Brevet FR2433684A1 — publié le 19800314

La présente invention se rapporte à un réducteur planétaire à anneaux de friction soit comme roue intérieure, soit comme roue extérieure, dont sa précontrainte sert pour la transmission du couple de rotation. Suivant le stade d'évolution technique, les réducteurs à friction avec des anneaux de friction sont connus dans des cas d'application aux réducteurs bi-axials. Dans ces réducteurs, la pression superficielle à la surface est atteinte par des tensions dans la bague elle-même provoquées par ovalisation des anneaux de friction suivant l'entr'axe des arbres en communication. I1 existe d'autres réducteurs de friction connus où un rouleau élastique, soit comme rouleau d'attaque, soit comme rouleau de sortie est poussé contre la piste d'une roue dans leur intérieur, soit sur leur extérieur, ou contre le diametre extérieur d'un arbre. Les inconvénients des réducteurs à friction connus consistent dans le fait que la surface de contact utilisable pour la transmission du couple de rotation aux réducteurs bi-axials sont limités sérieusement. L'exécution de ces réducteurs, à cause des forces centrifuges, ne permet que des vitesses de rotation relativement faibles, surtout aux rouleaux garnis avec du caoutchouc ou du plastique sur leurs surfaces de friction. Dans tous les réducteurs à friction connus, la puissance transmissible aux vitesses de rotation élevées est ainsi limitée par usure de telle manière que des réduc- teurs de dimensions réduites à grande puissance de transmission, comme par exemr ple dans l'automobile, n'est pas réalisable. L'objet de la présente invention est donc de proposer un réducteur planétaire à anneaux de friction dans des dimensions minimales d'encombrement pour des cas d'application de réducteurs ou de diviseurs de couple de rotation à grande vitesse à un minimum d'entretien et de réglage. La solution des problèmes connus consiste après la présente invention dont l'utilisation d'un anneau élastique dans sa précontrainte sert pour la transmission du couple de rotation. Cette précontrainte radiale dépendante de la matière de cet anneau peut être réglée par une pression pneumatique ou hydraulique réagissant radialement sur l'anneau de friction avec l'effet que, suivant l'invention, un tel réducteur peut etre enclenché respectivement déclenché. I1 est également dans l'esprit de la présente invention d'appliquer des anneaux de friction à faible section de préférence en métal et de les es- mancher avec des bagues élastiques, soit dans leurs intérieurs, soit sur leurs extérieurs. Suivant la présente invention, ces anneaux de section relativement faible sont fendus soit en plusieurs parties de préférence avec une surface de la section en forme dentée ou en flèche. I1 est également objet de la présente invention la proposition d'un montage d'un ressort hélicoidal dans l'anneau de friction ou dans la bague élastique avec l'effet qu'un réducteur, suivant l'invention, aura parallèlement des caractéristiques d'une roue libre. Une autre caractéristique de l'invention est l'emplacement des galets de support dont leur diamètre est plus petit que le diamètre extérieur des rouleaux planétaires pour la transmission uniquement du couple de rotation sur le porte-satellite, les galets planétaires eux-memes sont guidés en rotation à leurs extrémitésaux bords latéraux des roues intérieures ou extérieures à l'avantage d'une transmission des couples de rotation aux valeurs importantes. I1 est également dans l'esprit de la présente invention d'exécuter le porte-satellite en forme d'une cage comme elle est connue aux roulements à rouleaux ou à aiguilles. Dans les alvéoles de ces porte-satellites, les galets planétaires sont guidés et permettent la transmission des couples de rotation faible en exécution en une ou plusieurs étages, meme avec enrayement automatique si ctest admissible ou demandé. L'efficacité du dispositif suivant la présente invention est évidente s'il s'agit de réaliser des réducteurs planétaires silencieux qui permettent une réduction des couples de rotation ou de division aux vitesses et couples relativement importantes sans entretien et réglage. Les réducteurs planétaires à anneaux de friction suivant la présente invention peuvent etre appliqués comme des réducteurs différentiels, par exemple pour-l'entralnement de véhicules. Naturellement, le dispositif de l'invention est aussi réalisable pour des réducteurs de friction en plusieurs étages appliqués dans le domaine des réducteurs pour moteurs