Brevet FR2053328A1 — publié le 19710416

La présente invention concerne un mécanisme d'entraînement dans lequel un organe d'entraînement est en coitact avec un organe entraîné au moyen de surfaces de frottement et cù la force de frottement g'exerçant entre ces deux surfaces varie 5 en fonction de la vitesse de rotation de l'organe entraîné* Dans le cas d'accessoires de voitures autcm^uiles x«îls que mécanismes de direction assistée, alternateurs, pommes de conditionnement d'air et analogues, il est courant de prévoir un dispositif permettant de faire tourner les accessoires à ic-L 10 vitesses de rotation supérieures à celle du moteur c\ de l'organe d'entraînement» Le rapport de la vitesse de rotation r.e. l'accessoire par rapport à celle du moteur est fréquemment de l'ordre de >à 1* Ce rapport est adopté de façon à c.. r des vitesses de rotation suffisamment importantes pour que les 15 accessoires puissent fonctionner efficacement lorsque le moteur tourne au ralenti ou dans des conditions de circula tien lente» lorsque le véhicule se déplace ensuite à une vitesse de croisière élevée, par exemple sur une autoroute ou une autre route à grande vitesse de circulation, les organes d'entraîne-20 ment, à rapport fixe, des différents accessoires font tourner ceux-ci à des vitesses excessivement élevées, d'où une perte d'énergie ainsi qu'une usure indue .et une éventuelle surchauffe de ces accessoires» -^es moyens de réduction du rapport proposés jusqu'ici comportent généralement un dispositif d'un genre ou 25- d'un autre, utilisant la force centrifuge pour réduire graduellement le rapport de la vitesse de rotation de l'accessoire à celle du moteur sur une large gamme de. vitesses, de sorte que la vitesse de rotation de l'accessoire s'accroît de manière continue au./ fur et à mesure que le moteur tourne plus vite, ' 30 mais à une vitesse d'accroissement plus lente» Or, il est souhaitable de créer un mécanisme d'entraînement présentant une vitesse sensiblement constante et qui correspond dans le cas idéal au rendement maximum de l'accessoire» La présente invention a pour but de créer un mécanisme 35 d'entraînement réalisé suivant ce principe et présentant une vitesse de sortie sensiblement constante sur une gamme relativement large de vitesses d'entrée» A faible vitesse, les surfaces de frottement sont dans un tel agencement amenées en contact l'une avec l'autre par des 70 27982 2 2053328 moyens de sollicitation agissant sur plusieurs poids volants et, au fur et à mercure que la vitesse de rotation de l'organe entraîné s'accroît, les poids volants réagissent grâce à la force centrifuge de manière à vaincre les moyens de sollicita— 3 tion, réduisant ainsi la force de frottement sur les surfaces» La présente invention crée un mécanisme d'entraînement comprenant un organe d1 entraînement, un organe entraîné susceptible de tourner à l'intérieur de l'organe d'entraînement et qui possède plusieurs bras s'étendant radialement, aux extrémi-10 tés desquels sent montés des poids volants susceptibles de pivoter, ces poids volants présentant une première extrémité située d'un côté du centre de pivotement et une deuxième extrémité située de l'autre côté, la première extrémité se trouvant à une certaine distance de l'organe d'entraînement et la deuxiè-Vj me extrémité présentant un poids supérieur à celui de la première extrémité, ainsi que des moyens de sollicitation amenant la première extrémité en contact avec l'organe d'entraînement» ^a présente invention est exposée en détail dans la description suivante d'une l'orne de réalisation préférée en se référant au dessin annexé»' La fig • 1 '.est une coupe en élévation d'une forme de réalisation de la présente invention» La fig • 2 est une coupe de dispositif représenté à la fig» 1, suivant les lignes 2-2.' 25 Le dessin représente un mécanisme d'entraînement à vitesse constante désigné, dans son ensemble, par 10 et présentant un organe d'entraînement ou boîtier 12 qui comporte un tambour annulaire M et un moyeu 16. ±>e tambour 14- présente une surface de frottement intérieure 13 et des ailettes de re-'30 froidissement 15 fixées à son périmètre extérieur» Le moyeu 16 présenté une ouverture centrale 20 et est relié au tambour H par une partie en forme de disque 18. Le périmètre intérieur du moyeu 16 définit un épaulement 22. ^u disque 18 est fixée une poulie annulaire 26 munie 35 d'une gorge périphérique' en forme de 'V 28 dans laquelle on peut faire passer une courroie trapézoïdale afin de la faire tourner, et le périmètre intérieur de la poulie définit un épaulement 32. La poulie 26 peut être fixée au disque .18 par tout moyen convenable comme, par exemple, des ensembles vis- 70 