Brevet FR2681657A1 — publié le 19930326

Le present brevet, a pour objet une boîte de vitesses, dont les principales caracteristiques sont; de se mettre de façon continue, sans commande, infalliblement dans la demulti -plication correspondant au rapport entre le couple moteur et le couple resistant; de transmettre les mouvements par roulements a billes -tement.Elle est de plus trés simple, et reduit la pollution du fait qu'elle reduit la consomation, et que le moteur qui l'entraine subit tres peu l'effet de suralimentation, lors des accélérations. Pouvant obtenir de tres grandes demultipllcations, et cej quasi instantanement, elle peut prendre en charge tout ou partie de la demultiplication du pont, ce qui permet lors des conditions de roulement favorables, d'en profiter, soit en allant a une certaine allure, avec un nombre de tours-moteur moindre, ou d'aller plus vite . Dans les conditions defavorables, la boîte change simplement de rapport, ce qui evite de brider le moteur, en le laissant tourner a sa vitesse normale. Deux de ces boîtes mises a chaque extr.emit d'un moteur placé transversalement, permettrait de suprimer le pont et le diffe -rentiel. Cette botte Fig. I, comporte un arbre moteur (I) sur lequel sont fixees deux branches en V ; 2,7, l'une (2) entraine un galet, libre, qui peut coulisser, La couronne (5) comporte un certain nombre de galets -ici quatre- libres (9, 9', 9", 9"', Tout ce système est bien entendu equilibre, soit par des masses tournant avec l'arbre moteur, ou roulant a l'interieur du roulement (6),qu'on appelera le support libre,- soit encore, en utilisant un systême comportant deux couronnes, s'autre -equilibrant comme sur la Fig 2. Le système résistant (IO) comporte un certain nombre de câmes -ici quatre- (II, Il', II " ,II"') sur lesquelles vont agir a tour de rôle les galets (9 etc). La boite fonctionne de la façon suivante (Fig. 3): Les galets (4 et 8) entraines par le moteur accomplissent une rotation circulaire, montrées par les flêches dotées (R et R') qui tendent a pousser la couronne (5). Mais celle-çi resiste du fait que la câme (9'),liée au système resistant par le bras (II') s'oppose a ce déplacement, selon la flèche (CR) -couple resistant-.. Le systême va reagir en raison des forces qui s'opposent. Si les galetsmoteurs (4 et 8) exercent un couple égal a I contre la couronne (5) et que celle-çi est retenue par un couple résistant inferieur, l'ensemble va tourner d' un seul bloc, comme sur la (Fig. i). Si le couple resistant (CR) est superieur aI, les galets (4 et 8) vont se mettre a rouler sur la couronne (5) et du fait de leur parcours circulaire, vont la pousser radialement, ce qui fera deplacer le point d'appui de la dite couronne sur le support libre, contraignant le galet transmetteur (9') a executer une epi -cycloide (voir E sur la Fig 4), cette épicycloïde ayant pour effet de réduire le déplacement circulaire du dit galet (9*) On a prevu la courbe des câmes de façon que la pous -see exercée par le galet transmetteur leur donne un de placement régulier (par exemple si la demultiplica -tion maximale de la boîte est 1/4, lorsque les galets moteurs se deplace de 4 degres, l'arbre résistant ne se déplace que de I degré). Sur la (Fig.4), on voit que le point d'appui initial (B) est devenu (P). La couronne s'est transformee en un levier, fonctionnant d'une maniere assez complexe mais exactement comme un levier ordinaire dont les Ca- -lets (4 et 8) pousseraient la grande branche, c'est@ dire, n'ayant qu'un effort de rn a produire.. Ceci est pour la demultiplication maximale dont est ca -pable la bofte, et qui depend du rapport entre la cou -ronne et le support libre; plus la couronne est petite, par rapport a ce support libre, plus la demultiplica- -tion est grande, l'epicycloide au cours de laquelle la came est poussé, se reduisant en longueur circulaire. Sur la (Fig. 6) il s'est produit un melange-a la fois de poussé latérale de la couronne (comme en prise direc -te) et de pousse radiale, comme en démultiplication maximale; cela correspond a une demultiplication inter -mediaire. Dans cette boîte tout est transmis presque sans perte, aussi le mouvement du systême resistant dependra du couple résistant, tout ce qui rentre dans la boîte doit en sortir, il n'existe aucune autre pos -sibilité,car il n'y a pas de frottement notables. Le systême est trés simplet dés que la couronne tourne moins vite que le système moteur, il se produit une épicycloïde, plus ou moins longue selon la valeur du roulement des galets moteur sur la couronne On voit (Fig 4)que le galet (4) a roulé sur la couronne jusqu'a revenir a l'opposé du Galet (9') et que ce roule -ment a fait realiser