Brevet FR2617259A1 — publié le 19881230

SYSTEME MECANIQUE DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT COM PrNANT UNE ROU- DETEE, ENTF?AINE EN ROTATION PAR UN ARBRE MOTEUR, ET DES ROUES PLANETAIRES PROPRES A CCOPERER AVEC LA ROUE DENTEE ET AVEC UNE BAGUE EXTERIEURE. La presente invention concerne un système mécanique de transmission continu-variable à placer entre une source d'énergie et un système consommateur. Pour de nombreux vehicules, pourvus d'un système de boite de vitesse automatique, on adapte un transformateur de couple hydraulique, qui dans une proportion de transmission 1:1 comporte une perte derapante réduite. Lorsque se produisent des variations du rapport 1:1, les pertes deviennent plus importantes. En outre, la mesure de la transformation du couple est limitée au rapport approximatif de 1:2,4. C'est pourquoi il est plus pratique d'insérer derrière le transformateur de couple hydraulique encore deux a trois appareils a roues planétaires. De plus, il est nécessaire de prévoir des arrangements, qui au moment voulu, changent vers un autre rapport de transmission. Tout ceci rend ce système de transmission mécanique connu relativement compliqué et onéreux. L'invention décrite ci-après est plus compacte quant a sa construction, présente moins de pertes et elle est meilleur marché quant a sa fabrication. Elle repose sur deux principes de base, indiqués dans les figures 1 et 2. Dans la figure 1, une roue dentée 2 apposée sur l'arbre moteur central actionne une roue dentée 4 elle-meme fixée perpendiculaire sur celle-ci, et a laquelle est fixée une charge. L'axe de 4 repose sur les bras portatifs fixes verticaux 5. Si les roues dentées 2 et 4 ont le meme rayon 3 et lorsque 2 commande la roue dentée 4 avec une force K (6), les forces 4 -peuvent alors etre décomposées en 3 directions verticales égales, a savoir une force K (7) en direction de l'axe de 4 et deux autres forces verticales sur cet axe. Lorsque le couple développé par 2 sur 4 est égal à M2= r.K, (6) le bras portatif 5 (par rapport 9 l'axe I > devra recevoir un couple 115: 2r.K (7). est donc supérieur å M2 Les deux autres forces verticales en rapport avec l'axe sont absorbées de façon égale par 5, mais ne jouent par ailleurs pas d'autre rôle dans le proces sus. Dans la figure 2, comme dans la figure 1, la roue dentée 2 commande la roue dentée 4. L'axe de 4 est ici cependant fixé dans les bras portatifs 5, qui peuvent tourner autour de l'arbre central 1. Si, d'une manière ou d'une autre, la roue 4 est bloquée par rapport 9 la roue 2, si bien qu'elle ne peut pas tourner sur son axe en 5, et si la roue dentée 2 exerce à nouveau une force K (6) sur les dents de 4, dans ce cas les bras portatifs 5 devront alors tourner en rond avec la même vitesse que 2. Lorsque le couple sur 2 est de nouveau M2 = r.K (6), dans ce cas le couple sur les bras portatifs de 5 sera alors M5=K.2r = r.K (7). 115 est donc ici aussi grande que M2, alors que M5 dans la figure 1 était égale a 2M2. Dans la figure 3, autour de la roue planétaire 4, on pose la bague B avec des dents intérieures. La force K exercée sur 2 (7) est transférée sur la bague B par le moyen des roues planétaires 4. Lorsque le rayon de 2 est égal å r(3) et que le rayon de B est égal a 3r, la bague B fonctionne avec un tiers de la vitesse de 2, mais le couple de B est trois fois aussi grand que le couple de 2. La force axiale de 2 sur 4 (9) est soulevée par la force de réaction axiale de B sur 4 (in), si bien que la force totale sur l'axe 5 est égale d zéro. (les forces latérales encore une fois ne sont pas prises en considération). Il est fait application de ces phénomènes dans l'invention décrite ci-dessous. Selon la présente invention, le système entier de transmission mécanique est constitué d'un seul et unique ensemble de roues dentées - figures 4 et 5 - dans lequel les axes C des roues planétaires 4 forment des angles a s avec l'arbre moteur 1 de la roue 2 et de la bague B. Sur la roue 2 et les roues planétaires 4 sont fraisées des dents avec un module relativement grand et avec des angles tels que les roues planétaires 4 peuvent étre commandés par la roue 2. En outre, sur les roues planétaires 4 on appose un deuxième système de dents avec un module relativement petit et avec un angle autre que ceux du système avec le grand module. A l'intérieur de B on appose de la meme panière des dents du même module petit que celui du deuxième système de dents sur les roues planétaires dentées 4 et avec un angle tel que la bague B est commande par les dents de la roue planétaire 4 avec un petit module dans la même direction que la roue 2. Le nombre de dents avec grand module et le nombre de dents avec petit module est calculé de tel-le manière que lorsque la roue 2 tourne vers la gauche, la bague a denture intérieure B - qui également tourne vers la gauche - a la meme vitesse que la roue 2. Il est alors possible de placer les bras de la bague extérieure B dans les cannelures D qui sont apposées dans l'axe 1 de la roue 2 - parallèlement a cet axe - de telle manière qu'un certain jeu de ces bras et donc de la bague exterieure B est encore possigle. Lorsque la roue 2 est actionnée par un moteur - tandis que le bras portatif 5 dans lequel les axes C de roues planétaires 4 sont apposes, est arrête - dans ce cas, la bague extérieure B tourne avec la même vitesse que celle de la roue 2. (Les dents sur les roues planétaires 4 sont par la suite indiquées par un trait, celui sur la roue 2 et la bague B par un point). Dans l'hypothèse ou tout est å l'arrêt et ou l'on appuie avec une force K' (1) contre le côté de la bague extérieure B (figure 4 et figure 5 où les rayons des roues 