe de basculement, couple qui peut être équi- libré par la force de commande hydraulique.
Par conséquent on peut suivant la présente invention employerce basculement des galets
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pour provoquer la précession changeant le rapport des vitesses des galets au lieu de déplacer chaque galet le long de l'axe de .on arbre pivotant 50.
La pression de Commande pour commander la position du rapport des vitesses des galets 20 est fournie par une pompe 80 à une conduite 82. Une soupape de sécurité 84 sert à limiter la ' pression de sortie de la pompe 80 et une soupape de by-pass réglable
86 sert quand elle est ouverte à faire revenir par le by-pass le fluide du conduit de la pompe 82 à la canalisation d'alimentation d'entrée 88 de la pompe. De cette façon la pression de sortie de la pompe 80 peut être augmentée ou abaissée en fermant ou en ouvrant respectivement la soupape de by-pass 86.
La canalisation de pression de commande ou de sortie 82 de la pompe 80 est reliée par un conduit 90 à un cylindre 92 pour chaque piston 72, une canalisation 90 existant pour chaque galet
20. La disposition est telle que la pression de commande fournie à chaque cylindre 92 agit contre son piston 72, ce piston agissant par l'intermédiaire de son levier 68 sur l'arbre pivotant associé 50 pour s'opposer au ressort 66 et aux forces de traction F sur le galet associé. Un ressort 94 est également prévu pour maintenir le piston, le levier 58 et l'arbre 50 en contact l'un avec l'autre.
Avec cette disposition chaque galet 20 se déplace auto- matiquement et indépendamment des autres galets jusqu'à une position de rapport de vitesses dans laquelle les forces de traction sur ce galet, la force de la pression de commande hydraulique exercée sur l'arbre pivotant 50 de ce galet et les forces des ressorts 66 et 94 sur cet arbre pivotant sont en équilibre. La grandeur des forces des ressorts 66 et 94 sur l'arbre pivot associé 50 est faible par rapport à celle de la force de commande hydraulique et des forces de traction. Egalement parce que l'étendue du mouvement de chaque arbre pivotant 50 le long de son axe est petite,,les forces des ressorts 66 et 94 sur celui-ci sont sensiblement constantes.
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L'extrémité de chaque arbre pivotant de galet 50 éloi- gnée du levier de pression de commande 68 est munie d'un dispositif amortisseur à fluide 96 pour amortir les mouvements provoquant la précession du galet associé. C'est-à-dire que chaque dispositif amortisseur 96 est prévu pour amortir le mouvement de son arbre pivotant 50 et de son galet 20 dans un sens parallèle à l'axe de cet arbre. Dans ce but chaque arbre 50 a une partie d'extrémité de diamètre réduit sur laquelle est fixé par des goupilles 100 un organe 98 analogue à un piston. Le piston 98 peut coulisser dans un espace cylindrique 102 formé par un organe enveloppe 104 fixé sur la partie voisine de la section 38 du carter de la transmission.
L'espace cylindrique 102 est rempli d'un fluide d'amortissement qui de préférence est un liquide dont la viscosité est élevée et varie relativement peu avec les variations de température, tel qu'une huile au silicone de viscosité élevée, Des joints étancnes 106 sont prévus pour fermer de façon étanche les extrémités de l'espace cylindrique 102 et un joint étanche 108 est prévu autour de la périphérie du piston 98. Cependant le piston 98 a une ouver- ture restreinte 110 à travers celui-ci pour le passage du fluide d'amortissement à travers celle-ci d'un coté du piston 98 à l'autre.
Le fluide d'amortissement et l'ouverture restreinte sont choisis de telle sorte que la constante d'amortissement de chaque dispositifamortisseur 96 est dans la gamme de 356 g/cmà 1424 g/cm par seconde et de préférence est d'environ 890 g/cm par seconde, lans ce but chaque dispositif amortisseur 96 a son espace cylindrique 102 rempli d'un fluide au silicone ayant une viscosité élevée. En employant un! fluide d'amortissement à viscosité élevée il est possible d'obtenir la force d'amortissement voulue avec un passage d'amortissement restreint 110 ayant un dia@ètre finimum suffisamment grand pour qu'il y ait peu ou pas de d@@ger que ce pas- sage s'obstrue.
