Brevet FR2664956A1 — publié le 19920124

VARIATEUR CONTINU DE VITESSE A VILAINE L'invention est relative à un dispositif de variation continue de vitesse entre deux arbres rotatifs à axes parallèles, la puissance motrice étant transmise d'un arbre à l'autre. De tels dispositifs existent et sont utilisés sur des véhicules à moteur ou des machines-outils. Le dispositif universellement connu comprend deux poulies à une gorge trapézoïdale montées chacune sur un arbre, l'entraînement étant assuré par une courroie trapézoïdale ; les deux poulies sont constituées chacune de deux flasques coniques pouvant se rapprocher ou s'éloigner l'un de l'autre pour permettre à la courroie trapézoïdale de s'enrouler sur elles, selon des diamètres variables. La commande manuelle ou automatique de position des flasques de poulie permet la variation du rapport de vitesse. Toutefois, ce dispositif limite la puissance à transmettre en particulier sur les véhicules à moteur en raison de la résistance à la traction limitée des courroies et du principe d'adhérence courroies-poulies utilisé. FR 2637035 décrit un système à bielles d'entraînement et patins de friction intéressant en particulier pour les cycles, mais présentant pour une utilisation sur les véhicules à moteur, l'inconvénient majeur de ne pas permettre la transmission de puissance dans les deux sens, ce qui est le cas en utilisation du frein moteur. D'une manière générale, beaucoup de dispositifs brevetés concernant les variateurs de vitesse, présentent l'inconvénient de voir diminuer considérablement leur rendement, lorsque leur utilisation se rapproche des limites de leurs plages de variation. Le dispositif selon l'invention permet une variation de vitesse sous forte puissance, celle-ci pouvant être appliquée dans un sens ou dans l'autre avec un rendement mécanique pratiquement constant. I1 s'appuie sur l'observation du système d'entraînement classique constitué d'une roue dentée motrice, d'une chaîne et d'une roue dentée réceptrice : on constate que pratiquement seule la dernière dent de chaque roue en prise avec la chaîne, coté brin tendu de celle-ci, transmet l'effort tangentiel ; les autres dents ne servent qu'à prendre le relais chacune à leur tour à cette position de dernière dent ; ce passage de relais est progressif.On constate bien cette affirmation en faisant l'essai sur une bicyclette à l'arrêt : en tendant la chaîne, on peut facilement soulever à la main tous les maillons en prise, sauf le dernier; en exerçant un effort plus important sur ce dernier, on parvient à le soulever, le précédent prend automatiquement le relais ; en montant sur l'arbre moteur une roue à une seule dent, on vérifie également que cette seule dent permet la transmission de l'effort tangentiel dans un sens et dans l'autre. Partant de ce constat, l'invention dont il va être question plus loin, s'appuie également sur les principes suivants le pas de n dents réparties sur une roue augmentant avec le diamètre, si on considère une chaîne à pas fixe s'y enroulant dessus pour transmettre un mouvement à vitesse variable, il faut concevoir que les dents de la roue en prise avec la chaîne sont au pas de celle-ci, donc que celles non en prise sont libres de circuler circonférenciellement pour s'adapter à la chaîne pendanr le contact d'un rouleau de chaîne avec l'un des flancs de la partie ogivale d'une dent se présentant à la prise d'une part, et d'autre part, pendant la durée du dégagement de prise pour rejoindre sous effet centrifuge et/ou effet de ressorts, une position dite moyenne ; lorsque les dents sont en prise totale de la chaîne, elles doivent être simultanément liées circonférenciellement à la roue, les rouleaux de chaîne sont alors en contact avec l'un des rayons de fond de dents. Une simple forme en V, pointe vers le centre de la roue, prisonnière avec jeu d'un guide et disposée de chaque côté de chaque dent assure successivement le coulissement des dents en appui sur la base du V, celleci étant à un rayon sensiblement médian des flancs de la partie ogivale des dents et le léger basculement des dents sous l'effet des rouleaux qui parviennent à fond de dent avec la réaction du sommet opposé de la base du V amène au coincement de cette branche opposée des V dans leur guide. Pour clore cette explication, on notera que les forces d'inertie liées aux accélérations circonférencielles des dents non en prise sont importantes lorsque la vitesse de rotation de la roue n'est pas négligeable, mais qu'elles se compensent dans le temps, les dents étant globalement prises