2 et 4 sont choisis de la même grandeur) dans ce cas, cette bague B avance un peu en avant le long des dents en travers de la roue planétaire-4 (dans le sens de la rotation), mais elle se heurte alors aussitôt contre la cannelure D dans l'axe de la roue 2, qui subit de celle-ci une force 12 vers la gauche (figure 5) (dans la figure 6, cela est rerroduit un tout petit peu plus en détail). La force 1 contre le côté de la bague extérieure B est transmise semblablement (13) sur les dents des roues planétaires 4, qui de ce fait exercent une force vers la droite (14) sur la roue 2. Les angles des dents des roues planétaires 4 sont calculés de telle manière que la force exercée vers la gauche 11 de la bague extérieure B sur la roue 2 est neutralisée par la force exercée vers la droite des dents des roues planétaires 4 ("saut de la dent") sur la roue 2 t12 et 14). La roue planétaire 4 elle-meme subit ici toutefois (en cas d'arrêt de C) axialement une force de réaction vers la gauche parce que la force de réaction axiale 16 sur 2 vers la gauche, causée par la roue 2 est plus grande que la force de réaction axiale 15 sur 4 vers la droite causée par la bague extérieure B. L'arbre de -couche 8 des roues planétaires peut donc exercer un couple sur une charge qui y est fixée. La grandeur de ce couple est déterminée par la grandeur de la force latérale 1 contre la bague extérieure B. Cette force est indépendante du couple du moteur et peut donc être choisie plus grande que le couple du moteur. La force 1, qui latéralement exerce une pression sur la bague extérieure B, fournit seule un couple sur l'axe C des roues planétaires 4, le moteur d'entrainement couplé sur la roue 2 fournit cependant le travail nécessaire. Une partie du couple du moteur est utilisée pour couvrir les pertes de roues planétaires 4, la partie principale pousse par ailleurs l'ensemble du système dans la direction ou tourne la roue 2. Dans la figure 7 I'axe du moteur 1 commande l'adaptateur 18, qui est propulsable axialement et qui bouge dans la cannelure 17 dans le sens de la rotaticn. Par le déplacement axial de 15 la bague B exerce une force latérale 1 vers la droite contre une dent de 4, par laquelle une force li se forme dans la direction de rotation. A mesure que le couple de charge diminue et qu'a la suite du pincement des roues planétaires 4 entre la roue 2 et la bague extérieure B la vitesse du bras de charge 5 augmente, la transformation du couple diminuera en cas que le couple de moteur restant égal. Lorsque la charge aura finalement obtenu la meme vitesse que la roue 2 et la bague extérieure B, il n'y aura plus de transformation du couple et la roue 2 et la bague extérieure B apportent la charge dans un rapport 1:1. Les roues planétaires 4 sont alors immobiles par rapport 9 l'arbre C. La force 16 sur 4 neutralise maintenant la force 15 sur 4 entièrement en direction radiale et la force 1 ne sert donc plus qu'a maintenir serrées les roues planétaires 4 entre la roue 2 et la bague extérieure B. On est en présence de deux systèmes 1) Par la production de la force 1 sur la bague extérieure B s'opère une transformation de couple aussi longtemps que les roues planétaires 4 tournent autour de leur axe. (comparer avec la figure 1). 2) Par la production de la force 1 sur la bague extérieure B - en cas d'arrêt des roues planétaires 4 - une énergie est fournie par le moteur d'entraînement par le moyen de la roue 2 dans un rapport 1:1 a l'ensemble du système. (comparer avec la figure 2). Tout au long de la prise de vitesse de l'arbre de couche 8 des roues planétaires 4, le travail apporte par le système 1 diminue et le travail apporte par le système 2 augmente. Le dispositif décrit représente donc un transformateur de couple mécanique continu-variable, qui peut être place entre une source commandée et un système consommateur. REVENDICATIONS 1. Système mécanique de transmission de mouvement comprenant une roue dentée (2) entratnée en rotation par un arbre moteur (1), et des roues planétaires (4) propres a coopérer avec la roue (2), caractérisé par le fait que les axes (C) des roues planétaires (4) forment des angles de 9 avec l'arbre moteur (1) de la roue (2), et qu'une bagué extérieure (B), å denture interieure, est prévue pour coopérer également avec les roues planétaires (4), les axes (C) des roues planétaires étant montés sur des bras (5) qui peuvent tourner avec un arbre (8) et exercer un couple sur une charge qui y est fixée, ces axes (C) des roues planétaires formant un angle de 9- avec l'arbre de la bague extérieure (B). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est agencé de manière que la bague extérieure (B) tourne dans le même sens que la roue dentee (2) et å la même vitesse, ladite bague extérieure (B) comportant des bras placés dans des cannelures (D) prévues dans l'axe (1) de la roue dentee (2), et pouvant, de ce fait, se déplacer légèrement de manière axiale. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les roues planétaires (4) comportent deux ensembles de dents, dont l'un avec un module relativement grand est destiné à coopérer avec la denture de la roue dentée (2), et dont l'autre, avec un module relativement petit, est destiné a coopérer avec la denture interne de la bague extérieure (B), le nombre de dents avec grand module et le nombre de dents avec petit module étant calculés de manière que la bague extérieure (B) tourne à la même vitesse et dans le eême sens que la roue dentée (2). 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérise par le fait qu'il comporte des moyens pour exercer une force (1), parallèle à l'arbre (1) de la roue dentée (2), sur la bague extérieure (B).