27982 3 2053328 rondelle 30. Bien que le boîtier représenté 12 comprenne plusieurs pièces, il est évident que le tambour 14, la surface 13, le disque 18, le moyeu 16 et la poulie 26 peuvent être solidaires de manière à former un boîtier en une seule pièce-5 Un. organe entraîné ou ramifié 36 comportant une partie en forme de manchon 38 est situé à l'intérieur du boîtier 12 et fixé à celui-ci par des paliers à billes 24 et 34 de manière à pouvoir tourner» L"élément ramifié 36 possède à l'une de ses extrémités une partie élargie 39» Plusieurs bras 10 40 sont solidaires de la partie élargie 39 et s'étendent radialement à partir de celle-ci» Chaque bras 40 présente une ouverture 42 située au voisinage de son extrémité extérieure» La partie élargie 39 définit un deuxième épaulement 44 qui s'appuie sur le palier à billes 24..Un anneau à ressort 15 46 placé dans une rainure 47 du manchon 38 maintient le palier à billes 34» ^insi, grâce à sa coopération avec les épaulements 22, 32 présents respectivement sur le boîtier 12 et la poulie 26f ie mouvement axial de l'élément ramifié par rapport au boîtier est limité» 20 A l'intérieur de chaque ouverture de bras 42 est fixée rigidement une fusée ou tige 48 qui s'étend à l'intérieur de la cavité du boîtier 12 . Plusieurs poids volants 58 sont situés à l'intérieur du boîtier de menière à pouvoir .pivoter et chacun d'eux présente 25 une ouverture 64 destinée à recevoir une tige 48, le mouvement axial des poids volants étant limité par des anneaux à ressort 65 fixés dans les rainures 67 des tiges» Chaque poids volant 58 est constitué par une partie alourdie 60 et une partie légère en forme de lame 62 qui sont opposées l'une 30 à l'autre, circonf érentiellement, par rapport à l'ouverture de pivotement 64 pratiquée dans le poids volant» La masse de la partie alourdie 60 est sensiblement supérieure à celle de la lame 6 La partie alourdie 60 présente un alésage 68 destiné à 35 recevoir une extrémité d'un reB3ort 70. La lame 62 présente un alésage 69 destiné à recevoir l'extrémité opposée d'un ressort 70. La lame 62 est, en outre, munie d'un revêtement 66, constitué, par exemple, par une matière de garniture d'embrayage ou de frein, fixée solidement à la lame pour obtenir 70 27982 4 2053328 un contact de frottement avec la surface 13. Les poids volants 58 aont disposés dans l'ensemble du dispositif d'entraînement de telle manière que chaque ressort 70 tend à pousser le revêtement 66 d'un poids volant radia-5 lement vers l'extérieur contre la surface de frottement 13 de même qu'il tend à pousser le revêtement 66 d'un poids volant voisin radialement vers l'extérieur au moyen de l'action de levier ou de pivot exercée autour d'une tige 48 située dans l'ouverture 64 du poids volant voisin* 10 -^n service, le couple maximum peut être transmis lorsque le dispositif est entraîné à de faibles vitesses* Dans ces conditions, chaque ressort 70 exerce sa poussée maximale de manière à amener le revêtement 66 en contact avec la surface intérieure 13» Au fur et à mesure que la vitesse de rotation du 15 boîtier 12 s'accroît, la partie alourdie 60 des poids volants 58 tend à se déplacer radialement vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge* Cette dernière tend, par conséquent, à vaincre la force de sollicitation du ressort 70 et à provoquer un glissement entre la surface de frottement 13 et 20 les revêtements 66. Lorsque la partie alourdie de chaque poids volant 58 se déplace radialement vers l'extérieur et que la partie en forme de lame du poids volant voisin se déplace vers l'intérieur, la force de sollicitation du ressort 70 s'accroît par compression, tandant ainsi à s'opposer à l'effet de l'action 25 des poids volants* Cependant, la force centrifuge s'accroît en fonction du carré de la vitesse angulaire, alors que la force de sollicitation du ressort 70 s'accroît d'un facteur constant, c'est-à-dire en général de manière linéaire* L'équilibre s'établit lorsque la force de frottement entre l'organe entraîné 36 30 et l'organe d'entraînement 12 correspond exactement à l'énergie nécessaire à l'accessoire entraîné* Comme les poids volants 58 sont associés à l'organe entraîné 36fia force de frottement devient fonction de la vitesse de l'organe entraîné* On constate donc qu'une vitesse bien définie adaptée à l'énergie néces-35 saire dans un cas particulier peut être facilement obtenue par im choix approprié de la force et du taux de compression du ressort, en fonction du poids de la partie alourdie des poids volants 58. Une caractéristique importante de l'agencement des ressorts 70 27982 5 2053328 70 réside dans le fait que toute variation de charge d'un ressort à l'autre, qui se produit normalement en tant que tolérai ce de fabrication, a tendance à s'équilibrer parmi les revêtements t>6, répartissant ainsi plus uniformément la force de frottement 5 exercée contre la surface 13. ^our mettre ceci en évidence, supposons qu'il s'exerce sur chacun des revêtements 00 une force radiale moyenne de 15 cette .