FR3003924A1 - VARIATION TRANSMISSION CONTINUES - Google Patents
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Abstract
L'invention a trait à une transmission à variation continue (102), comprenant une première surface circulaire de transmission (116), une deuxième surface circulaire de transmission (118) disposée en face de la première surface, des satellites de transmission (108) coopérant avec les première et deuxième surfaces (116, 118), un porte-satellites (120), les satellites (108) étant montés sur le porte-satellites via des axes de rotation (110) dont l'inclinaison y peut être variée en vue de modifier le rapport de transmission entre les première et deuxième surfaces. Le porte-satellites (120) est lié en rotation avec la première (116) ou la deuxième surface de transmission (118) selon un rapport de transmission Rf différent de 1, ou avec la rotation des satellites (108) sur leurs axes (110), assurant une recirculation de puissance destinée à augmenter la plage de variation de la transmission.The invention relates to a continuously variable transmission (102) comprising a first circular transmission surface (116), a second circular transmission surface (118) disposed opposite the first surface, transmission satellites (108). cooperating with the first and second surfaces (116, 118), a planet carrier (120), the satellites (108) being mounted on the planet carrier via axes of rotation (110) whose inclination y can be varied by to change the transmission ratio between the first and second surfaces. The planet carrier (120) is rotatably connected with the first (116) or the second transmission surface (118) in a transmission ratio Rf other than 1, or with the rotation of the satellites (108) on their axes (110). ), providing a recirculation of power to increase the range of variation of the transmission.
Description
TRANSMISSION A VARIATION CONTINUE L'invention a trait au domaine de la transmission mécanique de mouvement rotatif. Plus particulièrement, l'invention a trait à une transmission à variation continue ainsi qu'à un groupe motopropulseur et à un véhicule pourvu d'une telle transmission.The invention relates to the field of mechanical rotary motion transmission. More particularly, the invention relates to a continuously variable transmission as well as a powertrain and a vehicle provided with such a transmission.
La figure 1 illustre une transmission à variation continue Nuvinci® de la société Fallbrook Technologies Inc. Cette transmission 2 comprend essentiellement un arbre d'entrée (non représenté) relié à une première couronne 4 avec une première surface circulaire de transmission 16, un arbre de sortie (non représenté) aligné avec l'arbre d'entrée et relié à une deuxième couronne 6 avec une deuxième surface de transmission 18. La transmission 2 comprend également une série de billes 8 formant des satellites répartis selon un cercle centré sur l'axe 14 des arbres d'entrée et de sortie, les billes étant montées rotatives sur des axes de rotation 10. Un porte-satellites (non représenté) soutient les axes de rotation 10 des billes 8. Les première et deuxième surfaces de transmission 16 et 18 sont en contact de pression avec les billes 8. Ces dernières sont également en contact de pression avec une bague intérieure 12 libre en rotation. Le contact en pression des billes avec la bague 12 permet de reprendre les efforts résultant du contact en pression des surfaces de transmission 16 et 18. Lors de la rotation de l'arbre d'entrée et de la première couronne 4, les billes 8 sont entrainées en rotation autour de leurs axes respectifs 10. La rotation des billes 8 entraine alors la rotation de la deuxième couronne 6 dans le même sens que la première couronne 4. L'inclinaison des axes de rotation 10 des billes 8 permet de faire varier le rapport de transmission. En effet, lorsque les axes de rotation 10 des billes 8 sont inclinés par rapport à l'axe principal 4 de la transmission, les surfaces de transmission 16 et 18 sont alors en contact avec les billes sur des trajectoires circulaires centrées sur les axes 10 qui présentent des rayons différents permettant ainsi de générer des vitesses de rotation différentes entre les première et deuxième couronnes. Le document de brevet US 2012/0115667 Al divulgue une transmission à variation continue du type décrit ci-avant.FIG. 1 illustrates a Nuvinci® continuously variable transmission from Fallbrook Technologies Inc. This transmission 2 essentially comprises an input shaft (not shown) connected to a first ring 4 with a first circular transmission surface 16, a transmission shaft output (not shown) aligned with the input shaft and connected to a second ring gear 6 with a second transmission surface 18. The transmission 2 also comprises a series of balls 8 forming satellites distributed in a circle centered on the axis 14 of the input and output shafts, the balls being rotatably mounted on axes of rotation 10. A planet carrier (not shown) supports the axes of rotation 10 of the balls 8. The first and second transmission surfaces 16 and 18 are in pressure contact with the balls 8. The latter are also in pressure contact with an inner ring 12 free in rotation. The pressure contact of the balls with the ring 12 makes it possible to take up the forces resulting from the pressure contact of the transmission surfaces 16 and 18. During the rotation of the input shaft and the first ring 4, the balls 8 are rotated around their respective axes 10. The rotation of the balls 8 then causes the rotation of the second ring 6 in the same direction as the first ring 4. The inclination of the axes of rotation 10 of the balls 8 makes it possible to vary the transmission report. Indeed, when the axes of rotation 10 of the balls 8 are inclined relative to the main axis 4 of the transmission, the transmission surfaces 16 and 18 are then in contact with the balls on circular paths centered on the axes 10 which have different radii and thus generate different rotational speeds between the first and second crowns. US patent document 2012/0115667 A1 discloses a continuously variable transmission of the type described above.
