Brevet FR2018990A1 — publié le 19700626

La présente invention a pour objet un variateur de vitesse, comprenant un dispositif à engrenages planétaire entre l'arbre d'entratnement et l'arbre mené, la variation du rapport de transmission entre les deux arbres se faisant-par réglage d'au moins un dispositif de freinage. Ce variateur de vitesse est caractérisé par le fait que le dispositif de freinage est un dispositif magnétique à couple de transmission réglable, agissant sur au moins un pignon satellite, de manière à permettre d'exercer un couple de freinage variable sur le pignon satellite. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exempie, une forme d'exécution du variateur de vitesse objet de l'invention. La fig. 1 est une vue d'ensemble sehématique en coupe axiale du variateur. La fig. 2 est une vue latérale d'un détail. La fig. 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne III III de la fig. 1. Le variateur de vitesse représenté comprend un carter fixe 1 dont l'une des faces latérales 2 porte un palier 3. La face latérale opposée 4 du carter 1 présente un bossage 5 sur lequel sont formés deux paliers successifs 6 et 7. Un passage 8 est aménagé dans le bossage 5 pour constituer également un palier de guidage d'un arbre d'entratnement 9. L'arbre d'entratnement 9 porte à son extrémité interne une roue planétaire 10 engrenant avec un pignon satellite 11. Le pignon satellite Il est porté par un axe 12 tournant dans des paliers 13, 14 aménagés dans une cage libre 15. Cette cage libre 15 tourne, d'une parts sur le palier de support 7 par sa partie 16 et, d'autre part, par sa partie 17 sur un bossage 18 eormant palier de support Le bossage 18 fait partie d'une seconde cage 19 enveloppant la cage 15.Cette cage 19 est guidée, d'une part, par sa parte 20 sur le palier 6 et, d'autre part, par un tourillon 21 dans le palier 3 A l'intérieur de cette cage 19 est aménagée une couronne dentée interne 22 avec laquelle engrène le pignon satellite 1'. Le tourillon 21, solidaire de la seconde cage 19, constitue l'arbre de sortie du variateur, c'est à-dire l'arbre mené.La transmission à d'autres organes à partir de cet arbre mené 21 se fait par 1 t intermédiaire d'une roue de sortie 23. De mimez le mouvement peut être transmis à l'arbre d'entratnement 9 par l'intermédiaire d'une roue dentée d'entraSne- ment 24, constituant une roue d'entrée. Sur l'axe 12 et autour de celui-ci, à l'intérieur de la cage libre 15, est disposé un dispositif de freinage magnétique. Ce dispositif de freinage est repré senté de façon plus détaillée à la fig. 3. I1 comprend un rotor 25 tournant à l'intérieur d'un stator 26. Ce stator 26 est donc porté par la cage 15. Ce stator 26 comprend deux pièces 27 en forme de mâchoires articulées chacune sur des axes de pivotement 28 portés par la cage 15.Ces deux parties 27 du stator 26 sont soumises à l'action d'un ressort 29 tendant à les écarter l'une de l'autre. Le mouvement d'écartement des deux mâchoires 27 est rendu symétrique grâce à un dispositif à double compas 30 et 31, relié en 32 et 33 aux deux mâchoires 27, et en 43 à la cage 15. Le mouvement d'é cartement des deux mâchoires 27 dépend de la position de deux bras 34 portant chacun un galet 35. Chaque galet 35 vient en contact avec une came 36. La position axiale de cette came 36 est réglable. En effet, cette came 36 est portée par un support 37 fixé à l'extrémité d'une tige 38 susceptible de coulisser axialement à l'intérieur d'un alésage 39 aménagé dans le bossage 18 de la cage externe 19. L'extrémité externe 40 de la tige 38 est filetée. Sur tette extrémité 40 est fixé un volant de commande 41 porté par un support fixe 42. On comprend sans autre qu'en manoeuvrant ce vo lant 41, on peut provoquer un déplacement axial dans un sens ou dans l'autre de la tige 38 et ainsi de la came 36 agissant sur le galet 35. Du fait que le stator 26 du dispositif magnétique comprend deux parties 27 susceptibles d'être écotées l'une de l'autre autour du rotor 259 l'entrefer du dispositif magnétique est réglable, ce qui permet de faire varier le couple de freinage produit par ce dispo- tif sur son rotor 25 dès que celui-ci est entraîné en rotation par l'axe 12 portant le pignon satellite 11. Le réglage de l'écarterneI de l'entrefer du convertisseur magnétique se fait donc en agissant sur le volant 41. A fonctionnement du variateur de vitesse décrit ci-dessus se fait donc de la mamie suivante: Si nous supposons que le volant 41 est réglé de manière à provoquer un écartement maximum des deux parties 27 du stator 26, par ties 27 portant elles-mêmes des aimants permanents, l'action de ces aimants permanents sur le rotor 25 devient très faible étant donné le large entrefer existant entre ce rotor 25 et les aimants permanents portés par les parties 27. De ce fait, le couple de freinage du dispositif magnétique est pratiquement nul, et lorsque l'arbre d'entralnement 9 tourne, il provoque de même la rotation du pignon satellite 11 à l'intérieur de la couronne dentée 22 restant pratiquement stable et donc sans mouvement dans le carter 1. Ainsi, aucun couple n'est transmis à la roue de sortie 23, et le rapport de démultiplication entre la roue dentée 24 et la roue 23 se trouve infini. Si, au contraire, le volant 41 est manoeuvré de telle sorte que les mâchoires 27 se trouvent dans la position la plus resserrée l'une par rapport à l'autre autour