FR2566498A1 - Transmission variable sans etape a courroie en v - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE TRANSMISSION VARIABLE SANS ETAPE A COURROIE EN V. SELON L'INVENTION, ELLE EST POURVUE D'UNE POULIE MENANTE 1 AVEC UN ARBRE DE TRANSMISSION 2, UN DISQUE CONIQUE STATIONNAIRE 3 ET UN DISQUE CONIQUE MOBILE 5 D'UNE POULIE MENEE 20 AVEC UN ARBRE MENE 21 UN DISQUE CONIQUE STATIONNAIRE 22 ET UN DISQUE CONIQUE MOBILE 23, ET UNE COURROIE SANS FIN EN V 25 ENTRE LES POULIES; LA POULIE MENANTE EST POURVUE D'UN MOYEN D'AJUSTEMENT DE TENSION QUI EST DISPOSEE ENTRE L'ARBRE 2 ET LE DISQUE 5; LA POULIE MENEE A UN CYLINDRE HYDRAULIQUE DE MISE EN ACTION 24 POUR DEPLACER AXIALEMENT LE DISQUE 23; LA TRANSMISSION VARIABLE EST FORMEE D'UN MOYEN DE CONTROLE DU RAPPORT DES POULIES 30, 34, 43, 48 POUR FOURNIR ET EVACUER UN FLUIDE DU CYLINDRE HYDRAULIQUE DE MISE EN ACTION AFIN D'ACTIONNER LE DISQUE 23 POUR AINSI CONTROLER LE RAPPORT DES POULIES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.
Description
La présente invention se rapporte à une transmission
variable sans étape à courroie en V utilisée principale-
ment pour une automobile, et plus particulièrement à une transmission variable sans étape à courroie en V, pourvue d'une poulie menante et d'une poulie menée chacune étant pourvue d'un disque conique stationnaire d'un disque conique axialement mobile, et d'une courroie sans fin passant entre les poulies menante et menée, chaque disque conique mobile étant axialement déplacé par rapport à chaque disque conique stationnaire pour changer l'intervalle entre eux, pour ainsi effectuer le
changement de vitesse sans étape.
La transmission variable conventionnelle sans étape à courroie en V et. construite comme ci-dessus est bien connue, laquellecomme cela est révélé dans la divulgation du brevet Japonais nO 58-42 862, commande hydrauliquement le disque conique mobile sur la poulie menante selon le nombre de tours d'un moteur et le degré d'ouverture d'un papillon et le disque conique mobile sur la poulie menée pour appliquer une tension prédéterminée à la courroie en V. Dans ce cas, comme la tension appliquée à la courroie en V est contrôlée de manière à correspondre au rapport des poulies et au nombre de tours du moteur, la courroie en V n'est soumise à aucune tension pour répondre au couple d'entrée, ce. qui crée un défaut en réduisant la durée de vie de la courroie'en V et en détériorant l'efficacité de la transmission. Pour éliminer ce défaut, on propose que le disque conique mobile soit sollicité par une force de sollicitation correspondant au couple d'entrée de façon à produire la tension de la courroie pour y répondre. Ce procédé consiste à convertir le couple détecté d'entrée en une pression hydraulique puis la pression hydraulique en une force de sollicitation à appliquer au disque conique mobile, posant ainsi un problème par le fait que ce processus de conversion à plusieurs stades complique la transmission et la variation de la température de l'huile provoque des erreurs trop importantes. Une autre transmission variable sans étape a été révélée dans la divulgation du brevet japonais n0 58-142 060, o est prévu sur la poulie menante, un rouleau contrepoids utilisant une force centrifuge pour y solliciter axialement le disque conique mobile, sur la poulie menée, une came de couple pour solliciter axialement le disque conique mobile sur la poulie menée selon le couple de transmission, et sur les deux poulies menante et menée, des mécanismes de commande mécanique pour ainsi concevoir une transmission
de construction simple.