ême force moyenne de o kg est obtenue sur le revêtement en utilisant en chaque endroit un ressort de 10 kg» Il s 'exerce alors la poussée directe de 10 kg augmentés de la poussée de 1,5 x 10, soit 13 kg, exercée par l'intermédiaire de l'action de levier du poids volant 5b à partir d'un ressort voisin 70. 20 Lorsque, dans le cas représenté à la fig» 2, la tolérance normale de plus ou moins 10> s'applique aux charges des ressorts, le déséquilibre est le plus défavoraole lorsque les valeurs des charges des ressorts sont les suivants : le ressort exerce une poussée de 11 kg, le ressort une poussée de 25 y kg et le ressort "0" une poussée de y kg» L2 force exercée sur le revêtement radialement voisin du ressort désigné par "•*" est de 11 kg augmentés de la force de 1,- x y, soit 13,p kg, appliquée par le ressort désigné par "B" par l'intermédiaire de la lame 62, soit une force totale de 24,5 kg» De même, la 30 force exercée sur le revêtement 06 radialement voisin du ressort désigné par "B" est égale à y kg augmentés de la force de 1,3 x y, ou 13,1; kg, appliquée par le ressort désigné par "C" par l'intermédiaire de la lame 62, soit une force totale de ^,5 kg et la force exercée sur le revêtement radialement voisin du 35 ressort désigné par "0" est ^gale à y kg augmentés de la force de 1,5 x 11, soit 16,5 kg, appliquée par le ressort désigné par par l'intermédiaire de la lame 62, soit une force totale de 25,5 kg» L'écart entre les charges maximale et minimale exercée dans le dispositif suivant la présente invention 70 27982 6 2053328 est de 25,5 moins 2k,5 soit 3 kg, contre 27,5 moins 22,5 soit 5 kg dans le cas de ressorts agissant irrl ividuellenent • Les avantages de l'équilibrage des forces exercées sur les revêtements se traduisent par une durée de service accrue, un échauf-5 feinent localisé réduit et une action d'embrayage plus coulée, notamment pour de faibles variations de survitesses» Un autre avantage de cet agencement réside dans le fait que des ressorts de 10 kg effectuent le travail nécessitant normalement des ressorts de 25 kg» 10 II va de soi que la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée en détail ci-dessus car diverses modifications peuvent y Stre apportées sans sortir de son cadre» 70 27982 7 2053328 REVENDICATIONS 1 - Mécanisme d'entraînement destiné à obtenir une vitesse de sortie constante à partir d'une vitesse d'entrée variable comprenant un organe d'entraînement et un organe entraîné situé 5 à l'intérieur de l'organe d'entraînement, caractérisé en ce que l'organe entraîné 36 présente plusieurs bras s'étendant radialement 40, en ce que des poids volants 58 sont montés aux extrémités extérieures des bras 40 de manière à pouvoir pivoter et présentent de part et d'autre du centre de pivotement 10 48 respectivement un extrémité alourdie et une extrémité non alourdie et en ce qu'il est prévu des moyens dé sollicitation 70 destinés à amener l'extrémité non alourdie 62 en contact de frottement avec l'organe d'entraînement 12. 2 - Mécanisme d'entraînement suivant la revendication 1, 15 caractérisé en ce qu'une partie de l'extrémité non alourdie 62 comporte une matière de frottement» 3 - Mécanisme d'entraînement suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une partie de l'extrémité non alourdie 62 de chaque poids volant 58 s'étend au-dessus 20 d'une partie de la deuxième extrémité d'un poids volant voisin et se "trouve à une certaine distance de cette dernière partie et en ce que le moyen de sollicitation 70 est disposé entre la première et la deuxième extrémités» 4 - jmécaniaae d'entraînement suivant l'une des revendica-25 tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement 12 est un boîtier comportant une partie généralement annulaire 14, un moyeu central 16 et des moyens 18 pour fixer le moyeu à la partie annulaire et en ce que chacun des poids volants 58 possède une lame s'étendant périphériquement 62 qui est soli-30 faire de la première extrémité du poids volant» 5 - mécanisme d'entraînement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyeu central présente une ouverture s'étendant axialement dans celui-ci et en ce que l'organe entraîné comprend un élément ramifié 36 susceptible de tourner 35 à l'intérieur de l'ouverture du moyeu et qui présente plusieurs bras 40 s'étendant radialement et portant des poids volants en forme d'arc de cercle 58.