Un fluide au silicone ayant une viscosité en centi- stokes à 38 C d'environ, 12 300 a été trouvé satisfaisant. Avec ce
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fluide d'amortissement à viscosité élevée, une force d'amortissement appropriée est fournie parchaque dispositif amortisseur 96 avec son piston d'amortissement 98 ayant une surface efficace d'environ 431,5 mm2 et ayant un passage restreint 110 avec un diamètre mini* mum d'environ 1,02 mm.
Etant donné que chaque dispositif amortisseur 96 a son fluide d'amortissement enferme de façon étanche dans celui-ci, il y a peu ou pas de danger que des éléments étrangers pénètrent dans le fluide d'amortissement et obstruent éventuellement son passage d'amortissement restreint 110.
Comme représenté également dans le dessin, l'organe à disque toroïdal d'entrée 16 est mobile axialement vers l'organe à disque toroldal de sortie 18 pour presser les galets 20 entre eux.
Dans ce but un ressort 120 du type rondelle "Belleville" agit par l'intermédiaire d'un dispositif à came et à cale 122 pour pousser axialement l'organe à disque toroïdal 16 vers l'organe à disque toroldal 18. Le ressort 120 fournit ainsi la pression de contact Initiale ou charge préalable des galets 20 contre les organes 1 disques toroïdaux 16 et 18. Le dispositif à came et à cale 122 comprend un organe de came annulaire 124 qui est calé sur un épaule- ment 126 sur l'arbre d'entrée 12 par-plusieurs billes 128 logées dans des cavités semi sphériques opposées dans cet épaulement et dans l'organe à came.
Le dispositif à came et à cale 122 comprend aussi une partie de came 130 sur le disque toroïdal d'entrée 16.
L'organe à came 124 & plusieurs évidements de came espacés circonférentiellement opposés chacun à un avidement de came correspondant sur la partie de came 130. De plus, une cale 132 qui est représentée sous forme d'une bille sphériqeu est disposée à l'intérieur de chaque paire opposée de ces évidements de cane et une cage 134 est prévue pour maintenir les cales 132 en place.
Quand un couple est appliqué à l'arbre d'entrée 12; l'orgene à came 124 tourne par rapport à la partie de came 130 pour coincer les
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cales 132 entre ceux-ci pour transmettre ce couple et de ce fait pour charger axialement les organes à disque toroïdaux l'un vers l'autre contre les galets*
Les détails du ressort de charge préalable 120 et du dispositif à came et à cale 122 pour charger les organes à disques toroïdaux 16 et 18 contre les galets 20 ne font pas partie de la présente invention*
Il est bien évident que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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Variable speed ratio transmission.
The present invention relates to a transmission by movable roller with variable speed ratio and more particularly to a transmission of the toroidal type with progressive variation.
Such transmissions include a pair of drive members having opposing toroidal or toroidal surfaces with a plurality of rollers (preferably three) arranged between these surfaces and in frictionally driving contact with these surfaces. Each roller is mounted so as to perform a shift displacement to the gear ratio or a procession of its axis of rotation to change the gear ratio of the drive link.
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Bernent supplied by the rollers between the toroidal bodies. One such transmission is described in U.S. Patent No. 3,008,337. In a toroidal transmission device described in this US patent the traction drive forces exerted on each roller are balanced against an adjustable hydraulic force such that any imbalance between this control force and the traction drive forces cause the roller to move in a way causing the precession of change of the speed ratio of the roller,
to a position in which the forces on this roller are again in equilibrium *
This American patent also describes damping means using the same liquid supplying this adjustable control force, to damp the movements of each roller causing this procession.
The present invention provides different means for damping these movements of each roller causing the precess.
The invention relates in particular to a transmission with variable speed ratio, by rollers rolling between opposing toric surfaces, the rollers being biased by a force imparting to them a precessional displacement to change the transmission ratio, transmission characterized by a device for 'closed hydraulic damping associated with each roller to damp the precession displacement movement, this device being supplied by an adjustable pressure source suitable for balancing the forces applied to the roller in the position given to it for each selected transmission ratio .