électriques, machines outils, etc.... Autres champs d'application de l'invention sont les boites de vitesse à réducteurs planétaires, ainsi qu'avec l'utilisation de convertisseurs, les boîtes de vitesse automatiques, par exemple pour l'automobile. L'application du dispositif de la présente invention permet de réaliser des réducteurs de trias faible encombrement à un rapport et un couple de transmission importants, si demandé, avec enrayement automatique avec prix de revient très serré. D'autres caracteristiques et avantages du dispositif suivant l'invention résultent des figures 1 à 10 sur les feuilles 1 à 4 qui seront décrites dans la suite - la figure I est une section longitudinale d'un réducteur planétaire à anneaux de friction ; - la figure 2 est une section transversale d'un réducteur planétaire à anneaux de friction - la figure 3 est une section longitudinale démontrant l'emplacement d'une ba gue de friction dans un réducteur planétaire qui est préchargé par pression d'huile ou par pression pneumatique - la figure 4 est un anneau de friction en métal emmanché dans une bague élastique de serrage - la figure 5 est un anneau élastique de friction à section faible avec une surface de section en forme d'une flèche - la figure 6 est une section longitudinale d'un réducteur planétaire qui travaille comme roue libre ;; - la figure 7 est une section longitudinale d'un réducteur planétaire avec l'emplacement des galets de support entre les galets planétaires - la figure 8 est une section transversale qui démontre le montage de cesdits galets de support - la figure 9 est une section longitudinale avec le guidage des galets planétaires entre des bords latéraux d'une bague intérieure dans le cas d'application des galets de support ; - la figure 10 est un réducteur planétaire à friction à deux étages, dans tous les deux réducteurs une cage à rouleaux (aiguilles) prend la fonction de portesatellite. On se réfère à la figure 1 qui démontre une utilisation du dispositif suivant l'invention dans un réducteur planétaire ou une bague de friction 5 en matière élastique, comme par exemple en plastique ou en caoutchouc, se trouvant en précontrainte radiale dans une poulie 6 servant pour la transmission à friction entre la roue intérieure I , les rouleaux planétaires 3 et l'anneau de friction 5. Dans cet exemple, le rouleau planétaire 3 transmet le couple venant de l'axe planétaire 4 sur le porte-satellite 2. La section transversale dans la figure 2 présente l'emplacement de la roue intérieure 1 des rouleaux planétaires 3 et l'anneau de friction 5 dans un réducteur planétaire suivant la figure 1. La figure 3 démontre un exemple d'application à un réducteur planétaire à anneaux de friction suivant l'invention dont l'anneau de friction 5 qui peut, par exemple, etre monté dans une poulie 6 et qu'elle possède une gorge circonférentielle 7 dans laquelle est montée une bague d'expansion avec des lèves d'étanchéité circonférentielles 8, la précontrainte radiale de l'anneau de friction 5 sur les galets planétaires est règlée par la pression hydraulique res- pectivement pneumatique dans la gorge circonférentielle 7. La figure 4 démontrant l'exemple d'un réducteur de friction avec un anneau de friction à faible section 5 dans a précontrainte radiale est déterminée par une bague élastique de pression 9 qui est, par exemple, montée dans une poulie 6, les deux éléments 5 et 9 étant déterminants pour la précontrainte sur les galets planétaires. Dans la figure 5, on trouve une exécution suivant l'invention d'un anneau de friction 5 avec une séparation avec une surface de section en forme d'une flèche 10 qui assure la bonne répartition-de la précontrainte radiale à la circonférence de cet anneau et qui assure également que les galets planétaires 3 peuvent dépasser sans inconvénient cette séparation de l'anneau de friction 5. La figure 6 démontre l'exemple d'un réducteur planétaire combiné avec la fonction d'une roue libre où il est monté dans l'anneau de friction 5 un ressort hélicoïdal 12 avec le bout du ressort 13 qui assure la transmission des efforts tangentiels. On retrouve le principe connu des roues libres avec des arbres lisses et également combinés avec des ressorts hélicoidaux. Naturellement, en appliquant l'anneau de friction 5 avec une séparation 10 comme démontré dans la figure 5, le ressort hélicoïdal peut être aussi placé au diamètre circonférentiel extérieur de l'anneau pour reproduire le même effet.A ce moment, le bout 13 du ressort hélicoïdal sera en liaison