Brevet FR2634532A1 — publié le 19900126

Dispositif de transmission pour autoréguler la vitesse rela tive entre deux roues tournant dans le même sens-. L'invention concerne un dispositif de transmission pour autoréguler la vitesse relative entre deux roues tournant dans le même sens et obtenir sur chacune de ces roues la- transmission d'un couple. -Dans une application particulière de l'invention, les roues précitées sont les roues motrices d'un essieu moteur de véhicule automobile et le dispositif de transmission de l'invention peut fonctionner alors comme un différentiel de véhicule automobile. De façon générale, le dispositif de l'invention est utilisable pour transmettre un couple à des roues qui ne sont pas nécessairement les roues motrices d'un véhicule automobile, mais qui peuvent être, par exemple, des roues d'entraînement de cable, etc. Dans le cas où le dispositif de transmission de l'invention est utilisé comme différentiel, ce dispositif peut être alors monté sur un essieu moteur pour permettre à la roue extérieure de prendre en virage une vitesse supérieure à celle de la roue intérieure, tout en assurant l'entraînement des deux roues. De façon classique, un différentiel comprend un porte-satellite , encore appelé *cage" ou "coquille", qui est propre à être entraîné en rotation autour d'un axe, deux arbres coaxiaux alignés montés en rotation dans le porte-satellite autour de cet axe, et deux planétaires calés respectivement sur les deux arbres et coopérant avec un couple de satellites montés sur le porte-satellite pour ajuster les vitesses respectives des deux arbres. Ces différentiels connus ont une application limitée exclusivement aux véhicules automobiles, tels que voitures particulières, camions, engins divers, etc, et cela dans le cas particulier où le rapport des couples transmis par les deux roues est égal à 1. Par ailleurs, dans ces différentiels connus, les planétaires et les satellites sont généralement des engrenages coniques. Ils ont par conséquent pour inconvénient de nécessiter de l'huile de lubrification, dans laquelle sont immergés ces engrenages,pour qu'ils puissent fonctionner correctement. C'est, en conséquence, un but de l'invention de procurer un dispositif de transmission pour autoréguler la vitesse relative entre deux roues tournant dans le même sens, et obtenir sur chacune de ces roues la transmission d'un couple, qui soit d'une application très générale. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel dispositif de transmission qui, dans une application particulière, fonctionne comme un dispositif différentiel sans toutefois nécessiter d'huile de lubrification. Le dispositif de transmission de l'invention comprend, en combinaison, un porte-satellite propre à être entraîné en rotation autour d'un premier axe, deux arbres coaxiaux alignés, couplés respectivement aux deux roues et montés à rotation dans le porte-satellite autour de ce premier axe, deux poulies solaires calées respectivement sur les deux axes, deux brins d'entraînement sans fin s'enroulant respectivement sur les deux poulies solaires et s'enroulant respectivement sur au moins une poulie satellite montée à rotation libre sur le porte-satellite autour d'un second axe parallèle au premier axe, les enroulements des brins étant tels que les efforts d'entraînement de chacune de ces roues tournant dans le même sens, ramenés par les brins sur la (les) poulie(s) satellite(s) provoquent sur cette(s) poulies satellite(s) un- couple de rotation nul sur son axe lorsque le rapport des couples transmis par les roues correspond à un rapport constant fixé à l'avance. On obtient ainsi un dispositif de transmission, de construction particulièrement simple, qui peut trouver de multiples applications en mécanique pour autoréguler la vitesse relative entre deux roues tournant dans le même sens et obtenir sur chacune d'elles la transmission d'un couple. Dans une. application particulière de l'invention, ce dispositif est utilisé comme un différentiel de véhicule automobile, sans toutefois présenter les inconvénients des différentiels connus. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'un des brins d'entrainement sans fin est en enroulement direct sur une des poulies solaires et la poulie satellite, pour que ces poulies puissent tourner dans le même sens lorsque le porte-satellite est arrêté, tandis que l'autre brin d'entraînement sans fin est en enroulement inversé sur l'autre poulie solaire et la poulie satellite pour que ces deux poulies puissent tourner en sens opposé lorsque le portesatellite est arrêté. Le rapport constant fixé à l'avance est alors défini comme le quotient des deux rapports de transmission définis respectivement, -d'une part, par une poulie solaire et la poulie satellite et, d'autre part, par l'autre poulie solaire et la poulie satellite. Avantageusement, pour assurer l'enroulement direct du brin d'entrainement sans fin, ce brin s'enroule à l'extérieur de la poulie solaire et de la poulie satellite, tandis que, pour assurer l'entrainement inversé de l'autre brin d'entrainement sans fin, ce brin s'enroule à l'extérieur de la poulie solaire et à l'intérieur de la poulie satellite. L'invention prévoit alors au moins deux galets de renvoi sur le porte-satellite pour assurer l'enroulement du brin à l'intérieur de la poulie satellite. Dans une forme de réalisation de l'invention, le rapport constant fixé à l'avance est égal à 1, ce qui permet d'obtenir un dispositif de transmission du type "différentiel". En pareil cas, le dispositif de l'invention est plus particulièrement utilisable comme différentiel sur des véhicules ou chariots entraînés par des moteurs électriques, c'est-à-dire sur des véhicules plus légers que les véhicules automobiles classiques. En effet, les différentiels classiques se prêtent mal à ces véhicules légers car ils sont généralement trop couteux et nécessitent de l'huile de lubrification. Le différentiel est alors le seul composant nécessairement lubrifié. Conformément à l'invention, dans le cas où le dispositif de transmission est utilisé comme différentiel sur un véhicule entraîné par un moteur électrique, il n'est alors plus nécessaire de prévoir d'huile de lubrification. Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, le rapport constant fixé à l'avance est différent de 1, ce qui permet de transmettre des couples différents aux deux roues. Le dispositif peut être utilisé alors notamment pour la mise en tension de deux câbles s'enroulant respectivement sur les deux roues, cette mise en tension s'effectuant dans un rapport de précontrainte établi à l'avance t différent de 1. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le porte-satellite comprend deux flasques réunis entre eux par au moins une entretoise et au moins un arbre monté en rotation libre suivant le second axe précité, et sur lequel est calée la poulie satellite. Bien que le dispositif puisse fonctionner avec une seule poulie satellite, il est possible de prévoir plusieurs poulies satellites convenablement réparties autour du premier axe. Les brins d'entraínement sans fin peuvent être des brins souples, par exemple des courroies crantées, des courroies plates, des courroies à section en V, des câbles, des cordes, des feuillards, etc, ou bien des brins articulés tels que des channes, ou bien encore des brins travaillant à la compression. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue latérale, en partie en coupe, d'un dispositif de transmission conforme à l'invention et fonctionnant, dans l'exemple, comme différentiel; et - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Comme représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif de l'invention comprend un porte-satellite 10 formé de deux flasques circulaires coaxiaux 12 et 14 maintenus dans des plans parallèles grâce à au moins une entretoise 16. Les flasques 12 et 14 comportent respectivement, en leurs centres, deux paliers de roulement 18 et 20 servant au montage en rotation de deux arbres coaxiaux alignés 22 et 24 suivant un axe XX. Sur l'extrémité 26 de ltarbre 22, qui fait saillie à l'intérieur du porte-satellite 10, est calée en rotation une poulie solaire 28. De façon correspondante, sur l'extrémité 30 de l'arbre 24, qui fait saillie à l'intérieur du porte-satellite 10, est calée en rotation une poulie solaire 32 de même diamètre que la poulie solaire 28.Les autres extrémités des arbres 22 et 24 sont destinées à être couplées respectivement à deux roues R1 et R2 (représentées schématiquement) de manière à constituer un essieu moteur. Les flasques 12 et 14 comportent en outre, respectivement, deux paliers de roulement 34 et 36, disposés au voisinage de la périphérie des flasques et définissant un second axe YY parallèle à l'axe XX. Dans les paliers 34 et 36, sont montées à rotation libre les extrémités respectives 38 et 40 d'un arbre 42 sur lequel est calée en rotation une poulie satellite 44, dont la largeur est au moins le double de celle de chacune des poulies solaires 28 et 32. Le dispositif comprend en outre deux brins d'entrainement sans fin 48 et 50. Le brin 48 passe à l'extérieur de la poulie solaire 28 et à l'extérieur de la poulie satellite 44, si bien que ces deux poulies peuvent tourner dans le même sens (figure 2) lorsqué le porte-satellite est arrêté. En revanche, le brin 50 