A hermetically sealed hydraulic damping means is associated with each roller to damp the movements causing the. precession of this pebble. With this construction the liquid employed in this hermetically sealed damping means can be
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chosen only from the point of view of the desired properties for case
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dtamortiostmonts goals According to one embodiment, the variable speed transmission comprises coaxial input and output members having toric bearing surfaces;
several circumferentially spaced rollers disposed between these surfaces and in contact with each other !. ment with these surfaces to transmit the torque from the input member to the output member; support means for each roller comprising means ensuring the pivoting movement of the chan. management of the speed ratio of this roller on these toric surfaces; each roller support means also comprising means ensuring the movement of its roller in a second way in response to variations in the tensile forces between this roller and these toric surfaces such that in response to the movement in this two - Xth way * this pivoting movement of the change of the speed ratio of the roller is initiated;
means comprising an adjustable fluid pressure source operatively connected to each roller for subjecting each roller to a control force opposing the tensile forces such that each roller automatically moves to a position in the ratio of velocities in which the forces on it are in equilibrium; and several individual fluid damping devices, hermetically sealed, one of these damping devices being intended and operatively connected to each roller to damp the movements of this roller in this second manner.
The invention also extends to the characteristics resulting from the following description and the accompanying drawings as well as to their possible combinations.
The following description relates to embodiments shown in the accompanying drawings in which: FIG. 1 is an axial sectional view of a transmitted.
.ion of the toroidal type according to the invention.
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- Fig.2 is a sectional view along line 2-2 of Fig. 1.
-. Fig. 3 is a partial shot taken along line 2-2 of Fig. 2.
The transmission shown is intended particularly for use in an automobile. However, it is understood that the use of the transmission is not limited and the transmission is of general application.
Referring now to the drawing, transmission 10 includes coaxial input and output shafts 12 and 14 respectively, toroidal input and output disc members 16 and 18 coaxially mounted on shafts 12 and 14 respectively. and connected to be driven by these shafts and a plurality of circumferentially spaced rollers 20 disposed between the toric surfaces of the disc members 16 and -18 and in drive engagement therewith. Preferably, as shown, three rollers 20 are provided between the toroidal members 16 and 18.
Also at least one of the toroidal disc members 16 and 18 can move axially towards the other. For this purpose the disc member 16 is supported on the input shaft 12 so as to be able to move axially. long of it.
The input toroidal disc member 16 has a toroidal surface 22 which is preferably generated by the rotation of a substantially circular arc about the common axis of the input and output shafts 12 and 14, the center of the generating arc describing the circle 24 to generate the toric surface 22. The output toroidal disc member 18 has a similar toroidal surface 26 facing the input toroidal surface 22 and has substantially the same circle 4 of toric center.
Shafts 12 and 24 are supported by bearings 30 and 32 in a multi-part housing comprising end sections 34 and 36 and an intermediate section 38 attached to them.
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End tests The intermediate section of the housing 38 is a Y-drive structure between which are mounted three rollers 20, this Y-structure providing the end bearings 40 and 42 for the adjacent ends of the shafts 12 and 14.
Each roller 20 is journaled in the pariera 44 and 46 'on a pin 48, these bearings of each roller 20 being known to support their roller against radial loads and to support its roller 20 against the radial pressure outwardly relative to the transmission axis and along its pin 48.
The axis of each roller pin 48 lies substantially in a radial plane passing through the transmission axis. A spring 49, preferably in the form of a so-called "Belleville" washer, is arranged between the inner raceway of the bearing 46 and a spur on the spindle 48 so that the axial thrust on the roller
20 serves by its bearing 46 to compress the spring 49 thus distributing the axial thrust between the bearings 44 and 46.
Since the "Belleville" spring 49 is disposed between the bearing
46 and the spindle 48 it serves to limit the thrust load supported by this bearing 46, this bearing having a capacity to support a load substantially smaller than the bearing 44 *
Each roller pin 48 is supported by a pivoting shaft 50 for movement changing the speed ratio of its roller about the axis of its pivoting shaft and relative to the toric surfaces 22 and 26. With respect to the transmission axis. each roller 20 is disposed on the radially inner side of its associated pivoting shaft 50.