Dans ce cas, comme la came de couple permet d'obtenir la force linéaire de sollicitation du couple de transmission au disque conique mobile, il est avantageux qu'une tension appropriée pour répondre au couple de transmission puisse être appliquée à la courroie en V mais la poulie menante, qui emploie un rouleau contrepoids. centrifuge, ne peut être contrôlée que sur le rapport des poulies correspondant au nombre de tours du moteur. Par conséquent, ce dernier procédé est inférieur au premier par la précision de la commande hydraulique. De même, comme le disque conique mobile est sollicité par une force proportionnelle au carré du nombre de tours du moteur, la courroie en V est plus chargée que cela est nécessaire, avec pour résultat le défaut non seulement de réduire la durée de vie de la courroie en V mais également de provoquer
une plus forte perte de puissance.
La présente invention a pour objet une transmission variable sans étape à courroie en V de construction simple, applicable à une courroie en V à une tension appropriée pour répondre au couple d'entrée,dont le rapport des poulies peut être contrôlé avec précision selon la condition de fonctionnement de l'automobile et dont le rapport des poulies peut être ajusté rapide-
ment et avec une possibilité de réponse appropriée.
La présente invention a été conçue pour atteindre
l'objectif ci-dessus.
Les inventeurs ont fait attention au fait qu'un moyen mécanique comme une came de couple est le plus simple et le plus précis pour appliquer, à la courroie en V, la tension pour répondre au couple d'entrée et qu'un moyen hydraulique est le plus précispour obtenir un rapport approprié des poulies du fait de la nécessité de contrôler de manière correspondante le nombre de
tours d'un moteur et le degré d'ouverture d'un papillon.
La présente invention est caractérisée en ce qu'une poulie menante est pourvue d'un moyen d'ajustement de la tension qui applique mécaniquement, à un disque conique mobile sur la poulie menante, la poussée pour répondre au couple d'entrée et ainsi ajuster la tension de la courroie en V, une poulie menée est pourvue d'un cylindre hydraulique de mise en action qui sert à déplacer axialement un disque conique mobile sur la poulie menée et un moyen de contrôle du rapport des poulies est prévu qui fournit et décharge un fluide vers et au loin du cylindre hydraulique de mise en action pour ainsi actionner le disque conique mobile sur la poulie menée et contrôler le rapport des poulies correspondant à la condition de fonctionnement
d'une automobile.
La présente invention, o l'on prévoit le moyen d'ajustement de la tension ci-dessus, permet d'appliquer à la courroie en V, la poussée pourrépondre au couple d'entrée, réduisant ainsi le glissement et l'usure dans la courroie en V. Par ailleurs, comme le moyen d'ajustement de la tension n'est pas prévu sur la poulie menée mais sur la poulie menante, la tension correspondant au couple d'entrée peut être appliquée à la courroie en V de manière appropriée, par une construction simple. De même, comme le cylindre hydraulique ci-dessus de mise en action est prévu sur le disque conique mobile sur la poulie menée et que le fluide est fourni et évacué vers et au loin du cylindre pour actionner le disque conique mobile sur la poulie menée pour ainsi contrôler le rapport des poulies, ce rapport peut être contrôlé avec précision sur la base de' facteurs, par exemple, telsque le nombre de tours du moteur et le degré
d'ouverture du papillon.
En général, il est nécessaire que l'automobile, lorsqu'elle est arrêtée, change rapidement de rapport des poulies d'un rapport élevé des poulies (la poulie menante d'un plus grand diamètre etla poulie menée d'un plus petit diamètre)à un rapport faible des poulies (la-poulié menante d'un plus petit diamètre et la poulie menée d'un plus grand diamètre)afin de
préparer au démarrage suivant.
