Brevet FR2328897A1 — publié le 19770520

La présente invention concerne un dispositif mécanique ne comportant que des engrenages et transmettant le mouvement tournant d'un arbre d'entrée à un arbre de sortie suivant un rapport de vitesses angulaires variable autant qu'on le désire. Les dispositifs connus de ce genre font appel soit & des commandes automatiques complexes d'enclenchement d'engrenages, soit à des dispositifs intercalant dans la chaîne cinématique des éléments hydrauliques ou à glissement; ces appareils sont généralement compliqués et lourds, donc onéreux et ont pour caractéristique générale une perte de rendement relativement importante. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients; Dans celui en effet, un nombre réduit d'engrenages permet de faire varier le rapport des vitesses angulaires d'entrée et de sortie ce qui entraîne une simplicité de construction, donc de coûts de fabrication, une légèreté, et un rendement très élevé puisque les pertes d'énergie sont limitées aux frottements des engrenages. Le dispositif, objet de la présente invention comporte deux roues d'engrenage parallèles et centrées entre elles solidaires respectivement d'un arbre d'entrée et d'un arbre de sortie; entre ces deux roues se situe une roue d'engrenage également parallèle et centrée par rapport aux deux autres, mais indépendante de celles-ci, appelée roue de commande; elle porte un certain nombre de roues d'engrenage montées folles sur leurs axes respectifs et reliant la roue d'engrenage solidaire de l'arbre d'entrée et la roue d'engrenage solidaire de l'arbre de sortie. Suivant le mouvement donné à cette roue de commande, les engrenages qu'elle porte imprimeront un mouvement relatif plus ou moins important, ou même contraire à la roue de sortie par rapport à celui de la roue d'entrée. En effet les roues d'engrenage portées par la roue de commande se comporten-t suivant le mouvement qui leur est imprimé, comme si elles augmentaient ou retranchaient une partie de leur propre circonférence à l'une ou a l'autre des roues d'engrenage d'entrée ou de sortie, faisant varier le rapport de leurs circonférences entre elles et donc le rapport de leurs vitesses angulaires et de leurs couples respectifs. On a avantage à prélever l'énergie nécessaire à la roue de commande soit sur l'axe d'entrée, soit sur l'axe de sortie, soit sur les deux à la fois. Le dessin annexé illustre à titre d'exemple un mode de réalisation conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte: - un arbre Ai appelé "entrée" relié à une source d'énergie quelconque et animé d'une certaine vitesse angulaire assortie d'un certain couple. A l'extré- mité de l'axe A7 est fixée une roue A2 portant une couronne d'engrenage sur son périmètre - une roue B1 appelée "commande" montée folle sur l'axe Al portant également une couronne d'engrenage sur son périmètre et qui supporte un certain nombre d'axes B2 autour desquels tournent des roues d'engrenage B3 s'engrenant à la roue A2 et circulant à sa circonférence. - une roue C2 montée sur un arbre C1 appelé "sortie" et qui comporte en relief,une couronne d'engrenage C3 dont les dents sont dirigées vers le centre et qui vient s'engrener sur les roues B3 ci-dessus; cette roue C2 comporte également une couronne d'engrenage à sa circonférence, comme B1. Dans l'exemple représenté, l'energie nécessaire à la commande de variation de rapport de transmission est prélevée à la fois sur l'arbre d'entrée par l'intérmédiaire d'une roue A3 montée sur celui-ci, et par une roue C4. Cette énergie de commande est transmise de la roue A3 à la roue B1 par l'intermédiaire d'un différentiel à quatre engrenages côniques B5 inscrit dans une roue B4 animant la commande B1; d'autre part un autre différentiel C5, identique au précèdent prélève de l'énergie sur l'arbre de sortie par l'intermédiaire d'une roue C3 engrenée sur C2. C3 est relié à B5 par l'intermédiaire