La transmission décrite ci-avant est intéressante en ce que la variation du rapport de transmission est continue. Elle présente également des avantages de compacité. Le rapport de transmission de ce dispositif peut varier de 0.6 à 2.4 proposant ainsi une ouverture intéressante mais non suffisante notamment pour une transmission automobile. L'ouverture d'une transmission est le rapport entre les rapports maximum et minimum de transmission (rmax/rmin). Il est toutefois à noter que le rendement de cette transmission chute rapidement lorsque l'on s'éloigne du rapport de transmission égal à 1. En comparaison avec une transmission classique à engrenages, le rendement d'une transmission à variation continue, notamment telle que celle décrite ci-avant, est inférieure. Son utilisation peut cependant permettre de faire fonctionner un dispositif d'entrainement ou un dispositif entrainé à des meilleurs points de fonctionnement, résultant alors en un rendement global amélioré. Pour maintenir un gain d'un point de vue du rendement global, il est donc nécessaire de limiter la plage d'inclinaison des axes de rotation des billes. L'invention a pour objectif de proposer une transmission à variation continue avec satellites proposant une ouverture suffisante et des rendements de transmission satisfaisants. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de diminuer les pertes de rendement d'une transmission à variation continue avec satellites lorsqu'elle fonctionne aux rapports de transmission extrêmes pour une ouverture donnée. L'invention a pour objet une transmission à variation continue, comprenant: une première surface circulaire de transmission; une deuxième surface circulaire de transmission disposée en face de la première surface; des satellites de transmission coopérant avec les première et deuxième surfaces; un porte-satellites, les satellites étant montés sur le porte-satellites via des axes de rotation dont l'inclinaison peut être variée en vue de modifier le rapport de transmission entre les première et deuxième surfaces de transmission; remarquable en ce que le porte-satellites est lié en rotation avec la première ou la deuxième surface de transmission selon un rapport de transmission Rf différent de 1, ou avec la rotation des satellites sur leurs axes. Les première et deuxième surfaces peuvent être sur des couronnes respectives. Ces surfaces sont montées tournantes autour d'un même axe. La première surface de transmission est préférentiellement une surface d'entrée. La deuxième surface de transmission est préférentiellement une surface de sortie. La transmission peut comprendre un arbre d'entrée relié directement ou indirectement à la première couronne et/ou la première surface de transmission. La transmission peut comprendre un arbre de sortie relié directement ou indirectement à la deuxième couronne et/ou la deuxième surface de transmission. Selon un mode avantageux de l'invention, le porte-satellites est lié en rotation avec la première ou la deuxième surface de transmission selon un rapport de transmission Rf<0, le porte-satellites tournant en sens inverse à la première ou deuxième surface de transmission. Selon un mode avantageux de l'invention, le porte-satellites est lié en rotation avec la première ou la deuxième surface de transmission selon un rapport de transmission Rf>0, préférentiellement Rf>2, le porte-satellites tournant dans le sens de la première ou deuxième surface de transmission. Selon un mode avantageux de l'invention, les première et deuxième surfaces de transmission sont coaxiales et les satellites sont répartis de manière circonférentielle par rapport à l'axe desdites surfaces. Selon un mode avantageux de l'invention, la transmission comprend un arbre d'entrée lié en rotation, préférentiellement en prise directe, avec le porte-satellites, ledit porte-satellites étant lié en rotation avec la première surface de transmission suivant le rapport de transmission Rf. Selon un mode avantageux de l'invention, le porte-satellites est lié en rotation avec la première surface de transmission via deux engrenages à denture externe, et une denture interne, la denture interne étant préférentiellement directement liée à la première surface de transmission. La transmission comprend alors préférentiellement une première couronne supportant la première surface de transmission et la denture interne. Selon un mode avantageux de l'invention, la transmission comprend un arbre de sortie lié en rotation, préférentiellement en prise directe, avec le porte-satellites, ledit porte-satellites étant lié en rotation avec la deuxième surface de transmission suivant le rapport de transmission Rf. Selon un mode avantageux de l'invention, les satellites coopèrent essentiellement par friction avec les première et deuxième surfaces circulaires.The transmission described above is interesting in that the variation of the transmission ratio is continuous. It also has compactness benefits. The transmission