du rotor 25, l'entrefer devient minimum, et le couple de freinage du convertisseur se trouve être le plus élevé. En supposant que ce couple de freinage soit suffisant pour bloquer le rotor 25 et ainsi l'axe 12 et le pignon satellite 11 par rapport à la cage 15, le mouvement de l'arbre d'entratnement 9 est transmis intégralement à la cage 19 et ainsi la roue de sortie 23 tourne à la même vitesse que la roue d'entrée 24, le rapport de transmission étant égal à 1/1.On comprend sans autre de la description qui précède que pour tout réglage intermédiaire de la valeur de l'entrefer du convertisseur magnétique, on obtient un couple de freinage d'une valeur déterminée intermédiaire permettant au pignon planétaire 11 un mouvement angulaire d'une vitesse donnée. Il en résulte donc un entrainement de la couronne dentée 22 et ainsi de la cage 19 et de la roue de sortie 23 à une vitesse inversement proportionnelle à la vitesse de rotation du pignon satellite 11. Un tel variateur de vitesse permet donc un réglage continu de vitesse I1 a donc l'avantage d'être purement mécanique, sans organe de friction particulier, à effet réversible, à grande souplesse tout en permettant de développer un couple de démarrage élevé entre une vitesse 0 et une vitesse supérieure déterminée. Un autre avantage de ce variateur de vitesse est quela valeur de chaque vitesse sélectionnée peut être réglée aussi bien à l'arrêt que pendant la marche du variateur. I1 est à noter que si la force du couple résistant agissant sur la roue 23 est plus élevée que celle transmise par le couple variateur, la vitesse de rotation de la roue 23 tendra à diminuer. Elle deviendra nulle lorsque la puissance à transmettre dépassera celle du variateur. Dans la forme d'exécution représentée au dessin et pour la clarté de celui-ci, un seul dispositif de freinage 25-33 a été représenté. Toutefois, il est plus avantageux, dans le cas de la forme d'exécution illustrée, de disposer au moins trois dispositifs de freinage dans la cage libre 15, ces trois dispositifs de freinage étant disposés à 120 les uns par rapport aux autres autour de la tige 38. Bien entendu, dans ce cas, le support 37 présentera trois bras portant chacun deux cames de commande 36 agissant sur les galets respectifs 35 du dispositif de freinage. De nombreuses variantes d'exécution du variateur de vitesse décrit ci-dessus pourraient etre imaginées. Ainsi, la commande de la variation de vitesse, au lieu de se faire au travers de l'arbre mené 21, pourrait se faire au travers de l'arbre d'entratnement 9, pour autant que celui-ci soit prévu tubulaire. Au lieu de prévoir un réglage de l'entrefer du convertisseur par écartement d'au moins deux parties du stator 26,il serait également possible d'opérer ce reglage par déplacement axial relatif entre le rotor 25 et le stator 26. Dans ce cas, le dispositif de freinage serait de préférence constitué par des disques juxtaposés, ces disques étant constitués par des aimants permanents. On pourrait également imaginer que chaque dispositif de freinage 25, 26 soit composé de plusieurs dispositifs de freinage élémentaires susceptibles d'être réglés indépendamment les uns des autres, ce qui permettrait d'obtenir une addition ou une soustraction des couples des différents dispositifs élémentaires pour ac crotte ou diminuer la valeur du couple total de freinage du groupe. Dans la description qui précède, il a toujours été question d'utiliser des dispositifs magnétiques. Toutefois, il est clair qu'il serait également possible de remplacer ceux-ci par des dispositifs électro-magnétiques comportant des enroulements ou bobinages susceptibles d'être soumis à une excitation variable par amenée d'un courant de commande. REVENDICATIONS 1. Variateur de vitesse, comprenant un dispositif à engrenages planétaire entre l'arbre d'entratnement et l'arbre mené, la variation du rapport de transmission entre les deux arbres se faisant par réglage d'au moins un dispositif de freinage, caractérisé en ce que le dispositif de freinage est un dispositif magnétique à couple de transmission réglable, agissant sur au moins un pignon satellite, de manière à permettre d'exercer un couple de freinage variable sur le pignon satellite. 2. Variateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de freinage comprend un stator en au moins deux parties à écartement réglable l'une par rapport à l'autre, pour permettre le réglage de l'entrefer. 3. Variateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux parties du stator sont portées par deux mâchoires à déplacement symétrique. 4. Variateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entratnement est solidaire d'une roue planétaire avec laquelle engrène le pignon satellite dont l'axe est porté par une cage libre, le pignon satellite engrenant, d'autre part, avec une couronne dentée solidaire de l'arbre mené. une 5. Variateur selon des revendications 1 et 4, caractérisé enlace qu'un organe de commande du dispositif de freinage est placé à l'intérieur de la cage libre, cet organe de commande étant actionné par une tige passant au travers de l'un des deux arbres d'en tratnement, respectivement mené, qui est tubulaire. une 6. Variateur selon des revendications 7 à 5, caractérisé en ce que 11 organe ae commande comprend une came agissant par l'intermédiaire d'un galet et d'un bras sur les macholres portant les deux parties du stator.