Brevet FR2493947A1 — publié le 19820514

La présente invention eoncerlle les transmissiolls mecaniques, elle est destinée à l'entrainement d'un véhicule ou d'une machIne et permet d'obtenir une variation continue de la vitesse de l'arbre mené. Cette transmission comporte une partie mécanique constituée au moyen dflengrenages dont la combinaison permet à celle-là de fonction ner seule, et Rui est associée à un variateur de vitesse, au type à pou lies extensibles, qui n'intervient qu'occasionnellement iorsqu'il est nécessaire de faire varier la vitesse de l'arbre mené. Les transmissions utilisant le variateur à poulies et courroies, associées directement ou indirectement à des mécanismes, sont connues dans leurs adaptations sur des véhicules ou sur des machines. Dans ces systèmes classiques, quel que soit le rapport des vitesses entre l'arbre moteur et l'arbre mené, le variateur transmet en permanence soit la totalité du couple, soit au minimum la moitié de celui-ci, Il s'en suit une usure relativement rapide de la ou des courroies, ainsi qu'une certaine perte d'énergie due au glissement des courroies sur les joues des poulies. La transmission mécanique faisant l'objet du Brevet, vise à réaliser une transmission mécanique, dans laquelle le variateur ne transmet qu'une partie du couple moteur, et seulement lersqu'il est néces- saire de faire varier le rapport de la vitesse entre l'arbre moteur et l'arbre mené . Par exemple dans l'entrainement d'un véhicule, le variateur intervient pour l'accélération, la décélération pour monter les rampes, mais il cesse d'intervenir dans l'allure dite " en prise directe " qui est l'allure la plus souvent utilisée Il tourne , mais ne transmet aucun coupl.e, l'effort moteur étant pris en charge seul par les engrenages de la partie mécanique. Dans une version plus éla borée, le variateur à cette allure, pourrait même être débrayé. Un autre avantage de cette transmission est de permettre de passer de la marche avant à la marche arrière, en passant par une vitesse nulle, sans arrêter les mecanismes. Un troisième avantage consiste dans le fait que lorsque le variateur entre en fonction et pour une petite variation de vitesse, il ne prend en charge qu'une faible partie du couple moteur. Si toute la puissance du moteur est requise et pour une vitesse très réduite de l'arbre mené, il ne fournit au maximum que la moitié du couple nécessaire. Cette disposition est intéressante car elle permet d'équiper la transmission avec un variateur moins largement dimersionné, et d'obtenir un meilleur rendement global par rapport ain systèmes qui utilisent seulement le variateur à courroies. La figure I est une vue en coupe verticale dans une disposition des mécanismes, non limitative. la fitgure 2 montre une autre poseibilité de calage de la courroi sans qui il y ait variation de vitesse La figure 3 montre la position relative des poulies lorsqu'il es neoessaire de faire varier la vitesse de l'arbre mené. La transmission comporte un arbre moteur (I) sur lequel est ciaveté un pignon (2) qui entraîne en rotation, a. vitesse réduite, un engrenage (3) solidaire d'un arbre secondaire (5), sur lequel est également claveté une poulie extensible (6). Le pignon (2) entraîne aussi une courconne dentée (4), qui peut avoir un diametra égal ou différent de (3), et détermine un certain rapport de vitesse entre l'arbre meteur (I) et l'arbvre mené (I8).A l'intérieur de la courcane (4) est logé un différentiel (7), à pignens coniques ou cylindriques, dant le planétaire (8 ) claveté sur l'arbre secendaire (II) est selidaire de i. joue (22) de la poulie extensible (I0), elle aussi elavetée sur l'arbre (II). le planétaire (I2) est solidaire de la grande cour@ane (I3) d'un train d'engrenages épicycloïdal (9) dans leuqel le pignen (I4) est également claveté sur l'arbre (II). Les satellites (I5-I6) sont maintenus dans le train épicyclaidal au moyen d'un porte-satellites (17) sur lequel est rapporté le bout d'arbre mené (I8) Levariateur qui est associé à cette partie mécaniquel comporte deux poulies extensibles (6-I0) dont les joues (19-22) sont calées respectivement sur les arbres (5-II) alors que les joues (20-21j peuvent coulisser axialement afin d'obtenir des rayons variables.Ce déplacement non représenté sur les figures, peut se faire manuellement, mécaniquement, ou sous l'impulsion d'un fluide, suivant