Brevet FR2687751A1 — publié le 19930827

La présente invention concerne un mécanisme pour faire varier progressivement, et sans à-coups, la vitesse de rotation entre un organe moteur et un organe récepteur. Il est parfois nécessaire de ne pas reller directement l'arbre moteur aux organes de transmission du mouvement. Cecl est d'autant plus vral lorsqu'll s'aglt d'un motour à explosion qui ne peut démarrer en charge pulsqu'll ne fournit un couple appréclable qu'à partir d'une certaine vitesse de rotation. Le couple moteur maximum dont on dispose avec un moteur donné est sensiblement constant, alors que la résistance à vainore pour assurer le mouvement peut varier continuellement. Dans le cas de l'automobile ll faut que la force motries soit égale à la force résistante pour qu'elle se déplace à une allure déterminée. Le couple résistant variant continuellement avec le profil de la route, il serait intéressant que le rapport de démultiplication entre la vitesse de rotation du moteur et celle de l'arbre de transmission en suive proportionnellement les fluctuations; ce qui revient à avoir un changement de vitesses continu. Pour faim varier le rapport de démultiplication il est généralement utilisé: des boîtes de vitesses à trains d'engrenages différents pouvant être mis en jeu à voionté, des boîtes de vitesses à trains héplcycloïdaux, des convertisseurs de couple ou encore des moyens de transmission par courrole. L'utilisation de ces systèmes impose de changer fréquement le rapport de démultiplication en fonction de la variation de l'effort résistant, ce qui falt varier le régime moteur et entraine une consommation spécifique plus importante qu'à régime constant. Le mécanisme selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients en permettant le changement de vitesse de façon continue et progressive tout en autorisant un régime moteur constant. La figure 1 représente le mécanisme selon l'invention. Le mécanisme représenté sur la figure 1 comporte un tronc de cône (3) fixé sur un arbre (2) entrainé en rotation par un organe moteur (1), et un tronc de cône (5) monté sur un arbre (6) rellé aux organes de transmission du mouvement. Les troncs de cône (3) et (5), dont les génératrices forment des troncs côniques concaves, sont montés dans le sens opposé pour que la petite base de l'un puisse correspondre à la grande base de l'autre. La transmission du mouvement en rotation du tronc de cône (3) au tronc de cône (5) est assurée par un galet (4). Le galet (4) est composé de deux troncs de cône opposés dont les axes sont confondus et dont les géneratrices forment des trones côniques convexes. L'adhérence du galet (4) sur les troncs de cône (3) et (5) est assurée par la force transmise par un organe de pression (7). Le galet (4) peut se déplacer latéralement par l'intermédlaire d'un système de variation (8) lui permettant de coullser le long des troncs de cône (3) et (5). Au début de la phase de démarrage, le galet (4) a l'un de ses troncs de cône en contact aveo le petit diamètre du tronc de cône moteur (3) alors que l'autre est en contact avec le grand diamètre du tronc de cône récepteur (5); cette disposition correspond au rapport le plus court. L'organe de pression (7) doit fournir une force de pression suffisante pour obtenir une adhérence entre le galet (4) et les troncs de cône (3) et (5) au moins égale au couple moteur. L'adhérence est améliorée par l'utillsation de matériaux à haut coefficient de frottement en surface des troncs de cône (3) et (5) et du galet (4). L'utillsation de troncs de cône impose la nécessité d'avoir des sommets concourants pour chacune des positions du galet (4). Ceci est obtenu en donnant aux génératrices de chacun des troncs de cône (3) et (5) et du galet (4) un rayon de courbure particuller. L'utillsation de formes concaves et convexes permet de déplacer le sommet des troncs de cône (3) et (5) le long de leur axes respectifs tout en obtenant la concourance par@aite des sommets pour chacune des positions occupées par le galet (4). Loraque l'on veut augmenter la vitesse de rotation de l'arbre récepteur (6), Il suffit de faire varier la position du galet (4) en le faisant coullsser le long des troncs de cône O) et ( > 5) par l'intermédiaire d'un système de variation (8). Le rapport de démultiplication varie progressivement pour passer du rapport le plus court au rapport le plus long, et inversement. Ce système permet le changement de vitesse continu sans nécessiter la variation du régime moteur qui peut alors être utilisé dans la plage de couple maximum. Il devient alors intéressant d'utiliser un moteur à couple élevé pour une consommation spécifique faible. Cette disposition permet d'obtenir des accélérations et des vitesses élevées, comparables à celles de groupes propulseurs plus puissants, tout en conservant le regime moteur dans une plage d'utilisation favorisant les faibles consommations. La longévité du moteur s'en trouve fortement accrue. De même, la variation commandée du rapport de démultiplication par un système quelconque permet d'obtenir un frein moteur puissant dès que la pédale d'accélérateur est relachée, ce qui augmente la longévité et l'éfficacité du système de freinage. Ce système permet d'améliorer considérablement la sécurité. Le mécanisme selon l'invention est particulièrement destiné aux véhicules automobiles. REVENDICATIONS 1- Mécanisme de varlation continue de la vitesse de rotation entre un organe moteur et un organe récepteur caractérisé en ce qu'il comporte deux troncs de cône (3) et (5), respectivement fixés sur un arbre (2) solidaire d'un moteur (1) et un arbre (6) solldaire des organes de transmission, dont un galet (4) assure la ilaison en rotation par fro@ement. 2- Mécanisme selon la revendication 1 caractérisé en ce que le galet (4) est composé de deux troncs de cône sltués sur le même axe et opposés par les grandes bases, et dont chacun des deux sommets est concourant à l'un des sommets des troncs de cône (3) et (5), et ce quel que solt la position du galet (4), pour assurer la transmission du mouvement en rotation sans frottement. 3- Mécanisme selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que les tronce de cône (3) et (5) sont en sens opposé pour créer un rapport de démultiplication, le galet (4) se trouvant simultanément en contact par le premier de ses cônes avec la petite base de l'un et par la second de ses cônes avec la grande base de l'autre. 4- Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble des génératrices des troncs de cône (3) et (5) sont de forme concave et en ce que l'ensemble des génératices du galet (4) sont de forme convexe. 5- Mécanisme selon l'une quelconque de revendications précédentes caractérisé en ce que, à chacune des positions occupées par le galet (4) sur les troncs de cône (3) et (5), les segments de cône en contact forment avec les tangentes da leurs génératrices respectives des cônes fictifs dont la hauteur moyenne est constante et dont les sommers restent concourants deux à deux quelle que soit la variation du rapport de démultipilcation. 6- Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédantes caractérisé en ce que l'adhérence entre le galet (4) et les troncs de cône (3) et (5) est obtenue par l'utillsation de matériaux à haut coefficient de frottement sur toutes ou parties des pièces, et en ce que celle-ci est améllorée par une force appliquée sur le galet (4) par un système quelconque de pression (7). 7- Mécanisme selon l'une quelconque des revendication précédantes caractérisé en ce que la variation du rapport de démultiplication s'effectue par le déplacement du galet (4) en translation sur les troncs de cône (3) et (5) par l'intermédiaire d'un quelconque système de variation (8).