Brevet FR2747169A1 — publié le 19971010

La présente invention concerne un dispositif de transformation de mouvement, simple ou multiple, rotatif-alternatif, alternatif-rotatif, alternatif-alternatif, avec changement possible de direction. de fréquence, de phase et d'amplitude. Actuellement le système bielle-vilebrequin est le plus communément utilisé mais il présente un certain nombre d'inconvénients en particulier son encombrement puisque la bielle nécessite un dégagement au moins égale à sa course. Le dispositif selon l'invention est au contraire très compact et le boîtier a pratiquement les dimensions de la course de la, ou, des pièces alternatives. Le dispositif est donc constitué d'un boîtier(1 ) fermé duquel entrent ou sortent un ou deux axes rotatifs(10) sur une face et, une ou plusieurs pièces(9) animées de mouvement alternatif sur les faces perpendiculaires. Ce boîtier(1) renferme un ou plusieurs systèmes de base regroupant le même ensemble d'éléments, identiques ou non, suivant la fonction spécifique du boîtier, c'est-à-dire pouvant avoir des dimensions différentes induisant des rapports de mouvements différents. Chaque système de base est constitué d'un disque(5) plus ou moins épais constituant l'extrémité interne d'un axe de rotation(10). Ce disque(5) supporte l'axe(8) d'un pignon denté(3) tournant en prise avec une couronne(2) à engrenage interne, dont le diamètre sera exactement le double de celui du pignon(3) et possédera exactement le double de dents que compte ce même pignon(3). Sur la face latérale de ce pignon(3) au niveau d'un point périphérique de celui-ci sera fixé l'axe(7) qui entraînera la pièce alternative(9) associée. En effet cet axe(7) ainsi placé, se déplace suivant un diamètre de la couronne(2) lorsque, entrainé par le disque(5), le pignon(3) tourne sur lui-même â l'intérieur de cette couronne(2) de diamètre double. La pièce alternative(9) sera guidée au niveau du passage des parois du boîtier(1) par des bagues(1 3) de coulissement pour les pièces de sections cylindriques et par des patins(6) de coulissement pour les pièces(9) de section rectangulaire. La course de ces pièces aiternatives(9) sera déterminée par le diamètre de la couronne(2) à engrenage interne correspondante. Ainsi, dans un système multiple, il sera facile d'obtenir des amplitudes différentes pour les mouvements alternatifs puisqu'il suffira de choisir le diamètre de ces couronnes(2) en conséquence. Le déphasage des deux mouvements alternatifs se fera simplement au montage en faisant tourner un des disques(5) supportant l'axe(8) du pignon(3) avant de le mettre en prise avec le second disque(5) appartenant au deuxième système. En effet les disques(5) représentant l'extrémité interne du ou des axes de rotation(1û) sont constituées de plusieurs tranches. L'une est ajustée dans un roulement(4) ou dans une bague lui assurant à la fois son maintien correct dans le boîtier(1) et une rotation sans effort. Une autre tranche(1 1) de ce disque(5) peut constituer un pignon denté(11) en prise avec le disque appartenant au second système de base. Si les tranches-pignons(ll) de ces disques ont des diamètre différents, leurs vitesses de rotation angulaire seront différentes entre elles et, de ce fait, la fréquence du mouvement de leur pièces alternatives(9) respectives sera différente et inversement proportionnelle au rapport de leur diamètre. Ainsi la pièce(9) entraînée par un disque(11) de diamètre 112 par rapport au second disque aura une fréquence 2 fois supérieure à la seconde pièce(9). Une troisième tranche(12) de ce disque peut ^être nécessaire afin de déporter d'une épaisseur de couronne(2), le système possédant une pièce alternative(9) qui, ayant une direction perpendiculaire à l'autre, devra passer devant celle-ci sans gêner son mouvement. Enfin, une demi tranche supplémentaire est nécessaire à ce disque(5) afin de servir de contrepoids(14) pour compenser la masse excentrée du pignon(3) tournant contre la couronne(2). Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente une coupe verticale de face d'un système de base simple comportant un seul axe de rotation(10) donc un seul disque(5) enserré par un roulement(4) et supportant le pignon(3) tournant contre la couronne(2) de diamètre double. Sur la face latérale du pignon(3) est fixé l'axe(7) entrainant la pièce alternative(9). La figure 2 représente une coupe verticale du même dispositif représenté figure 1. La figure 3 représente une vue globale en perspective des différents éléments constituant un système de base simple. La figure 4 représente une coupe horizontale d'un boîtier(1) comportant 2 systèmes de base permettant d'obtenir 2 mouvements alternatifs parallèles, de même amplitude, de même fréquence, mais déphasesde 1800, donc se déplaçant en sens inverse. La figure 5 représente une coupe verticale de ce même boîtier. La figure 6 représente une coupe horizontale d'un boîtier(1) comportant 2 systèmes de base avec un des disques(5) plus épais, permettant de déporter ia couronne(2) afin de permettre aux deux pièces alternatives(9) de se croiser, puisque celles-ci ont,dans le cas présent, des directions perpendiculaires. La figure 7 représente une coupe verticale du même boîtier. La figure 8 représente une coupe horizontale d'un boîtier(1) comportant 2 systèmes dont la tranche-pignon(11) d'un des disques(5) est de diamètre double de l'autre ce qui engendre une fréquence double sur l'autre système. D'autre part la couronne(2) du système de droite étant d'un diamètre 1/2 par rapport à la couronne(2) de gauche, I'amplitude de la pièce alternative(9) de gauche sera le double de l'amplitude de la piece(9) de droite. La figure 9 représente une coupe verticale du boîtier présenté figure 8 La figure 10 représente une vue en perspective d'un disque comportant une tranche-pignon(1 i), une tranche de maintien destinée à être ajustée dans un roulement(4), une tranche(12) permettant le déport de la couronne(2) lorsque les pièces alternatives(9) se croisent, le contrepoids(14) compensant la masse excentrée du pignon(3), et enfin, le perçage permettant le positionnement de l'axe(8) de ce même pignon(3). En référence à ces dessins, le boîtier(1) est constitué de 1, 2 ou plusieurs systèmes de base qui comportent chacun un disque(5) représentant l'extrémité d'un axe de rotation(10) sortant du boîtier(1). Ce disque(5) est constitué de plusieurs tranches, la première est un pignon(11 ) destiné à synchroniser sa rotation avec le deuxième système de base du boîtier si celui-ci est double, une deuxième tranche destinée à etre enserrée par un roulement(4) ou un système de bagues, qui le maintiendra dans le boîtier(1) tout en lui permettant une rotation sans effort, une troisième tranche(12), dans le cas où les pièces alternatives(9) se croisent. Elle permet ie déport de la couronne(2) et du pignon(3) tournant, enfin, une quatrième demi tranche servant de contrepoids(14) destiné à compenser la masse excentrée du pignon(3). Sur la face latérale de la troisième tranche se trouve l'axe(8) du pignon(3), ou le perçage destiné à le recevoir. Le pignon(3) est en prise avec la couronne à engrenage interne(2) dont le diamètre est double du sien et qui comportera le double de dents. Sur la face latérale de ce pignon(3), au niveau d'un point périphérique ,vient se centrer l'axe(7) qui entraîne la pièce(9) animée d'un mouvement alternatif Cette pièce(9) est guidée au niveau de sa traversée des parois du boîtier(1 ) par des bagues de coulissement si cette pièce est de section cylindrique ou par des patins(6) de coulissement si cette pièce est de section rectangulaire ou de bagues(13) si la pièce(9) est cylindrique. Ainsi le boîtier(1) peut comporter un, deux, ou plusieurs systèmes de base identiques ou différents, permettant ainsi d'obtenir des mouvements alternatifs -d'amplitudes différentes si les couronnes(2) sont de diamètre différents entre les systèmes de bases, -de fréquences différentes si les disques-pignons(1 1) des systèmes de bases ont des diamètres différents, -de phases différentes suivant comment seront mis en prise les disques(11) entre eux, -de directions différentes suivant comment ont aura positionné le pignon(3) contre la couronne(2) puisque l'on sait que l'axe(7) entraînant la pièce alternative(9) placée en face d'un point périphérique du pignon(3) se déplacera selon un diamètre de la couronne(2). Dans le cas de deux directions non parallèles, voire même perpendiculaires, il suffit de déporter la couronne(2) du système passant devant l'axe(7) de l'autre. Les axes rotatifs(10) ne sortent pas obligatoirement du boîtier(1). En effet un seul axe de rotation peut être utile, soit dans le cas d'une transformation d'un mouvement rotatif - > alternatif soit l'inverse. Dans le cas d'un mouvement rotatif - > alternatif, le sens de rotation est indifférent, puisqu'il provoquera toujours un mouvement alternatif. Dans le cas d'un mouvement alternatif - > rotatif, le sens de rotation peut être imposé au moyen d'une bague de blocage de sens de rotation, montée avec le roulement(4) comme on en trouve sur les moyeux de roue de bicyclette. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à remplacer avantageusement le système bielle - vilebrequin dans ses différentes applications en offrant des possibilités d'adaptations supplémentaires. REVENDICATIONS 1) Dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ou plusieurs système de base comportant chacun, à l'extrémité de l'axe rotatif(10) entrant dans le boîtier(1), un disque(5) supportant l'axe(8) d'un pignon(3) tournant en prise dans une couronne(2) à engrenage interne, de diamètre double et comptant le double de dents de ce pignon(3) sur la face latérale duquel, au niveau d'un point périphérique, est fixé l'axe(7) entraînant la pièce(9) animée d'un mouvement rectiligne alternatif. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les systèmes de base sont liés entre eux par l'intermédiaire de pignons(11 ) représentant une tranche du disque(5) à l'extrémité interne de l'axe de rotation(10) et supportant l'axe(8) du pignon(3) tournant. 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2, caractérisé par le fait que les différents rapports de fréquence des mouvements des pièces(9) alternatives sont déterminées par les rapports entre les diamètres de ces pignons(11 ) de liaison reliant les différents système de base entre eux. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les disques(5) à l'extrémité interne des axes rotatifs(10) entrant, ont une tranche plus ou moins large qui est destinée à être ajustée soit dans un roulement(4), soit dans un système de bagues, afin de maintenir l'ensemble du dispositif dans le boîtier(1) et de lui permettre une rotation sans effort. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les disques(5) à l'extrémité interne des axes (10) entrant, peuvent, en plus de cette tranche de maintien, prise dans le roulement(4) et de la tranche usinée en pignon(11) de liaisons, avoir une tranche Supplémentaire(1 2) plus ou moins épaisse destinée à déporter le pignon(3) tournant dans la couronne(2) lorsque le système anime une pièce alternative(9) qui croise celle d'un premier système jumeau. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les disques(5) comportent un contrepoids(14) disposé diamétralement par rapport au pignon(3) tournant afin de compenser la masse excentrée de celui-ci. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ce sont les diamètres des différentes couronnes(2) à engrenages internes qui déterminent la course des pièces alternatives(9) donc, I'amplitude de leur mouvement, qui de ce fait peut-être différent d'un système de base à l'autre. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les différences de directions de mouvement entre les pièces alternatives sont déterminés par le positionnement du pignon(3) tournant, lorsqu'il est mis en prise avec la couronne(2) au moment de son montage dans le boîtier, sachant que l'axe(7) supportant la pièce alternative(9) se déplacera toujours depuis le point choisi en périphérie des dentures de la couronne(2) et du pignon(3) jusqu'au point diamétralement opposé sur la couronne. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le déphasage du mouvement des pièces alternatives(9) entre elles, est déterminé par le positionnement des disques(5) lorsque leurs tranches-pignons (11) sont mises en prise entre elles, au moment du montage du boîtier. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le mouvement alternatif est engendré par l'un ou l'autre des deux axes de rotation(10) quelque soit leur sens de rotation, mais qu'une bague de blocage de sens de rotation, montée avec le roulement(4) du disque(5) permet d'imposer un sens de rotation déterminé lorsque c'est le mouvement rotatif qui est engendré par le mouvement alternatif.