fonctionnelle, soit avec la bague élastique de pression 13, soit avec la poulie 6 pour que le couple de rotation agissant sur l'anneau de friction 5 assure l'accouplement de la roue libre dans un sens ou le débrayage dans l'autre sens. Les figures 7 et 8 présentent un réducteur avec un anneau de friction pour la transmission des couples de rotation relativement importantes avec une friction intérieure minimale. A cet effet, le galet de support 11 qui est placé entre les galets planétaires 3 transmet sur les axes planétaires 4 le couple d'entrée venant des galets"plan4taires 3 sur le porte satellite 2. Dans la figure 9, dans l'exemple d'un réducteur planétaire avec des galets de support 11, il est présenté le guidage des rouleaux planétaires 3 sur une roue intérieure 1 par des bords latéraux 17 sur cette roue intérieure. La figure 10 présente un réducteur planétaire à grand rapport de transmission et avec un entraînement sur un axe commun 18 dont les différents diamètres de cet axe prennent la fonction des roues intérieures et entraînent les galets planétaires 3 mis dans la cage planétaire 15. Dans le cas où le support 16 est fixe, la poulie 6 est entraînée avec une vitesse différentielle. Par cause de la friction des galets planétaires 3 dans les alvéoles de la cage planétaire 15, un enrayement de l'ensemble dans le cas de l'entraînement sur la poulie 6 est possible. Dans les réducteurs planétaires à anneaux de friction 5 qui sont présentés dans les figures 1 à 10, cet anneau de friction, en vue de sa fonction, est utilisé comme roue extérieure. Naturellement, suivant les nécessités techniques, cet anneau peut également être placé dans l'intérieur comme par exemple la bague élastique 9, cela veut dire, il peut servir comme roue intérieure 1. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisa tion particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendi cati ons 1. Réducteur planétaire à anneaux de friction caractérisé en ce que l'anneau de friction 5 pour la transmission du couple de rotation se trouve en précontrainte, soit comme roue intérieure, soit comme roue extérieure. 2. Réducteur planétaire suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la précontrainte radiale de l'anneau de friction 5 peut être réglée par une pression hydraulique respectivement pneumatique réagissant à la circonférence de cet anneau, soit à l'intérieur de l'anneau si celui-ci est appliqué comme roue intérieure 1. 3. Réducteur planétaire suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau de friction 5, de préférence, est exécuté en acier à faible section et que cet anneau est placé dans une bague élastique de pression 9 de préférence en caoutchouc ou en plastique et qui assure une précontrainte à la circonférence des galets planétaires 3 qui sont en contact avec la circonférence de la roue intérieure 1. 4. Réducteur planétaire suivant les revendications I à 3 caractérisé en ce que l'anneau de friction 5 à faible section exécuté de préférence en acier possède une séparation 10 avec une surface de section en forme dentée ou en flèche. 5. Réducteur planétaire suivant les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que dans l'anneau de friction 5, sur son diamètre extérieur, est placé un ressort hélicoidal 12 et fixé par son bout 13 pour la transmission du couple avec l'anneau de friction 5. 6. Réducteur planétaire suivant la revendication 4 caractérisé en ce que sur la circonférence extérieure de l'anneau de friction 5 avec une séparation 10 un ressort hélicoïdal 12 est monté et que son bout 13 est fixé soit avec la poulie 6, soit avec la bague élastique de pression 9 pour la transmission du couple de transmission. 7 Réducteur planétaire suivant les revendications I à 6 caractérisé en ce que des galets de support 11 sont placés entre les galets planétaires 3 et montés sur un porte satellite 2 sur les axes 19 pour la transmission du couple rotatif venant des galets planétaires 3. Cesdits galets de support 11 ont un diamètre extérieur inférieur par rapport au diamètre extérieur des galets planétaires 3. 8. Réducteur planétaire suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la roue intérieure 1 est exécutée avec des bords latéraux 17 pour le bon guidage axial et parallèle des galets planétaires 3. 9. Réducteur planétaire suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les galets planétaires 3 sont mis dans des cages planétaires 15 sur la réalisation de reducteurs à plusieurs étages et pour permettre un éventuel enrayement de ces réducteurs.