ratio of this device can vary from 0.6 to 2.4 thus providing an interesting opening but not sufficient especially for a car transmission. The opening of a transmission is the ratio between the maximum and minimum transmission ratios (rmax / rmin). It should be noted, however, that the efficiency of this transmission drops rapidly as the distance from the transmission ratio is equal to 1. In comparison with a conventional gear transmission, the efficiency of a continuously variable transmission, particularly as shown in FIG. that described above, is lower. Its use may, however, make it possible to operate a driving device or a device that is driven at better operating points, thus resulting in improved overall efficiency. To maintain a gain from an overall performance point of view, it is therefore necessary to limit the range of inclination of the axes of rotation of the balls. The object of the invention is to propose a continuously variable transmission with satellites offering a sufficient opening and satisfactory transmission efficiencies. More particularly, the object of the invention is to reduce the yield losses of a satellite continuously variable transmission when operating at the extreme transmission ratios for a given opening. The invention relates to a continuously variable transmission, comprising: a first circular transmission surface; a second circular transmission surface disposed opposite the first surface; transmission satellites cooperating with the first and second surfaces; a satellite carrier, the satellites being mounted on the planet carrier via rotational axes whose inclination can be varied to change the transmission ratio between the first and second transmission surfaces; remarkable in that the planet carrier is rotatably connected with the first or the second transmission surface in a transmission ratio Rf other than 1, or with the rotation of the satellites on their axes. The first and second surfaces may be on respective crowns. These surfaces are mounted rotating about the same axis. The first transmission surface is preferably an input surface. The second transmission surface is preferably an exit surface. The transmission may comprise an input shaft connected directly or indirectly to the first ring and / or the first transmission surface. The transmission may comprise an output shaft connected directly or indirectly to the second ring and / or the second transmission surface. According to an advantageous embodiment of the invention, the planet carrier is connected in rotation with the first or the second transmission surface in a transmission ratio Rf <0, the planet carrier rotating in the opposite direction to the first or second surface of transmission. According to an advantageous embodiment of the invention, the planet carrier is connected in rotation with the first or the second transmission surface in a transmission ratio Rf> 0, preferably Rf> 2, the planet carrier rotating in the direction of the first or second transmission surface. According to an advantageous embodiment of the invention, the first and second transmission surfaces are coaxial and the satellites are distributed circumferentially with respect to the axis of said surfaces. According to an advantageous embodiment of the invention, the transmission comprises an input shaft connected in rotation, preferably in direct engagement with the planet carrier, said planet carrier being rotatably connected with the first transmission surface in accordance with the transmission ratio. Rf transmission. According to an advantageous embodiment of the invention, the planet carrier is connected in rotation with the first transmission surface via two externally toothed gears, and an internal toothing, the internal toothing being preferentially directly linked to the first transmission surface. The transmission then preferably comprises a first ring supporting the first transmission surface and the internal toothing. According to an advantageous embodiment of the invention, the transmission comprises an output shaft connected in rotation, preferably in direct engagement, with the planet carrier, said planet carrier being rotatably connected with the second transmission surface in the transmission ratio. Rf. According to an advantageous embodiment of the invention, the satellites cooperate essentially by friction with the first and second circular surfaces.
Selon un mode avantageux de l'invention, les satellites comprennent des surfaces sphériques de contact avec les première et deuxième surfaces circulaires. Les première et deuxième surfaces sont préférentiellement des surfaces annulaires aptes à coopérer avec des satellites sphériques.According to an advantageous embodiment of the invention, the satellites comprise spherical contact surfaces with the first and second circular surfaces. The first and second surfaces are preferably annular surfaces capable of cooperating with spherical satellites.
