Brevet FR2471522A1 — publié le 19810619

Mécanisme de transmission à friction. La présente invention concerne un mécanisme de transmission à friction. On utilise,de préférence,un mécanisme de trans- mission à friction pour un rapport de démultiplication moyen, lorsque des exigences trop élevées ne sont pas fixées en ce qui concerne le rendement et la durée de vie. Dans les formes de réalisation les plus connues des rouleaux cylindriques sont mis en appui l'un contre l'autre, l'un d'eux étant utilisé comme roue de commande et l'autre comme roue menée. Le plus souvent on utilise une forme de réalisation qui augmente automatiquement la force de pression pour un moment croissant. On connait de plus des mécanismes de transmission planétaires sous forme de mécanismes à friction. Pour la réduction de la vitesse de rotation, on incorpore des mécanismes à rouleaux coniques et autres formes de réalisation semblables. Pour des rapports de démultiplication élevés, on utilise des mécanismes de transmission à friction qui travaillent selon le principe de l'entraînement harmonique selon lequel un cylindre à paroi mince-en forme de cône est façonné ellipti- quement et est mis en pression sur une bague cylindrique à paroi épaisse laquelle est chanfreinée en cône au droit des surfaces de contact. Cette forme de construction est aussi adoptée pour accroître les surfaces de contact de frottement avec les gorges annulaires coniques. 247.1522 L'inconvénient dans tous-ces modes de réalisation connus est que le contact réalisé sur les surfaces de contact est seule- ment linéaire et que, de ce fait, il se produit de hautes pressions périodiques qui rendent nécessaires des aciers de haute qualité. D'un autre côté, les aciers de haute qualité présentent un coefficient de frottement faible, ce qui, naturellement, est préjudiciable au rendement et au dimension- nement des engrenages à friction. Le but de la présente invention est de proposer un engrenage à friction, en particulier pour des démultiplications élevées, dans lequel les parties menante et menée sont en contact de surface l'ureavec l'autre. Par ce moyen on peut mettre en oeuvre des pressions superficielles spécifiques faibles lesquelles rendent de plus possible l'emploi de matériaux ayant des coefficients de frottement élevés.-Il en résulte un mécanisme de transmission à friction ayant des dimensions constructives faibles et un bon rendement. Ce but est atteint avec un mécanisme de transmission à fric- tion comportant un arbre d'entrée en liaison avec un corps rotatif en forme de came et un appui de roulement comportant une bague de roulement externe et une bague de roulement interne élastiquement déformable, qui s'appuit contre le corps rotatif et un arbre de sortie qui est en liaison avec un cylindre interne creux concentrique à la bague de roule- ment externe et s'appuyant contre celle-ci, par le fait que le cylindre interne est déformable et par le fait qu'un cylindre externe, non rotatif et déformable est disposé con- centriquement au cylindre interne en étant ajusté contre sa surface externe de telle sorte que, dans la zone de came du corps rotatif, le cylindre interne est en pression contre le cylindre externe. Selon une autre caractéristique de l'invention,le cylindre externe creux est disposé dans un carter en forme de cylindre borgne dans lequel est réalisée une portée de l'arbre d'entrée tandis que l'autre palier de cet arbre est monté dans un évidement dans l'arbre secondaire. D'autres caractéristiques ressortiront de la description détaillée faite ci-après. La pression mutuelle entre les deux cylindres creux résulte de la force de rappel du cylindre externe creux. Cette force peut être déterminée par une équation simple. Dans celle-ci les diamètres des deux cylindres creux, leurs rigidités de paroi et la déformation jouent un rôle de réglage. Le rap- port de démultiplication résulte de la différence des dia- mètres des deux cylindres creux et d'un facteur de rigidité des parois qui détermine la déformation non circulaire de ces deux cylindres creux, ce sur quoi il faut tenir compte que la fibre externe du cylindre interne creux est allongée et la fibre se trouvant à l'intérieur du cylindre externe creux est comprimée. De ce fait, les deux surfaces sont en poussée l'une et l'autre lors de la circulation du corps rotatif et il apparait de cette manière une rotation relative entre le cylindre interne creux et le cylindre externe creux fixe à la rotation. La direction de rotation est de ce fait fonction du rapport de rigidité des parois tandis que le rapport de démultiplica- tion est fonction du rapport de rigidité des parois et du degré de déformation. On doit faire attention que les cylin- dres à paroi mince pressés l'un dans l'autre se déplacent lors d'une déformation circulante non ronde, l'un par rapport à l'autre. Par une modification progressive de la déformation, on peut réaliser un mécanisme de transmission réglable pro- gressivement pour des rapports dedémultiplication élevés. La modification progressive de la déformation peut être obtenue facilement par le fait que des dispositifs sont prévus qui ajustent progressivement l'une par rapport à l'autre les cames du corps rotatif. On