passe à l'extérieur de la poulie solaire 32, mais à l'intérieur de la poulie satellite 44, si bien que les poulies 32 et 44 peuvent tourner en sens opposé, lorsque le porte-satellite est arrêté. Pour assurer l'enroulement du brin 50 à l'intérieur de la poulie 44, il est prévu deux galets de renvoi 52 et 54 (fi gure. 2) montés fdus autour d'axes respectifs 56 et 58 sur lé flasque 14. Ainsi, comme montré à la figure 2, le brin 50 s'enroule à l'extérieur de la poulie solaire 32, passe à l'extérieur du galet 52, passe ensuite à l'intérieur de la poulie satellite 44, passe ensuite à l'extérieur du galet 54 pour s'enrouler à nouveau autour de la poulie solaire 32.. Le dispositif de transmission représenté aux figures 1 et 2 fonctionne de la façon suivante. Le porte-satellite 10 est entraîné en rotation, autour de l'axe XX, par tout moyen approprié (non représenté), par exemple par des moyens à engrenages ou à courroies, avec une vitesse angulaire 0 (figure 2). Etant donné que les poulies solaires 28 et 32 ont le même diamètre, les rapports de transmission définis respectivement, d'une part, par la poulie solaire 28 et la poulie satellite 44 et, d'autre part, par la poulie solaire 32 et la poulie satellite 44 sont égaux. Par conséquent, le rapport constant fixé à l'avance, qui correspond au quotient de ces deux rapports de transmission, est aussi égal à 1. Les efforts d'entrainement F1 et F2 (figure 2) de chacune des roues R1 et R2 (qui tournent dans le même sens) ramenés par les brins 48 et 50 sur la poulie satellite 44 provoquent sur cette poulie satellite un couple de rotation nul sur son axe YY lorsque le rapport des couples transmis par les roues R1 et R2 correspond à ce rapport constant fixéà l'avance, c'est-à-dire lorsque ce rapport est égal à 1 dans cet exemple particulier. Ainsi, dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, ce rapport constant fixé à l'avance est égal à 1, ce qui correspond au mode de fonctionnement d'un différentiel. Dans ce cas, la somme des vitesses des roues R1 et R2 est constante quelle que soit la valeur relative des deux vitesses. Le dispositif peut être alors utilisé sur des véhicules motorisés, en particulier sur des véhicules à moteur électrique, auquel cas le véhicule ne nécessite absolument aucune huile de lubrification. Pour d'autres applications, le rapport des couples transmis par les roues correspond à un rapport constant fixé à l'avance, qui est différent de 1. Pour obtenir ce rapport différent de 1, on peut adopter, par exemple, deux rapports de transmission différents entre, d'une part, la poulie solaire 28 et la poulie satellite 44 et, d'autre part, la poulie solaire 32 et la poulie satellite 44. Pour cela, on peut adopter des poulies solaires 28 et 32 de diamètres différents et conserver une poulie satellite 44 de diamètre constant sur toute sa hauteur, ou bien encore adopter des poulies solaires 28 et 32 de même diamètre en choisissant alors une poulie satellite 44 de forme étagée, ou bien encore adopter deux poulies solaires 28 et 32 de diamètres différents et une poulie satellite 44 de forme étagée. En établissant le rapport constant fixé à l'avance à une valeur différente de 1, les arbres 22 et 24 (et par conséquent les roues R1 et R2) sont alors autorégulés à des valeurs de couple différentes. Comme indiqué précédemment, le dispositif peut alors être utilisé notamment pour la mise en tension de deux câbles s'enroulant respectivement sur les deux roues R1 et R2, et cela dans un rapport de précontrainte établi à l'avance. Les roues R1 et R2 constituent alors des treuils. Les brins d'entrainement 48 et 50 peuvent être des brins souples, par exemple des courroies crantées, des courroies plates, des courroies à section en V, des câbles, des cordes, des feuillards, etc. Il peut s'agir encore de brins articulés, tels que des chaines, ou encore de brins à compression. Les poulies solaires 28 et 32 et la poulie satellite 44 sont alors prévues pour coopérer respectivement avec les brins choisis. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les brins 48 et 50 sont des courroies crantées et les poulies 28, 32 et 44 sont des poulies dentées adaptées pour coopérer avec ces courroies crantées. Dans la forme de réalisation décrite précédemment, le dispositif comprend une seule poulie satellite 44. En variante, il est possible de prévoir plusieurs poulies satellites montées entre les deux flasques 12 et 14 et réparties équiangulairement par rapport à l'axe XX. Le dispositif de transmission de l'invention trouve ainsi de nombreuses applications en mécanique, une des applications étant celle d'un différentiel. Dans ce cas particulier, le dispositif de l'invention est spécialement adapté à l'entrainement de véhicules ou chariots légers, spécialement de chariots propulsés par des moteurs électriques. Dans une variante de réalisation, l'invention prévoit que l'un au moins des deux arbres (22, 24) peut être bloqué temporairement en rotation par rapport au porte-satellite (10). Ce blocage peut s'appliquer sur l'un et/ou l'autre de ces arbres par tout moyen approprié. Dans le cas particulier où le dispositif est utilisé comme différentiel, on obtient alors un différentiel du type auto-bloquant. Il est à remarquer que l'ajustement de la vitesse entre les deux poulies solaires, en fonction du rapport de couple fixé à l'avance, est maintenu lorsque la ou les charges deviennent entrainantes, c'est-à-dire lorsque les deux poulies solaires entrainent en rotation le porte-satellite. Dans l'exemple particulier du fonctionnement en différentiel, cette situation se produit lorsque le véhicule descend une pente. En pareil cas, il est possible d'obtenir une récupération d'énergie lorsque le véhicule est éntrainé par un moteur électrique. On obtient alors, avec le dispositif de l'invention, un rendement inverse particulièrement intéressant. Dans tous les cas, le dispositif de l'invention assure un fonctionnement silencieux et sans maintenance. Revendications 1.- Dispositif de transmission pour autoréguler la vitesse relative entre deux roues tournant dans le même sens et obtenir sur chacune d'elles la transmission d'un couple, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un portesatellite (10) propre à être entraîné en rotation autour d'un premier axe (XX), deux arbres coaxiaux alignés (22,24) couplés respectivement aux deux roues et montés à rotation dans le porte-satellite autour de ce premier axe (XX), deux poulies solaires (28,32) calées respectivement sur les deux arbres, deux brins d'entraînement sans fin (48,50) s'enroulant respectivement sur les deux poulies solaires (28,32) et s'enroulant respectivement sur au moins une poulie satellite (44) montée à rotation libre sur le portesatellite autour d'un second axe (YY) parallèle au premier axe (XX), les enroulements des brins étant tels que les efforts d'entraînement (F1,F2) de chacune de ces roues tournant dans le même sens, ramenés par les brins sur la (les) poulie(s) satellite(s), provoquent sur cette(s) poulie(s) satellite(s) un couple de rotation nul sur son axe (YY) lorsque le rapport des couples transmis par les roues correspond à un rapport constant fixé à l'avance. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des brins (48) est en enroulement direct sur la poulie solaire (28) et la poulie satellite (44), pour que ces poulies puissent tourner dans le même sens lorsque le porte-satellite est arrêté, tandis que l'autre brin (50) est en enroulement inversé sur la poulie solaire (32) et la poulie satellite (44), pour que ces deux poulies puissent tourner en sens opposés lorsque le porte-satellite est arrêté, et en ce que le rapport constant fixé à l'avance est le quotient des deux rapports de transmission définis respectivement, d'une part, par une poulie solaire (28) et la poulie satellite (44) et, d'autre part, par l'autre poulie solaire (32) et la poulie satellite (44). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour assurer l'enroulement direct du brin (48), ce brin s'enroule à l'extérieur de la poulie solaire (28) et de la poulie satellite (44), tandis que, pour assurer l'entraînement inversé du brin (50), ce brin s'enroule à l'extérieur de la poulie solaire (32) et à l'intérieur de la poulie satellite (44). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins deux galets (52,54) sont prévus sur le portesatellite (10) pour assurer l'enroulement du brin (50) à l'intérieur de la poulie satellite (44). 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport constant fixé à l'avance est égal à 1. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport constant fixé à l'avance est différent de 1. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le porte-satellite (10) comprend deux flasques (12,14) réunis par au moins une entretoise (16) et au moins un arbre (42) monté en rotation libre suivant le second axe (YY) et sur lequel est calée la poulie satellite (44). 8.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs poulies satellites (44). 9.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les brins d'entrainement sans fin (48,50) sont des brins souples, en particulier des courroies. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'un au moins des deux arbres (22,24) peut être bloqué temporairement en rotation par rapport au porte-satellite (10).