Les satellites peuvent également être des roues coopérant avec les première et deuxième surfaces de transmission toroïdales présentant chacune un profil radial convexe généralement circulaire. L'invention a également pour objet un groupe motopropulseur notamment pour véhicule automobile, comprenant une transmission à variation continue, remarquable en ce que ladite transmission est conforme à l'invention. La transmission à variation continue peut être du type à billes ou encore du type toroïdal. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent par la recirculation de puissance entre deux des quatre éléments de la transmission d'en modifier la plage de transmission et notamment d'en augmenter l'ouverture. L'augmentation de l'ouverture de la transmission permet notamment de travailler sur une plage de variation de l'angle des satellites qui est plus limitée, ce qui permet de maintenir le rendement dans des limites satisfaisantes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une illustration de principe d'une transmission à variation continue connue du type Nuvinci® ; - La figure 2 est une illustration schématique du principe de fonctionnement de la transmission de la figure 1 ; - La figure 3 est une illustration schématique du principe de fonctionnement d'une transmission à variation continue selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - La figure 4 est une représentation détaillée de la transmission de la figure 3 selon le premier mode de réalisation de l'invention ; - La figure 5 est une illustration détaillée de la géométrie relative au contact des surfaces de transmission avec les billes ; 3003 92 4 5 - La figure 6 une illustration schématique du principe de fonctionnement d'une transmission à variation continue selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - La figure 7 une illustration schématique du principe de fonctionnement d'une 5 transmission à variation continue selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 illustrant le principe d'une transmission à variation continue connue du type Nuvinci® a déjà été décrite précédemment dans la partie relative à la description de l'état de la technique. 10 La figure 2 illustre schématiquement le principe de fonctionnement de la transmission à variation continue à satellites de la figure 1. A la partie de gauche de la figure, l'arbre d'entrée est schématisé par la première couronne 4 comprenant une première surface 16 en contact avec la bille 8. L'arbre de sortie est schématisé par la deuxième couronne 8 avec une deuxième surface 18 15 en contact avec la bille 8. L'axe de rotation 10 de la bille 8 est monté sur un porte- satellite 20 apte à faire varier son angle d'inclinaison y. La bille 8 est en appui sur la bague 12. La partie de droite de la figure 2 est une représentation fonctionnelle de la transmission de la figure 1, sous la forme d'une boîte avec quatre éléments, à 20 savoir : - un élément d'entrée E correspondant à l'arbre d'entrée ; - un élément de sortie S correspondant à l'arbre de sortie ; - un élément fixe F correspondant au porte-satellite ; et - un élément libre L correspondant à la rotation libre des billes autour de leurs 25 axes respectifs. L'invention consiste à revoir l'architecture de la transmission de la figure 2 en vue d'augmenter son ouverture. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'élément fixe F de la figure 2 devient mobile en rotation par rapport à l'arbre d'entrée et ce préférentiellement 30 suivant un rapport de transmission fixe. Cette situation est illustrée à la figure 3 où on peut observer que l'élément F n'est plus fixe mais bien lié en rotation avec l'entrée E, cette liaison étant représentée par le signe F->E. Les numéros de référence des figures 1 et 2 sont utilisés aux figures 3 à 5 pour les mêmes éléments ou les éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100 afin de bien distinguer l'invention. La liaison en rotation entre l'entrée E et le porte-satellite est préférentiellement une liaison à rapport fixe du type engrenages. La figure 4 illustre de manière plus détaillée le principe de construction d'une telle transmission. En comparaison avec les figures 1 et 2, on peut observer que la transmission 102 de la figure 4 comprend une transmission à engrenage entre la première couronne 104 et l'arbre d'entrée 130 et que le porte-satellites 120 est directement lié en rotation avec l'arbre d'entrée 130. Les engrenages 122 et 128 assurent effectivement une transmission à rapport fixe entre le porte-satellites 120 et la première couronne 104. Il est intéressant de noter que cette transmission à rapport fixe comprend un engrenage intermédiaire 122 monté rotatif sur le carter 126 de la transmission 102, cet engrenage intermédiaire 122 engrenant avec un premier engrenage 128 fixe en rotation avec l'arbre d'entrée 130 et une denture de la première couronne 104. La présence de l'engrenage intermédiaire assure une inversion du sens de rotation entre l'arbre d'entrée 130 et la première couronne 104. La différence importante entre le nombre de dents du premier engrenage et de la couronne dentée 104 assure un rapport de transmission important, par exemple dont la valeur absolue, c'est-à-dire sa valeur numérique sans tenir compte de son signe, est supérieur à 2, préférentiellement supérieur à 4, plus préférentiellement supérieur à 6. La transmission