Dans le cas o la poulie menante contrôle le rapport ci-dessus des poulies, comme il faut que son diamètre soit plus petit, lorsque le disque conique mobile est rapidement actionné, la poussée est perdue pour provoquer un glissement sur la courroie en V, rendant ainsi impossible une opération rapide. Cependant, la présente invention effectue le contrôle du rapport des poulies sur la poulie menée, auquel cas la poussée agissant sur la courroie en V n'est pas perdue parce que la poulie menée est d'un plus grand diamètre pour ne pas perdre la poussée. Par conséquent, l'opération rapide est possible ce qui permet au rapport des poulies d'être contrôlé avec une possibilité de réponse rapide
et bonne.
De même, dans la présente invention, le disque conique mobile sur la poulie menée, qui est hydraulique- ment entraîné pour contrôler le rapport des poulies, est axialement mobile par une force plus petite que celle utilisée pour entraîner hydrauliquement le disque conique mobile sur la poulie menante pour contrôler le rapport des poulies.En d'autres termes, lorsque l'on observe une distribution de tension sur la courroie pendant la transmission de puissance, elle est plus faible du côté poulie menée que du côté poulie menante, et donc le disque conique mobile sur la poulie menée peut être axialement déplacé par une force plus faible que celle
pour le disque conique mobile sur la poulie menante.
Il est par conséquent possible d'établir une basse pression du fluide fourni au cylindre hydraulique de mise en action, ce qui réduit ainsi la perte de
puissance d'une pompe à huilé.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de structure d'un mode de réalisation d'une transmission variable sans étape à courroie en V dans son ensemble; - la figure 2 est une vue latérale du côté gauche, en détail, d'une poulie menante; - la figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2; et - la figure 4 est une illustration d'une condition idéale de fonctionnement stockée dans un contrôleur électronique.
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En se référant à la figure 1, on peut y voir un mode de réalisation d'une transmission variable sans étape à courroie en V selon l'invention, qui est pourvue d'une poulie menante 1, d'une poulie menée 20 et d'une courroie sans fin 25 tendue entre les
deux poulies 1 et 20.
La poulie menante 1 comprend un disque conique stationnaire 3 fixé à un arbre de transmission 2 et un disque conique mobile 5 axialement mobile par rapport à un arbre de transmission 2, les deux disques 3 et 5 étant adaptés à changer le diamètre de la poulie 1, le disque conique mobile 5 étant pourvu, à l'arrière, d'une came de couple 12 et d'un ressort de torsion 13 qui sont des exemples de moyensmécaniquesd'ajustement
de la tension.
La construction de la poulie menante 1 sera décrite en détail selon les figures 2 et 3. Le disque conique stationnaire 3 comprend un corps 3a en forme de coupe et un bossage 4 fixé sur le pourtour externe de l'arbre de transmission 2, et il lui est fixé
intégralement par I'intermédiaire du bossage 4.
Le disque conique mobile 5 comprend un corps 5a en forme de coupa, de la même forme que le corps de disque 3a et une came 6 axialement coulissante et rotative par rapport à l'arbre de transmission 2, la came 6 constituant un moyen d'ajustement de tension et ayant sur sa face extrême côté gauche, deux faces de came 6a en forme d'arc de demi-cercle et symétriques par rapport à l'axe de transmission 2, chacune des faces de came 6 s'inclinant graduellement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et vers l'extrémité
de l'arbre de transmission 2 sur la figure 2 (ce côté).
Un organe extrême 7 est connecté à l'extrémité axiale de l'arbre de transmission 2 par un écrou indesserrable 8 et porte, sur son pourtour externe, par des broches 9, deux paliers 10 placés symétriquement par rapport à l'arbre de transmission 2 et ayant des contacts cylindriques 10a en contact de roulement avec les faces de came 6a respectivement, les broches 9 étant bloquées par rapport à l'organe extrême 7 par
des broches 11 ajustées à pression respectivement.
Chaque palier 10 tourne en même temps que l'arbre de transmission 2 par l'intermédiaire de l'organe extrême 7 pour ainsi appliquer la poussée à la came 6, à son tour au disque conique mobile 5 et constitue, avec les faces de came 6, une came
de couple 12.