The axis of each pivoting shaft $ 0 is substantially tangent to the toroldal center circle 24 and is disposed in a plane perpendicular to the transmission axis. Thus both the pivot shafts 50 and rollers 20 are spaced circumferentially around the drive axle, with a pivot blade 50 existing for each roller.
Each 50 swivel shaft journals in bearings
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with rollers 52 carried by the intermediate section of the housing 38.
Each roller pin 48 has an extractor plate 54 having a substantially semi-cylindrical groove 56 opposite a corresponding groove 58 in the surface of an enlarged central part of its associated pivot shaft. Each of these semi-cylindrical grooves 56 and 58 is disposed parallel to the axis of its associated pivot shaft 50. A pin 60 is mounted in each pair of facing grooves 56 and 58 so that through its pin 60, the associated roller 20 is supported by the shaft 50 for the movement of changing the speed ratio of the roller with the axis of its shaft 50 and around it.
Each pin also allows a limited pivoting movement of its associated roller 20 around the axis of this pin to equalize the contact pressures of this roller against the toroidal surfaces 22 and 26,
Each pivot shaft 50 has limited movement along its axis and its spindle plate 54 of the roller associated with tabs or tabs 52 housed in a transverse slot or groove 64 in the shaft 50 so that the movement of a shaft 50 along its axis results in a corresponding movement of its roller 50 in that direction.
Obviously since the transverse slot 64 on each pivot shaft 50 is disposed at right angles to the neighboring pin 60, this engagement between each transverse slot 64 of the pivot shaft and the tabs 62 of the roller spindle does not interfere with the limited pivoting movement of the associated roller pin 54 around the axis of the oO pin to equalize the contact pressures of the associated roller 20 against the O-ring feces 22 and 26.
Each pivot shaft 50 has a spring 66 urging it in one direction along its. axis against an adjustable force applied to the other end of this shaft by a lever 68 and a stopper 70, one of these levers 68 existing for each pivoting shaft 50. A
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Adjustable fluid pressure (preferably hyaraulic) is applied against the other end of each lever b8 by a piston 72, each lever b8 being pivotally supported between its ends by a pivot 74. The function of the lever 68 is only to amplify the force of the hydraulic pressure of the piston 72 against the associated pivoting shaft 50.
The direction of rotation of the transmission is as seen in Fig. 2 the input toric member 16 rotates clockwise and therefore the tensile forces F 'exerted by the toric members 16 and 18, for example on the lower roller 20, are directed to the left .
Any imbalance of the tensile forces on a roller and the forces on its pivot shaft 50 and along it results in the movement of the roller and its pivot shaft 50 along the axis of that shaft. As described in the aforementioned US patent this movement of a roller 20 along the axis of its pivot shaft 50 results in the precession or pivotal movement changing the ratio of the speeds of the roller to the axis of its pivot shaft 50 and around it to a gear ratio position in which the forces are again in equilibrium.
As is known, the precession changing the ratio of the speeds of the rollers can also be produced by rocking each roll about its axis on a line or parallel to a line passing through the points of contact of the roller with the toric members 16. and 18. As also described in the aforementioned American patent, if such a tilting axis of the roller is offset with respect to a line passing through the points of contact of the roller with the toric members, the tensile forces exerted by the members O-rings 16 and 18 on each roller apply a torque to the roller about its tilting axis, which torque can be balanced by the hydraulic control force.
Therefore it is possible according to the present invention to employ this tilting of the rollers
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to cause precession changing the ratio of roller speeds instead of moving each roller along the axis of its pivot shaft 50.
Control pressure to control the gear ratio position of the rollers 20 is provided by a pump 80 to a line 82. A safety valve 84 serves to limit the output pressure of the pump 80 and a bypass valve. adjustable
86 is used when it is open to return through the bypass the fluid from the pump conduit 82 to the inlet supply line 88 of the pump. In this way the outlet pressure of the pump 80 can be increased or decreased by closing or opening the bypass valve 86 respectively.
The control or outlet pressure pipe 82 of the pump 80 is connected by a pipe 90 to a cylinder 92 for each piston 72, a pipe 90 existing for each roller
20. The arrangement is such that the control pressure supplied to each cylinder 92 acts against its piston 72, this piston acting through its lever 68 on the associated pivoting shaft 50 to oppose the spring 66 and the forces. traction F on the associated roller. A spring 94 is also provided to maintain the piston, the lever 58 and the shaft 50 in contact with each other.