alternativement par un flanc et par l'autre. Partant de ces principes, le dispositif selon l'invention, comprend au moins une roue à diamètre variable avec ou sans tendeur de chaine dans le cas de deux roues à diamètre variable et est caractérisé - par la présence de dents indépendantes entre elles, chacune présentant latélalement deux formes en V, pointe vers le centre de la roue, formes engagées dans des guides latéraux et maintenues centrées par des ressorts, ces guides étant aménagés dans des blocs de transmission répartis sur un cercle, liés chacun par l'intermédiaire d'un axe à un bras pouvant osciller autour d'un autre axe disposé tangentiellement à la périphérie d'un disque tournant, - par la liaison de chaque bloc de transmission à une butée de commande centrée sur l'axe de la roue réalisé par une bielle transmettant le déplacement de la butée pour que le cercle de localisation des blocs de transmission soit variable. Avantageusement, les dents présentent une pointe à l'extrémité de leur partie ogivale, un cercle d'appui des rouleaux de chaîne remontant audessus du rayon primitif roue dentée-chaîne, un jeu circonférenciel avec les rouleaux contigus et une largeur limitée évitant le contact avec les rouleaux contigus non en prise avec elles. Avantageusement, les extrémités des V de dent se terminent par des surfaces cylindriques de rayons identiques et de même centre que celles des guides sur lesquelles elles sont respectivement en appui à la pointe des V, il en existe deux. Avantageusement, le rayon moyen d courbure de chaque guide de V de dent est inférieur au rayon primitif minimum de la roue pour que la force centrifuge aide les ressorts à centrer les dents au milieu d la course de chaque guide. Avantageusement, chaque bloc de transmission est muni de deux pattes latérales enserrant le bloc contigu pour que l'ensemble des blocs de transmission restent dans un même plan. Les dessins annexés illustrent l'invention .la figure 1 représente une coupe perpendiculaire à l'axe de la roue dans le plan médian des dents, .la figure 2 représente une coupe contenant l'axe de la roue, .la figure 3 montre le profil d'une dent, .la figure 4 montre les pattes laterales d'un bloc de transmission. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif comporte les dents (1) munies latéralement de deux V (2) engagés dans des guides (3) centrés par deux ressorts (4). Les guides sont aménagés dans des blocs de transmis sion (5) liés à chaque bras (6) par un axe (7). Chaque bras est lié par un axe (8? à un disque (9). La butée de commande (10) (commande non représentée) est liée à l'axe commun (7) par des bielles (11). Sur la figure 3, on distingue la forme ogivale pointue (12), la remontée (13) des cercles d'appui, le jeu j entre dent et rouleau non en prise, la largeur 1 limitée des dents, les surfaces d'appui (14) des V et le rayon moyen (15) de courbure des guides. Sur la figure 4, on distingue les pattes latérales (16) de maintien dans un plan des blocs de transmission. REVENDICATIONS 1. Dispositif de variation continue de vitesse à chaîne et à une ou deux roues à diamètre variable caractérisé par la présence de dents (1) indépendantes entre elles, présentant chacune latéralement deux formes en V (2), pointe vers le centre, formes engagées dans des guides latéraux (3) centrées dans le milieu de ceux-ci par des ressorts (4), ces guides étant aménagés dans des blocs de transmission (5) liés à des bras (6) intermédiaire de liaison avec le disque (9), la butée de commande (10) transmettant un mouvement aux axes (7) communs aux blocs de transmission et aux bras par l'intermédiaire de bielles (11) et d'axes (8). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dents présentent une pointe (12) un cercle d'appui des rouleaux de chaînes remontant en (13) au-dessus du rayon primitif roue dentée-chaine, un jeu circonférenciel 3 avec les rouleaux contigus et une largeur 1 limitée évitant le contact avec les rouleaux contigus non en prise avec elles. 3. Dispositif selon la revendication i caractérisé en ce que les extrémités (14) des V de dent se terminent par des surfaces cylindriques de rayons identiques et de même centre que celles des guides sur lesquelles elles sont respectivement en appui. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rayon moyen (15) de courbure de chaque guide de V est inférieur au rayon primitif minimum de la roue. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque bloc de transmission (5) est muni de deux pattes latérales (16) enserrant le bloc contigu.