peut également obtenir des mises en pression de surface si l'un des deux cylindres creux est réalisé avec urerigidité de paroi plus grande de manière qu'il maintienne plus longtemps sa forme ronde de sorte que le cylindre creux à paroi mince se trouvant à l'intérieur ou à l'extérieur se trouve déformer d'une manière telle que les rayons de déformation coincident avec le point milieu du cylindre creux rigide. Le facteur de rigidité des parois sera alors sensiblement nul ce par quoi la démultiplication peut être obtenue d'une manière simple. L'invention sera décrite encore plus en détail ci-après avec référence aux dessins schématiques ci-annexés dans lesquels La figure l est une vue en coupe verticale du dis- positif de transmission à friction conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en coupe ver- ticale par II-II de figure 1; la figure 3 est une représentation correspondant à la figure 2 dans laquelle, dans un but de clarté, seuls les deux cylindres creux sont représentés à l'état déformé; les figures 4 et 5 sont des vues en coupe vertica- le à travers les deux cylindres creux à l'état non déformé et déformé; la figure 6 est une vue en coupe verticale à échelle réduite d'une forme de réalisation quelque peu modifiée du cylindre creux interne à l'état non déformé; la figure 7 est une vue partielle de l'arrangement selon la figure 6 dans laquelle le cylindre interne creux est représenté à l'état déformé et les figures 8 et 9 sont des vues en coupe partielle de formes de réalisation modifiées du cylindre interne creux du mécanisme de transmission à frottement conforme à l'invention. Dans la figure 1, la référence l désigne l'arbre menant, la référence 2 désigne par contre l'arbre de sortie du mécanisme de transmission à friction. L'arbre de sortie 2 se trouve en outre en liaison avec un corps rotatif 3 en forme de came, lequel dans la forme de réalisation représentée est constitué par deux parties formant cames 4, 5 ajustables en direction radiale l'une par rapport à l'autre et en appui d'écartement l'une par rapport à l'autre. Dans la forme de réalisation représentée, le mécanisme de réglage est constitué par un mécanisme à broches filetées avec deux broches filetées 6, 7 dont l'une a un filetage à gauche et l'autre un filetage à droite. Les deux broches filetées 6, 7 se vissent par une de leurs extrémités dans une partie épaisse la de l'arbre d'entrée 1. Par leur autre extrémité, les deux broches file- tées 6, 7 s'appuient contre les parties 4, 5 du corps rotatif 3. Par une rotation équivalente des deux broches filetées 6, 7, les deux parties 4, 5 du corps rotatif 3 s'écartent l'une de l'autre, respectivement sont rapprochées l'une de l'autre. Il est clair que, dans ce but, on pourrait utiliser un autre mécanisme par exemple un mécanisme de réglage automatique qui pourrait être réglé non seulement à l'arrêt mais aussi pen- dant la marche du corps rotatif 3'et, de ce fait, du mécanis- me de transmission à friction. Comme cela est évident d'après la figure 2, chaquepartie 4, 5 a comme tracé périphérique un segment de cercle tandis que le centre de chaque segment se trouve sur un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre menant 1. Il est de plus prévu un appui à roulement comportant une bague de roulement interne élastiquement déformable 8 et une bague de roulement externe élastiquement déformable 9 entre lesquelles sont disposés les corps roulants 10. Comme les fi- gures 1 et 2 des dessins le rendent évident, la bague de roulement interne 8 déformable élastiquement s'appuie contre les deux parties 4 et 5 du corps rotatif 3. Concentriquement à la bague externe 9 du palier à roulements :11 est prévu un cylindre interne creux 11 adjacent à celle-ci lequel est déformable élastiquement par un choix adéquat de 247152à son matériau, respectivement par sa configuration. Concentri- quement à ce cylindre interne creux 11 est disposé un cylin- dre externe creux déformable, non rotatif, reposant contre la surface externe du cylindre interne de telle manière que, dans la région des cames du corps rotatif 3, le cylindre in- terne creux 11 s'appuiesous pression contre le cylindre externe creux 12. Le cylindre externe creux 12 est, dans la forme de réalisa- tion représentée dans la figure 1, disposé dans un boîtier en forme de pot, c'est-à-dire un cylindre borgne, dans lequel est prévu un palier 14 de l'arbre d'entrée tandis que l'autre palier 15 de celui-ci est monté dans un évidement 16 de l'arbre de sortie. Comme le montre la figure 1 des dessins, pour augmenter la déformabilité, des évidements sont prévus dans le cylindre interne creux 11-. La figure 2 des dessins rend évidente la réalisation de grandes surfaces de contact entre les deux cylindres creux 11 et 12 sur l'étendue de l'angle È'. De ce fait la pression de surface est, par rapport à la pression linéaire, réduite à un minimum. La figure 3 montre sous une forme plus simple une coupe à travers les deux cylindres creux 11 et 12 dans leur forme déformée. La référence 18 désigne le cercle enveloppe lequel permet d'apprécier la déformation. Pour une meilleure repré- sentation, le corps rotatif 3 n'a pas été représenté. On remarque que le cylindre interne creux 11 lequel