entre le porte-satellites 120 et la première couronne 104 a pour effet de modifier la plage des rapports de la transmission comme cela va être détaillé ci- après en relation avec la figure 5. La figure 5 illustre de manière détaillée la géométrie de la transmission de la figure 4, l'angle y d'inclinaison des axes des billes étant ici de signe opposé à celui de la figure 4. Le rapport de transmission de la transmission Rg lobal s'énonce : Nsortie Rglobal = m 'y entrée où Neertie est la vitesse de rotation en sortie de transmission et Nentrée est la vitesse de rotation à l'entrée de transmission. Si on pose que r est le rayon de la bille, RA et Rc les rayons des points A et C de contact des surfaces de friction des première et deuxième couronnes par rapport à leur axe de rotation, aA et ac les angles de contact des première et deuxième couronnes par rapport à une direction transversale passant par le centre des billes, et Rf le rapport de transmission entre l'arbre d'entrée 130 (figure 4) et la première couronne 104, c'est-à-dire - Npremière couronne R f - Nentrée on peut écrire Nsortie = (Nentrée- RC Npremière couronne - RA Nentrée - RA - 1 AB Rc Or AB = r = r sin(90°-0; -y) = r cos(a + y) CD = r sin ô = r sin( 900-0; +y) = r cos(a - y) On a alors : Nsortie RA. COS(ac - Y) Rglobal = = 1 +(R 1) Rc. cos(aA + y) 'y entrée Dans le cas où l'entrée est directement la couronne 104 et le rapport fixe Rf est entre l'entrée et le porte-satellite (cas n'étant pas représenté), on a alors : Nsortie RA. COS(ac - y) Rglobal = = Rf + (1 Rf) Rc. cos(aA + y) 'ventrée Dans le cas où par rapport à l'entrée, il y a un rapport fixe Rfi vers le porte-satellite et un rapport Rf2 vers la couronne (cas n'étant également pas représenté), on a alors : RA. COS(ac Y) = Rf1 (Rf2 Rf1) Rc. cos(A + Y) Rglobal = Nentrée Nsortie Or, en l'absence de recirculation de puissance, le rapport de transmission global serait : Ri global = Rc. cos(aA + y) Le taux de variation du rapport de transmission selon ce premier mode de réalisation de l'invention est ainsi affecté du facteur (Rf - 1) ou (Rf2 - Rf1) en comparaison avec le cas de la transmission de l'état de l'art où le porte-satellite est immobile. Cela signifie que pour une variation donnée de l'angle d'inclinaison y des axes des billes, l'ouverture de la transmission selon ce mode de réalisation sera augmentée dés que le rapport Rf est inférieur à zéro. Physiquement, cela revient à dire que les sens de rotation de la première couronne et du porte-satellites sont inversés, ce qui permet d'augmenter la vitesse de rotation des billes autour de leurs axes. Similairement, lorsque Rf est supérieur à deux, c'est-à-dire lorsque la première couronne tourne au moins deux fois plus vite que le porte-satellites et ce dans le même sens, l'ouverture de la transmission sera également augmentée.The satellites may also be wheels cooperating with the first and second toroidal transmission surfaces each having a generally circular convex radial profile. The invention also relates to a powertrain, particularly for a motor vehicle, comprising a continuously variable transmission, remarkable in that said transmission is in accordance with the invention. The continuously variable transmission may be of the ball type or the toroidal type. The measurements of the invention are interesting in that they allow by the recirculation of power between two of the four elements of the transmission to modify the transmission range and in particular to increase the opening. The increase in the opening of the transmission makes it possible in particular to work on a range of variation of the angle of the satellites which is more limited, which makes it possible to keep the yield within satisfactory limits. Other features and advantages of the present invention will be better understood from the description and drawings in which: FIG. 1 is an illustration of the principle of a known continuously variable transmission of the Nuvinci® type; FIG. 2 is a schematic illustration of the operating principle of the transmission of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic illustration of the operating principle of a continuously variable transmission according to a first embodiment of the invention; FIG. 4 is a detailed representation of the transmission of FIG. 3 according to the first embodiment of the invention; FIG. 5 is a detailed illustration of the geometry relating to the contact of the transmission surfaces with the balls; FIG. 6 is a schematic illustration of the principle of operation of a continuously variable transmission according to a second embodiment of the invention; FIG. 7 is a schematic illustration of the operating principle of a continuously variable transmission according to a third embodiment of the invention. FIG. 1 illustrating the principle of a known continuously variable transmission of the Nuvinci® type has already been described previously in the section relating to the description of the state of the art. FIG. 2 diagrammatically illustrates the operating principle of the satellite continuously variable transmission of FIG. 1. In the left-hand part of the figure, the input shaft is shown schematically by the first ring 4 comprising a first surface 16 in contact with the ball 8. The output shaft is shown schematically by the second ring 8 with a second surface 18 15 in contact with