Brevet FR2516193A1 — publié le 19830513

La présente invention concerne les appareils ou ensembles mécaniques faisant varier la vitesse d'un arbre mené par rapport à un arbre menant,sans glissement, le rapport choisi restant constant, mais pouvant varier progressivement dans une gamme très étendue. Dans les dispositifs connus de ce genre, deux disques, l'un menant, l'autre libre, sont assujettis à deux toupies, montées sur un arbre cannelé, perpendiculaire et entre les deux disques, l'un libre sur cet arbre, l'autre solidaire dudit arbre cannelé, le rapport variant en déplaçant latéralement la toupie et son arbre cannelé ; toutefois, dans ces systèmes, les pertes mécaniques et l'élévation de température sont importantes, et le rapport de vitesse est instable. On peut aussi citer les boites de vitesse à engrenages, mais celles-ci sont tributaires du nombre d'engrenages et les rapports de vitesse sont très limités.Il y a lieu de parler aussi des systèmes centrifuges, à billes, à grenaille, à poudre, dotés de glissements plus ou moins importants, et dont le rapport ne peut être maîtrisé, ainsi que l'abrasion et l'échauffement Une autre catégorie de variateurs se rapporte aux systèmes hydrauliques à huile, dérivant tous de par leur principe, du brevet allemand HERMANN FOTTINGER n 367 340 du 22/06/1906, et les plus usités ; ils sont, aussi, dotés de glissements plus ou moins importants, et doivent être suivis d'une boite de vitesse à engrenages à trois rapports et une marche arriere (dans leur application à des vehicules automobiles par exemple).Il y a lieu de parler ici, des variateurs de vitesse à courroies, dont les poulies d'entrainements sont composées de deux flasques indépendantes, pouvant s'écarter l'une par rapport à l'autre, produisant ainsi une variation des rapports. La liste des procédés dérivant plus ou moins des types sus enfoncés est considérable et n'entre d'ailleurs pas dans le cadre de la présente invention. Le variateur, selon cette invention, permet d'éviter les inconvénients précités car il est entièrement nécanique et résoud, en fait, ce qui était un peu considéré comme la "quadrature du cercle" ; il se compose, en effet, de deux engrenages d'une conception particulièrement originale. te premier engrenage sur l'arbre moteur ou menant , est constitué d'une vis sans fin à plusieurs filets parallèles, et de forme tronconique. Il attaque, à 90 , c'est à dire perpendiculairement, un deuxième engrenage, tronconi que lui aussi et dont la denture est de forme hélicoldale. Ces deux engrenage et vis sans fin engrènent de façon à ce que l'arbre moteur ou venant vienne au contact de l'engrenage mené, le premier par son plus grand diamètre, avec le plus petit dianètre de l'emprenage de l'arbre mené, les deux arbres se plaçant perpendiculairement, l'un par rapport à l'autre, afin d'obtenir les différences de rapports ; afin d'obtenir un changement de sens de rotation de l'on par rapport à l'ortre, @@@@@ ant compe te une partie lises eist continuée par une portion de vis sans fin, cylindrique, celle-ci venant engrener un engrenage droit sur l'arbre mené, avec une partie lisse point mort entre cet engrenage droit et ltengrenage tronconique à forme de filets hélicoi- daux : ce changement de marche s'obtenant en continuant le mouvement de translation perpendiculaire des deux arbres l'un par rapport à l'autre, lesdits arbres étant congitués d'ébauches cannelées coulissant dans deux tubes d'entrainement dotés aussi de cannelures intérieures. Les pas des deux engrenages sont variables, chaque pas s'adaptant à son vis à vis, selon une forme de réalisation mécanique déterminante.Pour qu'il y ait engrènement et entrainement correct des deux pignons, le menant et le mené, il faut nécessairement 10) Que les deux parties tronconiques soient de dimensions et diamètres identiques et, par conséquence : 2 ) Que la somme des diamètres des cercles primitifs aux points de coincidence ait une valeur constante. 30) I1 faut également que la somme du pas de vis, en un point de colncidence, plus l'écart entre les dents de l'arbre mené au même point, soit également une valeur constante. En modifiant les rapports, arbre menant / arbre mené, ainsi que la pro gression du filetage de l'arbre menant, on pourra calculer la progression -variable de la rotation de l'arbre mené, et le pas variable de celui-ci. L'ensemble des deux engrenages et vis sans fin, seront montés dans un carter ou cadre et normalement lubrifié par une huile appropriée à l'usage demandé. Le dispositif selon l'invention permet, en agissant sur les moyens de mise en contact des deux engrenages, de faire varier à volonté le rapport ou démultiplication du variateur de vitesse mécanique à rapports multiples et dune façon continue et sans glissement. Le dessin annexé est une vue en perspective des moyens utilisés. Tel qutil est representé, le dispositif comporte un engrenage tronconique 1 à denture hélicoîdale 2, monté sur un arbre 3, suivi d'une partie cylindrique lisse 4, et d'un engrenage à denture droite 5 ; en 6, un tube cannelé, coulissant sur l'arbre a cannelures extérieures 7, dit arbre mené. En 8, une vis sans fin à profil tronconique 9, une partie cylindrique 10, et les filets cylindriques 11 ; en 12, le carter de solidarisation des pièces décrites. Le plus petit diamètre de 1, engrène sur le plus grand diamètre de 8, les deux pièces 1 & 8 se déplaçant longitudinalenent et transversalement par un moyen appropriés permettant ainsi la variation du rapport de transmission. Lorsque les parties 10 de l'arbre reniant 13, et 4, se trouvent en regard, il y a point mort et inversion de marche lorsque 1 engrène en 5. Le dispositif , objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les où l'on veut chtenir une variation du rapport des vitesses entre un arbre moteur et un arbre récepteur. Les applications se rapportant aux automobiles et assimilas, ainsi qutaux machines outils comme le tour, les fraiseuses, raboteuses.. cette énumération n1a'tant pas limitative. REVENDICATIONS 1 - Variateur de vitesse mécanique à rapports multiples et continus, comportant une vis sans fin tronconique (8) à filets héliocoîdaux (9) entrainant un engrenage tronconique (1) à denture hélicoldale (2) caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen de mise en contact des deux composants (8) et (1) perpendiculaires, l'un par rapport à l'autre. 2 - Variateur de vitesse mécanique selon la revendication 1, caracterisé en ce que le moyen de maintien en contact des deux composants (1) et (8), est un carter (12). 3 - Variateur de vitesse mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variation des rapports est due au deplacement perpendiculaire des deux composants (1) et (8), par le moyen des arbres cannelés (6) et (13). 4 - Variateur de vitesse mécaniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux composants (1) et (8) sont prolonges d'une partie cylindrique (4) et (10) formant point-mort. 5 - Variateur de vitesse mécanique selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les deux parties cylindriques (4) et (10) sont prolonges des engrenages (5) et (11) inversant le sens de marche de l'arbre.