De même, entre l'organe extrême 7 et la came 6 est interposé le ressort de torsion 13 qui sollicite toujours le disque conique mobile 5 à une pression fixe vers le disque conique stationnaire 3, le ressort de torsion 13 étant prévu pour permettre au disque conique mobile 5 de maintenir une pression fixe de contact sur la courroie en V 25 même lorsque la
poullie menante I s'arrête.
Le disque conique mobile 5 tel que ci-dessus
mentionné est soumis à la somme des forces de sollicita-
tion de la came de couple 12 et du ressort de torsion 13 en tant que poussée du disque conique 5. Cette poussée permet au disque conique mobile 5 de porter la moitié du couple transmis à la courroie 25 en V. Lorsque le couple d'entrée de l'arbre de transmission 2 augmente, la poussée précédente rend insuffisante la tension de la courroie, il y a donc un danger d'un glissement entre la poulie menante 1 et la courroie en V 25. Cependant, à- ce moment, le disque conique mobile 5 est retardé par rapport au disque conique stationnaire 3 (tourne en sens inverse à la direction d'entraînement par rapport au disque conique stationnaire 3), et le retard permet au palier 10 de passer sur les faces de came 6a. Les faces de came 6a, et le disque conique mobile 5 sont sollicités vers le disque conique stationnaire 3. En d'autres termes, la came 12 est adaptée à ajuster automatiquement la poussée du disque afin d'appliquer la tension appropriée de la courroie
pour répondre au couple d'entrée.
Alternativement, la came de couple peut, en alternance à la combinaison de la face de came 6a et du palier 10 comprendre une gorge de came inclinée prévu sur une came cylindrique, et une broche de
galet coulissante dans la gorge de came.
De même, la poulie menée 20, comme la poulie menante 1, a un disque conique stationnaire 22 fixé à un arbre mené 21 et un disque conique mobile 23 axialement mobile par rapport à l'arbre mené 21, le disque conique mobile 23 ayant, à l'arrière, un cylindre hydraulique de mise en action 24 comme le montre la
figure 1.
Le disque conique mobile 23 est actionné en fournissant et en évacuant un fluide vers et au loin du cylindre hydraulique de mise en action 24 pour ainsi contrôler le rapport des poulies, cette alimentation et cette évacuation du fluide étant contrôlées par
un moyen de contrôle du rapport des poulies.
Le moyen du contrôle du rapport des poulies, comme le montre la figure 1, est pourvu d'une pompe à huile , d'une soupape régulatrice 34, d'une soupape 43 de contrôle de rapport des poulies et d'une vanne à solénoïde 48. L'huile est pompée par la pompe à huile , d'un réservoir d'huile 31 par un filtre 32 et passe par un passage d'huile 33 pour agir sur un orifice 35 à l'extrémité droite de la soupape régulatrice 34 et un orifice 36 à une partie intermédiaire de celle-ci de façon que la pression d'huile déplace un corps 37 de la soupape régulatrice 34 vers la gauche contre un ressort 38. A l'arrivéed'une partie plate 39 du corps 37 à la position montrée par la ligne en trait mixte sur le dessin, les orifices 36 et 40 communiquent l'un avec l'autre et l'huile est ramenée du côté aspiration de la pompe à huile 30. En d'autres termes, le corps 37 est équilibré à cette position pour toujours maintenir constante la pression d'huile (pression de ligne) dans le passage d'huile 33. De plus, à la position o la soupape régulatrice 34 est équilibrée, comme une partie plate 41 à l'extrémité gauche du corps 37 s'est déplacée vers la gauche, un passage d'huile 42 est soumis
à la pression de ligne du passage d'huile 33.