les systèmes connus,en agissant le plus souvent sur une seule joue, la joue de l'autre poulie est rappelée par un ressort et la tension de la courroie en limite le de placement. Les deux poulies (6-I0) sont équipées avec au moins une courroie trapèzoïdale (23). On voit que l'arbre moteur (I) entraîne par l'intermédiaire du pignon (2) les roues dentees (3-4) en sens inverse de sa rotation, mais que ces dernières tournent dans le même sens,à vitesse réduite, ainsi que le différentiel (7) et le variateur à courroie. Le couple à transmettre par l'arbre mené (Ib), se partage par moitié entre la couronne (I3) et le pignon (I4) du train épicycloidal (9). Comme le couple se répartit également sur les planétaires (7-8) qui sont solidaires des pignons (I4) et de la couronne (I3), le système est équilibré. Les satellites (I5-I6) n1 ont pas de mouvement pro pre, mais transmettent le couple, par l'intermédiaire du porte-satellites (I7) à l'arbre mené (I8) , lequel tourne dans le même rapport de vitesse que les pignons (2-4). Le variateur tourne également dans le même. sens que les roues dentées (3-4) mais ne transmet aucun couple. Cela correspond à la prise direct. Si lton veut abtenir une vitesse inférieure sur l'arbre mené (I8) on augmente le diamètre de la poulie (6) ce qui a pour effet de diminuer celui de la poulie (IO). La vitesse de rotation de cette dernière augmente dans le rapport des diamètres ainsi obtenus.Cette rotation entratne le planétaire (8) à la même vitesse ainsi que le pignon (I4), mais dans le même temps le planétaire (7) ralentit d'autant ainsi que la couronne (I3) du train épicycloldal. Les satellites (I5-16) ainsi que le porte-satellites (I7) ralentissent également et tournent à une vitesse différentielle, qui est déterminée par les vitesses relatives de la couronne (I3) et du pignon (I4), et par le rapport de leur diamètre respeotif. L'arbre mené se trouve donc ralenti. Si on augmente encore l'écart de diamètre entre les poulies du variateur, on obtient une vitesse nulle, puis une vitesse négative. Par contre , si l'on inverse cet écart de diamètre on obtient une survitesse de l'arbre mené. Selon l'usage auquel on destine cette transmission, on peut adapter des poulies extensibles de même diamètre ou l'un différent de l'au tre, ou prendre des diamètres inégaux pour les roues dentées (3-4) mais le calage de la courroie doit toujours être tel,que le variateur ne transmette aucun couple si l'arbre moteur (I) et l'arbre mené (I8) tournent dans le même rapport de vitesse que les roues (2-4). Cette transmission trouve son application dans l'entratnement des petits véhicules de chantiers ou de manutention, ainsi que dans celui des machines outils, dont le fonctionnement nécessite de fréquents changements d'allure ou des variations progressives de vitesse 16 IONS I. Transmission mécanique caractérisée par le fait qu'elle comporte un système différentiel à pignons coniques ou cylindriques, com biné à un train d'engrenages épicycloidal; l'ensemble associé à un variateur de vitesse à courroiestransmet un couple à vitesse variable d'un arbre moteur à un arbre mené. 2. Transmission mécanique selon la revendication I, caractérisée en ce que la combinaison de trois roues dentées (2-34), du différentiel (7) et du train d'engrenages épicycloidal (9), suffit seule à l'entraînement de l'arbre mené. 3. Transmission mécanique selon la revendication 2 ,caractérisée en oe que le variateur ne transmet aucun couple lorsque le rapport des vitesses entre l'arbre moteur et l'arbre mené est identique à celui des pignons (2-4) 4. Transmission mécanique selon les revendications I et 3 carae- térisée en ce que si l'on change le rapport des diamètres des poulies (6-10), on obtient une vitesse réduite, ou une survitesse du train épicycîcidal (9) donc de l'arbre mené (I8). 5. Transmission mécanique selon les revendications I et 4,caractérisée en ce que pour un certain rapport dans le diamètre des poulies (6-IO), on obtient une vitesse nulle à l'arbre mené (I8), et si on augmente encore ce rapport sa vitesse devient négative. 6. Transmission mécanique selon les revendications 4 et 5,carac- térisée en ce que le couple partiel transmi par le variateur à l'arbre mené, varie en fonction du rapport de vitesse entre l'arbre mené et l'arbre moteur, et passe par un maximum qui est égal à la moitié du couple moteur.