d'un réducteur C4 ayant un rapport de réduction identique au rapport des rayons de la roue A2 et de celui de la couronne intérieure C3. Enfin, du différentiel C5 sort un axe D1 porteur d'une roue D2. Dans le dispositif pris à titre d'exemple, les rayons des roues A3,B1,C2 sont égaux entre eux, ceux des roues A4 B4 C4 sont également égaux entre eux, le rayon des rouesB3 est exactement égal à la moitié de celui de la roue A2, lui-même étant égal à la moitié de celui de C3, le réducteur C4 ayant pour sa part un rapport de réduction de un demi. Initialement Al recevant un mouvement circulaire, C1 étant immobilisé par le mécanisme auquel il doit transmettre ce mouvement, A3 se met à tourner entraînant A4 et donc B4 par l'intermédiaire du différentiel B5, mais comme C4 est immobile, le différentiel B5 agit comme un réducteur et entraîne B1 suivant un mouvement de même sens et de rapport un demi par rapport à Al. Les roues B3 circulant entre A2 et C3 à une vitesse angulaire inférieure de moitié à celle de Al n'entraînent C3 ni dans un sens ni dans l'autre, nous dirons que le mécanisme est "au point mort". Si nous communiquons à la roue D2 une rotation quelconque, celle-ci sera transmise à la roue B4 par le différentiel C5, le réducteur C6 et le différentiel B5, augmentant ainsi la rotation de la roue de commande B1, donc des roues B3 qui initieront une rotation de l'axe C7 par l'intermédiaire de C3 et de C2. C2 entraînera à son tour C4 qui entretiendra ainsi l'augmentation de la vitesse angulaire de B1 par la même chaîne cinématique que plus haut ( C5,C6,B5,B4) On voit donc que suivant le mouvement communiqué à D2 l'on peut constamment faire varier le mouvement de la commande B1 par rapport à celui de 1 'arbre Al et ainsi augmenter, diminuer, rendre nul ou négatif le mouvement relatif de l'arbre de sortie par rapport à celui de l'arbre d'entrée A1. Ce mouvement de commande appliqué à la roue D2 peut l'être par des moyens manuels, électriques, hydrauliques, pneumatiques, etc... et sa loi peut être établie de zaniére à maintenir constants les paramètres soit d'entrée, soit de sortie du mécanisme. Le dispositif, objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas ou, à partir d'une énergie d'entrée constante ou variant peu il est nécessaire d'obtenir une énergie de sortie variable en vitesse angulaire et en couple; et inversement dans tous les cas ou l'on a besoin d'obtenir une vitesse angulaire et un couple constant à la sortie, à partir d'une énergie d'entrée variable. Des applications particulièrement intéressantes seront celles relatives à la transmission des vehicules automobiles à moteurs à explosions ou à combustion interne, dont le meilleur rendement est lié à une plage réduite de leur vitesse de rotation, mais dont l'utilisation de leur énergie varie énormément en vitesse angulaire et en couple. REVENDICATIONS l-Dispositif permettant de faire varier d'une manière continue le rapport de transmission de la vitesse et du couple d'un arbre d'entrée à un arbre de sortie, caractérisé par le fait qu'il comporte deux roues d'engrenage parallèles et de même axe entre lesquelles une troisième roue d'engrenage indépendante, également de même axe, portant elle-meme un certain nombre d'autres roues d'engrenage tournant librement sur leurs axes et reliant la première roue à la seconde; tout mouvement communiqué à la troisième roue d'engrenage modifiant le rapport de transmission entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie. 2-Dispositif selon la revendication 7 et caractérisé par le fait que l'énergie nécessaire pour mouvoir la troisième roue est prélevée à la fois sur l'arbre d'entrée et sur l'arbre de sortie, et est modulée par le moyen de différentiels disposés convenablement. 3-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la modulation est animée manuellement, mécaniquement, hydrauliquement ,électriquement ,pneuma- tiquemsnt.