the ball 8. The axis of rotation 10 of the ball 8 is mounted on a planet carrier 20 able to vary its angle of inclination y. The ball 8 bears on the ring 12. The right-hand part of FIG. 2 is a functional representation of the transmission of FIG. 1, in the form of a box with four elements, namely: input E corresponding to the input shaft; an output element S corresponding to the output shaft; a fixed element F corresponding to the planet carrier; and a free element L corresponding to the free rotation of the balls around their respective axes. The invention consists in reviewing the architecture of the transmission of FIG. 2 in order to increase its opening. According to a first embodiment of the invention, the fixed element F of FIG. 2 becomes rotatable with respect to the input shaft and preferably in a fixed transmission ratio. This situation is illustrated in FIG. 3 where it can be observed that the element F is no longer fixed but is connected in rotation with the input E, this link being represented by the sign F-> E. The reference numbers of FIGS. 1 and 2 are used in FIGS. 3 to 5 for the same elements or the corresponding elements, these numbers however being increased by 100 in order to clearly distinguish the invention. The connection in rotation between the input E and the carrier is preferably a gear type fixed gear connection. Figure 4 illustrates in more detail the principle of construction of such a transmission. In comparison with FIGS. 1 and 2, it can be seen that the transmission 102 of FIG. 4 comprises a gear transmission between the first ring gear 104 and the input shaft 130 and that the planet carrier 120 is directly connected in rotation. with the input shaft 130. The gears 122 and 128 effectively provide a fixed ratio transmission between the planet carrier 120 and the first ring gear 104. It is interesting to note that this fixed ratio transmission includes an intermediate gear 122 mounted rotating on the casing 126 of the transmission 102, this intermediate gear 122 meshing with a first gear 128 fixed in rotation with the input shaft 130 and a toothing of the first ring gear 104. The presence of the intermediate gear ensures an inversion the direction of rotation between the input shaft 130 and the first ring gear 104. The important difference between the number of teeth of the first gear and the ring gear 104 as on a significant transmission ratio, for example whose absolute value, that is to say its numerical value without taking into account its sign, is greater than 2, preferably greater than 4, more preferably greater than 6. The transmission between the planet carrier 120 and the first ring 104 have the effect of modifying the range of the transmission ratios, as will be detailed hereinafter with reference to FIG. 5. FIG. 5 illustrates in detail the geometry of the transmission of the transmission. FIG. 4, the angle y of inclination of the axes of the balls being here of opposite sign to that of FIG. 4. The transmission ratio of the transmission Rg lobal is stated: Nsortie Rglobal = m 'y entry where Neertie is the rotational speed at the output of transmission and Nentrée is the speed of rotation at the input of transmission. If r is the radius of the ball, RA and Rc are the radii of the contact points A and C of the friction surfaces of the first and second rings with respect to their axis of rotation, aA and ac the contact angles of the first and second rings. and second rings relative to a transverse direction passing through the center of the balls, and Rf the transmission ratio between the input shaft 130 (Figure 4) and the first ring 104, that is to say - Npremière coronet R f - Nentrance can be written Nsortie = (Nentrée- RC Npremière crown - RA Nentrée - RA - 1 AB Rc Or AB = r = r sin (90 ° -0; -y) = r cos (a + y) CD = r sin δ = r sin (900-0; + y) = r cos (a - y) We then have: Nsorted RA COS (ac - Y) Rglobal = = 1 + (R 1) Rc. cos (aA + In the case where the input is directly the ring 104 and the fixed ratio Rf is between the input and the carrier (case not shown), then we have: Nsorted RA. ac - y) Rglobal = = Rf + (1 Rf) Rc. cos (aA + y) 'ventrue Da ns the case where compared to the input, there is a fixed ratio Rfi to the carrier and a ratio Rf2 to the crown (case also not shown), then we have: RA. COS (ac Y) = Rf1 (Rf2 Rf1) Rc. cos (A + Y) Rglobal = N-input Nsort Or, in the absence of power recirculation, the overall transmission ratio would be: global Ri = Rc. cos (aA + y) The rate of change of the transmission ratio according to this first embodiment of the invention is thus assigned the factor (Rf - 1) or (Rf2 - Rf1) in comparison with the case of the transmission of the state of the art where the carrier is immobile. This means that for a given variation of the angle of inclination y of the axes of the balls, the opening of the transmission according to this embodiment will be increased as soon as the ratio Rf is less than zero. Physically, this amounts to saying that the directions of rotation of the first ring gear and the planet carrier are reversed, which makes it possible to increase the rotational speed of the balls around their axes. Similarly, when Rf is greater than two, that is to say when the first ring rotates at least twice as fast as the planet carrier and in the same direction, the opening of the transmission will also be increased.