With this arrangement each roller 20 moves automatically and independently of the other rollers to a gear ratio position in which the tensile forces on this roller, the force of the hydraulic control pressure exerted on the pivoting shaft 50 of this roller and the forces of the springs 66 and 94 on this pivoting shaft are in equilibrium. The magnitude of the forces of the springs 66 and 94 on the associated pivot shaft 50 is small compared to that of the hydraulic drive force and the tensile forces. Also because the range of motion of each pivot shaft 50 along its axis is small, the forces of the springs 66 and 94 thereon are substantially constant.
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The end of each pivoting roller shaft 50 remote from the control pressure lever 68 is provided with a fluid damping device 96 to damp the movements causing the precession of the associated roller. That is to say that each damping device 96 is provided to damp the movement of its pivoting shaft 50 and of its roller 20 in a direction parallel to the axis of this shaft. For this purpose each shaft 50 has an end portion of reduced diameter to which is fixed by pins 100 a member 98 similar to a piston. The piston 98 can slide in a cylindrical space 102 formed by a casing member 104 fixed to the part adjacent to the section 38 of the transmission housing.
The cylindrical space 102 is filled with a damping fluid which preferably is a liquid whose viscosity is high and varies relatively little with changes in temperature, such as silicone oil of high viscosity. are provided to seal the ends of the cylindrical space 102 and a seal 108 is provided around the periphery of the piston 98. However, the piston 98 has a restricted opening 110 therethrough for the passage of the piston. damping fluid through it from one side of piston 98 to the other.
The damping fluid and the restricted aperture are chosen such that the damping constant of each damper 96 is in the range of 356 g / cm to 1424 g / cm per second and preferably is about 890 g / cm. cm per second, for this purpose each damping device 96 has its cylindrical space 102 filled with a silicone fluid having a high viscosity. By employing one! high viscosity damping fluid it is possible to obtain the desired damping force with a restricted damping passage 110 having a final diameter sufficiently large that there is little or no damage. this passage is obstructed.
A silicone fluid having a viscosity in centistokes at 38 ° C of about .12,300 has been found to be satisfactory. With this
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high viscosity damping fluid, a suitable damping force is provided by each damping device 96 with its damping piston 98 having an effective area of about 431.5 mm2 and having a restricted passage 110 with a minimum diameter * mum about 1.02 mm.
Since each damping device 96 has its damping fluid sealed therein, there is little or no danger of foreign elements entering the damping fluid and possibly obstructing its restricted damping passage. 110.
As also shown in the drawing, the input toroidal disk member 16 is axially movable towards the output toroidal disk member 18 to press the rollers 20 together.
For this purpose a spring 120 of the "Belleville" washer type acts by means of a cam and wedge device 122 to axially urge the toroidal disc member 16 towards the toroidal disc member 18. The spring 120 provides thus the Initial contact pressure or pre-load of the rollers 20 against the toroidal disc members 1 16 and 18. The cam and wedge device 122 comprises an annular cam member 124 which is wedged on a shoulder 126 on the shaft. inlet 12 by several balls 128 housed in opposite semi-spherical cavities in this shoulder and in the cam member.
The cam and wedge device 122 also includes a cam portion 130 on the input toroidal disc 16.
Cam member 124 & a plurality of circumferentially spaced cam recesses each opposed to a corresponding cam recess on cam portion 130. Additionally, a shim 132 which is shown as a spherical ball is disposed therein. of each opposing pair of these cane recesses and a cage 134 is provided to hold the wedges 132 in place.
When a torque is applied to the input shaft 12; the cam organ 124 rotates relative to the cam portion 130 to clamp the
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shims 132 between these to transmit this torque and therefore to axially load the toroidal disc members towards each other against the rollers *
Details of the preload spring 120 and the cam and wedge device 122 for loading the toroidal disc members 16 and 18 against the rollers 20 do not form part of the present invention *
It is obvious that the present invention is not limited to the exemplary embodiments described and represented above from which other variants can be provided without thereby departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
EMI11.1
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