Un corps 44 de la soupape de contrôle du rapport des poulies 43 est poussé vers la gauche par un ressort 45 et une soupape à pointeau 49, lorsque la vanne à solénoïde 48 est hors circuit, ouvreune ouverture pour drainerla pression d'huile du passage d'huile 33, ainsi le corps 44 est placé à l'extrémité gauche de la soupape de contrôle 43..Par conséquent, les passages d'huile 42 et 46 communiquent l'un avec l'autre et donc la pression de ligne agit sur le cylindre hydraulique de mise en action 24 de la poulie menée 20 pour agrandir son diamètre. Lors de la mise en circuit de la vanne à solénoïde 48, la soupape à pointeau 49 ferme l'ouverture 50 et donc le corps 44 est soumis à la pression de ligne du passage d'huile 33 afin de se déplacer vers la droite (ce qui est montré par la ligne en trait mixte sur la figure 1) en surmontant le ressort 45. En conséquence, le passage d'huile 42 est fermé et donc la pression d'huile dans le cylindre hydraulique de mise en actionest drainéed'un orifice de vidange 47 à travers le passage d'huile 46, avec pour résultat que la pression d'huile dans le cylindre 24
baisse pour diminuer le diamètre de la poulie menée 20.
La vanne à solénoide 48 est commandée par tout ou rien par un contrôleur électronique 51. Le contrôleur électronique 51 stocke au préalable une condition idéale de fonctionnement de l'automobile supérieure par sa performance de puissance et sa dépense de carburant comme le montre la figure 4. Par exemple, le nombre de tours du moteur est établi pour être de 5500 t/mn lorsque le degré
d'ouverture du papillon est maintenu entre 3/4 et 4/4.
Par ailleurs, la condition réelle de fonctionnement est détectée par un moyen de détection de la condition de fonctionnement qui comprend principalement un capteur 52 de la vitesse du moteur et un capteur 53 du degré d'ouverture du papillon, et le signal de détection du moyen de détection est appliqué au contreleur électronique 51, donc le nombre réel de tours du moteur et le degré réel d'ouverture du papillon sont comparés par le contrôleur électronique 51 avec la valeur préétablie. Par exemple, lorsque le nombre réel de tours du moteur est plus important que dans la condition idéale de fonctionnement, la vanne à solénoïde 48 est en circuit et lorsque le nombre est plus faible que le nombre idéal de tours du moteur, la vanne à solénoide 48 est hors circuit. Par ailleurs, la condition idéale de fonctionnement contr8lée par le contrôleur électronique 51 peut, en alternance à la variation échelonnée de la condition de fonctionnement, être une courbe continue de fonctionnement comme le montre
la ligne en pointillé sur la figure 4.
Lorsque le nombre réel de tours du moteur est plus important que le nombre idéal de celui-ci correspondant au degré d'ouverture du papillon, la vanne à solénoïde 48 est en circuit pour drainer la pression d'huile dans le cylindre hydraulique de mise en action 24, pour diminuer ii ainsi le diamètre de la poulie menée 20 et agrandir celui de la poulie menante 1. En bref, le rapport
des poulies est rendu plus petit, et une charge plus.
importante est appliquée du côté menant (le côté moteur) pour diminuer le nombre de tours du moteur, qui devient plus faible que le nombre idéal de tours du moteur sur la figure 4, moment auquel le contrôleur électronique 51 ayant détecté le nombre de tours du moteur met la vanne àsolénoide 48 hors circuit, donc la pression de l'huile est introduite dans le cylindre hydraulique de mise en action 24, agrandissant ainsi le diamètre de la poulie' menée 20 et diminuant celui de la poulie' menante 1. En bref, le rapport des poulies devient plus important pour diminuer la charge sur le moteur et donc le nombre de tours du moteur devient plus important que le nombre idéal et alors cette opération est répétée séquentiellement. Ainsi, une vanne à solénoïde 48 est miseen circuit et hors circuit uniquement pour ainsi permettre de contr8ler la transmission sans étape au rapport idéal des poulies De plus, en alternance au contrale ci-dessus mentionné des poulies, le rapport des poulies peut également être contrôlé par des signaux hydrauliques d'un tube de Pitot prévu pour détecter le nombre de tours de l'arbre de transmission et d'un organe de came en
association avec-le degré d'ouverture du papillon.