Physiquement, si la première couronne et le porte-satellites tournent à la même vitesse, les billes ne tournent pas autour de leurs axes respectifs et la deuxième couronne tourne à la même vitesse et dans le même sens que la première couronne. C'est la situation où Rf est égal à 1 et où le rapport global Rg lobal est également égal à 1. Lorsque la première couronne tourne plus de deux fois plus vite que le porte- satellites, la vitesse de rotation des billes autour de leurs axes respectifs se voit augmentée par rapport à une transmission conventionnelle où le porte-satellites est fixe. A cette vitesse de rotation relative augmentée vient s'ajouter la vitesse de rotation du porte-satellites. Non seulement le rapport de transmission global mais également le taux de variation du rapport de transmission se voient alors augmentés.Physically, if the first ring gear and the planet carrier rotate at the same speed, the balls do not rotate about their respective axes and the second ring rotates at the same speed and in the same direction as the first ring. This is the situation where Rf is equal to 1 and where the overall ratio Rg lobal is also equal to 1. When the first ring rotates more than twice as fast as the planet carrier, the speed of rotation of the balls around their respective axes is increased compared to a conventional transmission where the planet carrier is fixed. At this increased relative rotational speed is added the speed of rotation of the planet carrier. Not only the overall transmission ratio but also the rate of change of the transmission ratio are then increased.
Les mêmes considérations sont également valables lorsque le taux de variation du rapport de transmission est affecté du facteur (Rf2 - Rf1), à savoir qu'il sera augmenté si (Rf2 - Rf1) > 1 ou si (Rf2 - Rf1) < -1. RA. COS(ac - y) La recirculation de puissance entre le porte-satellites et la première couronne permet ainsi d'augmenter le taux de variation du rapport de transmission par rapport à l'angle y d'inclinaison des axes des billes sur le porte-satellites. En d'autres termes, l'ouverture de la transmission se voit augmentée pour une variation donnée de l'angle y, ce qui permet alors de limiter la plage de variation de l'angle y pour une ouverture nécessaire donnée et partant, d'augmenter le rendement de la transmission. La figure 6 est une illustration schématique du principe de fonctionnement d'une transmission à variation continue selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce deuxième mode de réalisation, l'élément porte-satellites est lié en rotation avec l'élément de sortie et est représenté F->S. Cette liaison est préférentiellement à rapport fixe. Similaire au premier mode de réalisation de l'invention illustré notamment à la figure 4, la liaison en rotation entre le porte-satellites et l'arbre de sortie peut être assurée par un jeu d'engrenages.The same considerations are also valid when the rate of change of the transmission ratio is affected by the factor (Rf2 - Rf1), namely that it will be increased if (Rf2 - Rf1)> 1 or if (Rf2 - Rf1) <-1 . RA. COS (ac - y) The recirculation of power between the carrier and the first ring thus makes it possible to increase the rate of variation of the transmission ratio with respect to the angle y of inclination of the axes of the balls on the carrier. satellites. In other words, the opening of the transmission is increased for a given variation of the angle y, which then makes it possible to limit the range of variation of the angle y for a given necessary opening and hence of increase the efficiency of the transmission. Figure 6 is a schematic illustration of the principle of operation of a continuously variable transmission according to a second embodiment of the invention. In this second embodiment, the planet carrier element is rotatably connected to the output element and is shown as F-> S. This bond is preferably fixed ratio. Similar to the first embodiment of the invention illustrated in particular in Figure 4, the connection in rotation between the planet carrier and the output shaft can be provided by a set of gears.