a, à l'état non tendu, c'est-à-dire non déformé, un diamètre plus petit que le cylindre externe creux 12, a, dans les étendues d'angle t à l'état déformé par le corps rotatif 3 en forme de came, un rayon de courbure r commun avec celui du cylindre 11 dont les centres m sont écartés de la distance x de part et d'autre du centre cen- tral m. Dans l'étendue de l'angle 90-q/2 la surface externe du cylindre interne creux 11 se détache de la surface interne du cylindre externe creux 12. Les figures 4 et 5 expliquent le système cinématique selon leque les deux cylindres à-parois minces 11, 12 engagés à force l'un dans l'autre se repoussent mutuellement lors d'une déformation non circulaire tournante. Autour du centre commun m, le cylindre interne creux 11 et le cylindre exter- ne creux 12 sont engagés à force l'un dans l'autre, ce par quoi le diamètre externe d2 du cylindre interne creux 11 est sensiblement égal au diamètre interne du cylindre externe creux 12. La figure 5 représente la déformation obtenue avec le corps rotatif 3 pourvu de cames non représentés lorsque les centres M des parties 4, 5 du corps rotatif 3 sont décalés de la distance y du centre m. Les deux cylindres creux 11, 12 ont des épaisseurs de parois s2 et si. Les fibres neutres sont représentées en traits mixtes. De même le rayon commun R est représenté en tireté pointillé. On constate que la fibre externe du cylindre intérieur creux 11 et la fibre interne du cylindre externe creux 12 sont allongées de la valeur AU2 et la fibre interne du cylindre externe creux 12 est comprimée de la valeur AU1. Lors de la rotation du corps rotatif 3 les deux fibres se repoussent de la valeur AU LU2- Les deux cylindres creux fortement pressés l'un dans l'autre sont de ce fait, lors de la rotation du corps rotatif 3 muni de cames, entraînés en rotation. Avec la forme de réalisation selon la figure 6,les-évide- ments 17 ont la forme de fentes disposées à la périphérie du cylindre interne creux Il et décalées les unes par rapport aux autres selon la direction axiale. La figure 7 montre que la déformation du cylindre interne creux 11 décroît selon des degrés parallèles les uns aux autres par rapport à l'arbre de sortie 2. Dans la forme de réalisation selon la figure 8 des dessins, la paroi du cylindre interne creux il est constituée par plusieurs parties de forme cylindrique qui sont engagées à force les unes dans les autres. Il est avantageux de fendre chacune des parties de forme cylindrique de manière que ces parties soient constituées de matières séparées. La différence du cylindre interne creux il de la figure 9 par rapport à ceux des formes de réalisation ci-dessus réside dans le fait que les évidements 17 ont la forme de fentes longitudinales, ce qui assure une aptitude aisée à la déformation. Revendications 1. Un mécanisme de transmission à friction avec un arbre menant lié à un corps rotatif en forme de came et un palier de roulement avec une bague de roulement externe et une bague de roulement interne déformables élastiquement qui s'appuient contre le corps rotatif et avec un arbre de sortie qui est en liaison avec un cylindre interne creux disposé concentriquement à la bague de roulement externe et repo- sant contre celle-ci, caractérisé en ce que le cylindre interne (11) est déforma- ble et en ce que, concentriquement à celui-ci, est disposé un cylin- dre extérieur creux (12), déformable et non rotatif reposant contre la surface extérieure du cylindre interne de telle sor- te que le cylindre interne (11) se trouve pressé dans la zone formant. came du corps rotatif (3) contre le cylindre externe (12). 2. Un mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre externe creux est monté dans un carter (13) en forme de cylindre borgne dans lequel est monté l'un des paliers (14) de l'arbre d'entrée (1). 3. Un mécanisme selon la revendication 1, - caractérisé en ce que l'autre palier (15) de l'arbre d'entrée (1) est disposé dans un évidement (16) dans l'arbre de sortie (2). 4. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que, pour accroître la déformabilité, des évidements (17) sont prévus dans le cylindre interne creux (11) , Un mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que les évidements (17) ont la forme de 2 4 7 1 5 2 2 fentes longitudinales. 6. Un mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que les évidements (17) sont réalisés par des fentes disposées à la périphérie du cylindre interne creux (11) et décalées les unes par rapport aux autres selon la direction axiale. 7. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps rotatif (3) est constitué par deux parties réglables en position l'une par rapport à l'autre selon la direction radiale et en appui tendant à les écarter l'une de l'autre, ces parties formant les cames, cha- cune de celles-ci ayant comme profil la forme d'un segment de cercle. 8. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cylindre interne creux (11) est formé de plusieurs parties en forme de cylindres engagées l'une dans l'autre. 9. Un mécanisme selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque partie de forme cylindrique est fendue et en ce que cette partie est constituée à partir de matériaux différents.