De même, dans le mode de réalisation ci-dessus, le cylindre hydraulique de mise en action 24 est prévu à l'arrière du disque conique mobile 23 qui sert également de piston hydraulique. Alternativement,:le disque conique mobile 23 peut être sollicité à l'arrière par exemple, par un piston séparé de mise en action qui communique avec une soupape de controle du rapport des poulies D
R E V E N D I C AT I 0 N S
1. Transmission variable sans étape à courroie en V caractérisée en ce qu'elle est pourvue de: une poulie. menante (1) pourvue d'un arbre de transmission (2), d'un disque conique stationnaire (3) qui lui est fixé, et d'un disque conique mobile (5) axialement mobile par rapport audit arbre de transmission; une poulie menée (20) pourvue d'un arbre menée (21) , d'un disque conique stationnaire (22) qui lui lo est fixé et d'un disque conique mobile (23) axialement mobile par rapport audit arbre mené; et une courroie en V sans fin (25) passant entre lesdites poulies, et ladite poulie menante étant-pourvue d'un moyen d'ajustement de la tension (6) disposé entre ledit arbre de transmission et ledit disque conique mobile sur ladite poulie. menante afin d'appliquer mécaniquement audit disque conique mobile une poussée correspondant au couple d'entrée pour ainsi ajuster la tension sur \ ladite courroie en V, ladite poulie menée ayant un cylindre hydraulique de mise en action 24)pour axialement déplacer ledit disque conique mobile sur ladite poulie. menée, ladite transmission variable étant pourvue d'un moyen (30, 34, 43, 48) de contr8le du rapport des polies pour fournir et évacuer un fluide vers et au loin dudit cylindre hydraulique de mise en action afin d'actionner ledit disque conique mobile sur ladite poulie menée, pour ainsi controler le rapport des poulies 2. Transmission selon la revendication I caractérisée en ce que le moyen précité d'ajustement de la tension est pourvu d'une came (12) ayant une face de came (6a) et axialement coulissante par rapport audit arbre de transmission et rotative et un organe de contact.(10a) pouvant venir en contact avec ladite face de came afin de tourner intégralement avec ledit arbre de transmission pour ainsi donner une poussée à ladite came, ladite came étant fixée audit disque conique mobile sur ladite
poulie menante.
3. Transmission selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'arbre de transmission précité est pourvu d'un organe extrême (7) opposé au disque conique mobile précité, ledit organe extrême supportant de manière rotative un organe cylindrique de contact pouvant venir en contact
avec ladite.face de came.
4. Transmission selon la revendication 2 caractérisée en ce que le moyen précité d'ajustement de la tension est pourvu d'un ressort de torsion (13) pour solliciter le disque conique mobile précité sur la poulie menante vers
son disque conique stationnaire.
5. Transmission selon la revendication I caractérisée en ce que le disque conique stationnaire précité et le disque conique mobile précité sur la poulie menante sont pourvus de corps de disque (3a, 5a) des mêmes formes de disque respectivement, ledit disque conique stationnaire comprenant ledit corps de disque et un bossage (4) fixé à l'arbre de transmission, le disque conique mobile comprenant le corps de disque et une came (6) supportée coulissante et rotative sur l'arbre de transmission et
constituant le moyen d'ajustement de la tension.
6. Transmission selon la revendication 1 caractérisée en ce que -le moyen précité de controle du rapport des poulies es pourvu d'une pompe à huile (30), d'une soupape régulatrice (34), d'une soupape de controle du rapport des poulies (43), d'une vanne à solénoide (48), d'un moyen de détection de la condition de fonctionnement et d'un contrôleur électronique (51) pour comparer une valeur préétablie de la condition de fonctionnement à sa valeur mesurée par ledit moyen de détection pour ainsi contrAler ladite vanne à
solénoïde par tout ou rien.
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Family Applications (1)
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