Similairement à ce qui a été détaillé en relation avec le premier mode de réalisation de l'invention et en référence à la figure 5, on peut également calculer le rapport global de transmission si on pose que r est le rayon de la bille, RA et Rc les rayons des points A et C de contact des surfaces de friction des première et deuxième couronnes, et R'f le rapport de transmission entre le porte-satellites et la deuxième couronne. On peut considérer les deux cas suivants, similairement à ce qui a été fait pour le premier mode de réalisation, à savoir : - Le rapport fixe R'f est entre la sortie et l'élément F->S, l'élément S étant en liaison directe avec la sortie (Fig. 6) : Nsortie 1 "global = = 1 1 N , entree ef+ (1 R,f) RA. cos(lac - y) Rc. cos(aA + y) - Le rapport fixe R'f est entre la sortie et l'élément S, l'élément F->S étant en liaison directe avec la sortie (cas n'étant pas représenté) : Ri global = Nsortie Nentrée 1 = 1 1+ (, -1) 1 R f RA. COS(aC - y) Rc. cos(aA + Y) Or, en l'absence de recirculation de puissance, le rapport de transmission global serait : Ri global' = Rc. cos(aA + y) Lorsque R'f est égal à 1, le rapport de transmission Rglobal devient alors égal à 1 car effectivement, les billes ne peuvent tourner autour de leurs axes respectifs en l'absence de mouvement relatif entre le porte-satellites et la deuxième couronne, c'est-à-dire la couronne de sortie. Similairement au cas du premier mode de réalisation de l'invention, une valeur de R'f négative permet d'augmenter significativement le taux de variation du rapport de transmission et ainsi son ouverture et son rendement.Similarly to what has been detailed in connection with the first embodiment of the invention and with reference to FIG. 5, it is also possible to calculate the overall transmission ratio if r is the radius of the ball, RA and Rc the radii of points A and C of contact of the friction surfaces of the first and second rings, and R'f the transmission ratio between the planet carrier and the second ring. The following two cases can be considered, similar to what has been done for the first embodiment, namely: the fixed ratio R'f is between the output and the element F-> S, the element S being in direct connection with the output (Fig. 6): Nsortie 1 "global = = 1 1 N, input ef + (1 R, f) RA cos (lac - y) Rc cos (aA + y) - the fixed ratio R'f is between the output and the element S, the element F-> S being in direct connection with the output (case not being represented): global Ri = Nsort Nentrée 1 = 1 1+ (, -1 ) 1 R f RA COS (aC-y) Rc cos (aA + Y) Now, in the absence of power recirculation, the overall transmission ratio would be: global Ri = Rc cos (aA + y) When R'f is equal to 1, the transmission ratio Rglobal then becomes equal to 1 because effectively, the balls can not rotate about their respective axes in the absence of relative movement between the planet carrier and the second ring, c 'ie the exit ring. t in the case of the first embodiment of the invention, a negative R'f value significantly increases the rate of change of the transmission ratio and thus its opening and its efficiency.
La figure 7 est une illustration schématique du principe de fonctionnement d'une transmission à variation continue selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, ce sont les billes qui sont liées en rotation avec leur support. En d'autres termes, les billes sont liées en rotation autour de leurs axes respectifs avec la rotation du porte-satellites. Cela signifie physiquement que la rotation des billes induites par la rotation de la première couronne va provoquer une rotation contrôlée des billes sur leur support, ce qui va alors influencer directement leur vitesse de rotation autour de leurs axes. Similairement à ce qui a été détaillé en relation avec les premier et deuxième modes de réalisation de l'invention et en référence à la figure 5, on peut également calculer le rapport global de transmission si on pose que r est le rayon de la bille, RA, Rc et RG les rayons des points A, C et G de contact des surfaces de friction des première et deuxième couronnes et de la bague, et R"f le rapport de transmission entre les billes et le porte-satellites, à savoir : 1"f- = NL NF->L. RA. COS(ac - y) On obtient alors : Nsortie RG. COS(aC - Y) R" global = m 1 + (1 - Rut') Rc. cos(y) 1 v entrée 1 1 +(1 -R") RG. cos(aA + Y) RA. cos(y) Or, en l'absence de recirculation de puissance, le rapport de transmission global serait : R" global' = Nsortie N entrée RA. COS(ac - y) = R. cos(aA + y)Figure 7 is a schematic illustration of the operating principle of a continuously variable transmission according to a third embodiment of the invention. In this embodiment, it is the balls which are linked in rotation with their support. In other words, the balls are rotatably connected about their respective axes with the rotation of the planet carrier. This physically means that the rotation of the balls induced by the rotation of the first ring will cause a controlled rotation of the balls on their support, which will then directly influence their speed of rotation about their axes. Similarly to what has been detailed in relation to the first and second embodiments of the invention and with reference to FIG. 5, it is also possible to calculate the overall transmission ratio if r is the radius of the ball, RA, Rc and RG the radii of the contact points A, C and G of the friction surfaces of the first and second rings and the ring, and R "f the transmission ratio between the balls and the planet carrier, namely: 1 "f- = NL NF-> L. RA. COS (ac - y) We obtain then: Nsortie RG. COS (aC - Y) R "global = m 1 + (1 - Rut ') Rc. Cos (y) 1 v input 1 1 + (1-R") RG. cos (aA + Y) RA. cos (y) Now, in the absence of power recirculation, the overall transmission ratio would be: R "global '= N output N input RA COS (ac - y) = R cos (aA + y)
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