a ce dit Galet (9') l'epicycloide (E)s Dans la (Fig. 6) le Galet (4) a roulé comme dans la (Fig 4), I00 , mais il n'est pas parvenu a l'oppose du Galet( 9'), et de ce fait l'epicycloïde (E) s'est allogee, ceci parce que la couronne (5) se deplaçait dans le même sens que te galet (4). Lorsque la couronne tourne moins vite que les galets mo -teurs, c'est une epicycloide qui accroit la demultipli -cation; si les galets-moteurs, tournent plus vite que la couronne, c'est aussi une epicycloïde qui se produit, mais celle-çi joue le rôle d'une"rétrogradation" dans les vitesses d'une boite classique. Dans une telle boite, tournant a -disons- 3.000 t/m, il est possible d'accélerer presquo immediatement a -disons6.ooo t/m, la boîte se met alors dans le rapport I/2, et l'accélèration sera la meilleure mathematiquement possible, car on utilise la puissance maximale (supposee l'etre a 6.ooo t/m) et la meilleure démultiplication possible. L'acceleration de la voiture se fera par la variation au -tomatique du rapport de la boite, et non par l'accélera -tion du moteur, comme cela se passe avec une boîte clas -sique. La continuite de la transmission du mouvement circulaire des galets-moteur se fait comme on peut le voir dans la (Fig. I): Le galet (9) vient d'achever de pousser la clame (II), tandis que le galet (9') va commencer de pousser la câme (II') et ainsi de suite. Le débrayage de la botte se produit, lorsque la pression sur le point (B) n'est plus suffisante, le levier n'a plus de point d'appui suffisant. Cela provient notamment lors -que le galet (4) n'est plus assez poussé par la masselotte (3 et son ressort 3') du fait de la diminution de la vites -se de rotation du moteur et donc de la force centrifuge qu' elle engendre dans cette masselotte. L'appui, (B) peut etre assure par d'autres moyens, notamment Fig. 13 par un Galet exterieur a la couronne (5) , le galet (4') assure l'appui (B) grace a la masselotte (3") agissant lorsque l'arbre moteur (I) tourne. nn peut realiser un systême comparable a celui utilisé sur la (Fig. I). On peut de même utiliser un système magnetique, la couronne etant plaqué@ grâce a une at -traction magnetique entre exercée par le support libre. Ou encore la couronne magnétisé peut etre repousse comme dans la(Fig I) par un aimant de signe contraire, mis a la place du galet (4). Des variantes diverses peuvent etre utilise@ dans la construc -tion de cette boîte. La Fig.2 prevoit l'utilisation de plu -sieurs couronnes. 1a Fig. 7 prêvoit l'usage de deux supports libres (6 et 6") ce qui permet de laisser de la place pour les galets moteurs,ils peuvent avoir un diamètre plus impor -tant, de plus les galets de chaque cote de la couronne (et qui pourraient etre plusieurs sur chaque axe) attaquent des @@ câmes qui font partie d'un bottier double (I2 et 12') qui for -ment l'arbre resistant (10') car c'est lui qui tourne. Il est prêvu,aussi, pour réaliser le frein moteur, de dessiner les caMes, suivies de contre-câmes, s'opposant a la rotation du systême résistant, en le laissant lié au moteur. (Fig.8) 13,13'. Il est egalement possible au lieu de cimes de faire circuler Fig 9@ les galets (9,etc) dans des cercles (I4) remplaçant les cames. En ce qui concerne le galet (8) Fig. I, monte surle bras (7) son rôle est de provoquer une tendance de la couronne a pivo -ter autour de lui sous l'effet du couple résistant CR Fig.3. Cette tendance est annihilé par par la poussée exercèe par le Galet (4) sous l'influence du ressort 3'; la couronne ainsi ne tourna pas en arriere sous l'influence de la came 9'. Afin de se passer de galets, on peut utiliser des rouleaux (15, 15') qui sont coinces contre la couronne (5), grace a des masselottes (32;32') Fig. II, & I2) La marche arrière de la boite peut etre assurée par des moyens usuels, et aussi par le système montré (Fig.10). Deux engrenages(I6 & I6')sont montés, sur l'arbre, soit moteur soit resistant et reliès entre eux par deux (ou plus) engrenages (17 & 17' Fig.10 solidaires d'une couronne (18).Pouvant coulisser sur un de ces arbres(10') une couronne (20), commandé par un levier (I9) permet de rendre cette dite couronne (I8) solidaire de l'arbre 10' grace a des crabottages (21 et 21'). A ce moment tout l'appareil est solidaire. La couronne (20) liberant la couronne (I8) c'est le débrayage -. Si la commande (I9) continue d'etre manoeuvrée, elle vient freiner (par le frein 22) la couronne (I8), et cela devient la marche arriere. Elle peut etre passee avant l'arrêt complet. tes galets ( 4 et 8 ) peuvent etre constitués,par des cercles de metal en acier a ressort et de ce fait constituer des roulements remplaçant les roulements e billes , celui remplaçant (4) pouvant se substituer -par une pre-tension- au ressort (3'), son point d' appui étant l'arbre moteur (I). Ce remplacement des roulements a billes par des cercles(n'étant pas reservè uniquement a l'usPge dans cette boutez Ces cercles pouvpnt etre en autres matieres que l'acier. Ces roulements 8' et 4' sont montrés (Fig. 14) comme sur le dessin. La Fie. (I5) est une simplification du systême grince a la suppression du support libre 6 . La couronne 5 prenant alors appui sur les cercles 14,14' etc. Ces cercles pouvant etre de simples ouverture amenagees dans le systême résistant IO, ou etre constiués par l'interieur de roulements -a billes etcenchassés dans le dit systême IO. Dans ce cas les roulements qui etaient montés sur la couronne , sont remplacés par de. simples bitonniaux. Ce dispositiif etant mis en route par les moyens precedement decrits. Dans la Fig (ils) des cercles formant ressort sont uti ;Lisés en remplacement des rou ments ls' et ts Fig (I6) montre une roulette 27, qui empêche le rapprochement des cercles 4', et 8', elle est monte libre sur la piece 28,egalement libre, qui comporte 29 une masse d' equilibrage. La Fig. (17) montre l'equilibrage de l'ensemble de la boite et le rôle du Galet 8. Sous la poussée du couple résistant s'opposant a celle du galet 9' la couronne tend a pivoter selon la Flêche F. e mouvement etant compensé par l'action du Galet (4) sur la couronne Revendications I ) Un systême de bote de vitesses faisant aussi embrayage, se mett.nt automatiquement,sans commande, dans la démultipli -cation correspondant au rapport existant entre le couple moteur et le couple résistant, caracterise par un arbre moteur (I) sur lequel sont montes deux bras(2 et 7) Fig.I, dont l'un pos -séde un galet (4) libre, coulissan t, ce galet etant poussé soit: par une masselotte (3) agissant directement, ou par l'interme -diaire d'un: ressort (3') et venant ensuite en butén;bras (2); loutre bras (7) possedant un roulement, libre (8), mais lui, monté fixn. Ces roulement agissant sur une couronne (5) libre munie d'au moins quatre galets (9, 9', 9", 9"') libres. Cette couronne (5) Fig.I,ctant montée sur un disquc (6),librement monté sur sur l'arbre moteur,ou resistant. Presente devant ces Galets (9 etc) de la couronne, un système resistant, compose d'au moins quatre câmes (II,II',II",II"') se trouve dans le prolongement de l'arbre(I); ces câmes entrai -neront l'arbre résistant(10), en étant poussees, l'une apres l'autre par les roulements de la couronne (5). Un inverseur permettant la marche arriere. Les câmes (II etc) etant inclinees de façon a entrainer l'arbre (IO) de façon régulière. L'ensemble étant équilibré,soit par des masselottes tournant avec l'arbre moteur, soit tournant a l'interieur du disque (6) dans un chemin aménagé, soit par un systêmc semblable, fonction- -nat avec le premier,mais disposé a I800. (Fig. 2). 2 ) Dispositif selon la revendication N I Caracterisépar l'utilisation de deux disques (6', 6" ) suppor -tant la couronne (5) et des câmes (II etc) disposees dans deux demi boitiers (I2 et 12'), les aits boîtiers, liés ensembles et relies a l'arbre résistant (10') qu'ils entrainent. ( Fig. 7 3 ) Dispositif selon la revendication N I. Caracterise par un système de cames (II etc) suivies de contre @âmes (I3) destinnees a assurer la liaison entre le moteur et le systême résistant dans le cas de frein moteur. ( Fig. 8 ). @4 ) Dispositif selon la revendication N I Caracterise.par l'entraînement de l'arbre résistant (10) par les galets (9 etc) agissant dans des cercles dependant de cet 'arbre (10). ( Fig. 9 ).. 5 ) Dispositif selon la revendication N I Caracterisee par l'usage de rouleaux crantes ou non,pour entrai -ner la courone en place des galets (9) Fig. Il et IZ. 6 e) Dispositif selon la revendication N I Caracterisee par l'usage d'un roulement hors de la couronne (5) pour assurer le point d'appui, roulement applique par un des systême prevus pour assurer l'application du galets (4). Fig.13) 7 ) Dispositif selon la revendication N I Caracterisé par un systême de marche arriere (Fig 10) de deux engrenages reliés par deux autres engrenages (I6,I6' I7,I7') ceux ci montés sur un dispositif 18.Un levier 19 peut soit.le solidariser de l'arbre moteur soit liberer, et en agissant plus loin,freiner ce dispositif. 8 ) Dispositif selon la revendication N I Caractérisé par l'usage de cercle, en acier ou autre matière, remplaçant les roulements a billes, pouvant etre sous tension. ( Fig ) , 4, , 8'. 9 @) Dispositif selon la revendication N I Caracterise par la substtitution de la piece dite support libre(Fig@) un appui sur les came du systême résistant (10) , câmes disposées en V ouv a 45 (Fig.15)