Brevet FR2769767A1 — publié le 19990416

I L'invention concerne un étage de transmission qui comprend une première roue et une deuxième roue, entraînée par la première roue. Des transmissions qui fonctionnent comme trans- missions de démultiplication et de surmultiplication sont construites à partir d'un ou plusieurs étages de transmis- sion. De préférence on constitue ces transmissions sous la forme de transmissions à engrenages, dans lesquelles une pre- mière roue dentée d'entraînement vient en prise dans chaque étage de transmission dans une seconde roue dentée entraînée. Les transmissions à roues dentées sont soumises à de l'usure du fait de l'engrènement des dents. Si l'on utilise des transmissions à roues dentées comme transmissions de démultiplication, la seconde roue, celle qui est entraînée, présente un diamètre, correspondant au rapport de démultiplication qui est plus grand que la pre- mière roue, celle qui entraîne. Si l'on désire avoir un rap- port de démultiplication assez élevé, ceci peut augmenter considérablement les dimensions de l'étage de transmission. Par exemple on insère dans le cas de systèmes de mesures d'angles absolus de rotation des transmissions méca- niques de démultiplication pour saisir l'angle de rotation sur plusieurs révolutions de l'arbre. Les systèmes de mesure de l'angle de rotation sont en règle générale accouplés à des mécanismes électriques d'entraînement que l'on fait rapide- ment tourner de façon correspondante les vitesses de rotation allant jusqu'à 12000 tours par minute. Comme les paliers pour de telles vitesses élevées de rotation sont coûteux, on sou- haite avoir pour le premier étage de transmission un rapport élevé de démultiplication, afin de pouvoir utiliser pour la deuxième roue, celle qui est entraînée, un palier moins coû- teux. Si l'on utilise pour de tels systèmes de mesure d'angle de rotation un dispositif à arbre creux, il en résulte alors pour la première roue, la roue d'entraînement, qui est dispo- sée sur l'arbre creux, du premier étage de transmission déjà un diamètre extérieur considérable. Ceci débouche en liaison avec le diamètre qui résulte du rapport de démultiplication, de la seconde roue un besoin radial de place très grand pour le premier étage de transmission. En outre on a du fait du dimensionnement de la seconde roue, la roue entraînée, une inertie désavantageuse de cette roue entraînée. L'invention a pour objet de procurer un étage de transmission qui permet d'avoir de faibles dimensions et un moment d'inertie faible des masses et qui est dans une large mesure exempt d'usure. On résout ce problème, selon l'invention, au moyen d'un étage de transmission caractérisé en ce que: * l'une des roues, la roue, présente au moins une nervure profilée qui fait tout le tour sur au moins une spire, * l'autre roue, la roue présente des nervures profilées à plusieurs spires, qui s'étendent respectivement sur au moins une fraction du pourtour, * les nervures profilées d'une roue, sont ferromagnétique ou à aimantation permanente, et les nervures profilées de l'autre roue sont à aimantation permanente et * leurs roues sont disposées avec leurs axes parallèles de telle sorte que les dos des nervures profilées se fassent vis à vis avec un faible entrefer. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: * l'une des roues est réalisée avec ses nervures profilées d'une seule pièce en une matière à aimantation permanente, * pour constituer la première roue sous la forme d'un étage de transmission de démultiplication on donne à celle-ci un plus grand diamètre que celui de la deuxième roue, * la première roue présente sur son pourtour extérieur une nervure profilée à une seule spire qui fait tout le tour, dont le pas correspond à la dimension axiale de la deuxième roue, et * la deuxième roue présente plusieurs nervures profilées dis- posées avec plusieurs spires, nervures qui s'étendent res- pectivement sur une fraction du pourtour qui correspond à leur nombre, * la première roue est constituée sous la forme d'une roue d'arbre creux, * entre la nervure profilée ferromagnétique s'étend sous la forme d'un deuxième pas de vis une nervure profilée en une matière non magnétique, la hauteur de la nervure profilée non magnétique étant plus grande d'au moins la largeur de l'entrefer entre la nervure profilée ferromagnétique et la nervure profilée à aimantation permanente que la hauteur de la nervure profilée ferromagnétique, l'étage de transmission est constitué sous la forme d'un premier étage de démultiplication d'un système de mesure d'un angle absolu de rotation multitour. L'idée de base de l'invention réside dans le fait de constituer un étage de transmission d'une manière telle que la première roue entraîne la deuxième roue par l'intermé- diaire d'un accouplement magnétique de réluctance. Pour cela l'une des roues présente une nervure profilée qui fait tout le tour et qui est en une matière ferromagnétique ou à aiman- tation permanente, tandis que l'autre roue présente des ner- vures profilées à plusieurs spires en une matière à aimantation permanente. Les roues sont disposées de telle fa- çon que les nervures profilées se fassent vis à vis avec un faible entrefer. Si l'on fait tourner la première roue, la roue d'entraînement, la seconde roue tourne d'une manière telle que l'entrefer qui est compris entre les nervures pro- filées et de cette façon l'énergie magnétique dans l'entrefer restent aussi petits que possible. Le rapport des nombres d'étages de transmission des deux roues détermine dans ce cas le rapport de démulti- plication ou le rapport de surmultiplication. Si par exemple, la première roue, la roue d'entraînement, présente une ner- vure profilée à une seule spire et la deuxième roue, la roue entraînée, des nervures profilées à plusieurs spires qui s'étendent sur respectivement au moins une fraction du pour- tour, on a alors un rapport de démultiplication qui corres- pond au nombre des étages de transmission des nervures profilées de la deuxième roue. Comme les roues ne sont accouplées qu'au moyen de la réluctance magnétique et ne viennent pas en contact, ces roues de transmission opèrent sans usure. Le rapport de démultiplication ou le rapport de surmultiplication est déterminé par le nombre des étages de transmission et n'est pas fonction, quant à sa construction, du rayon des roues. On peut aussi réaliser en conséquence des étages de transmissions de démultiplication avec de faibles dimensions radiales. En particulier dans le cas d'un étage de transmission de démultiplication on peut constituer la deuxième roue avec un diamètre sensiblement plus petit que celui de la première roue. De cette façon, on a la possibili- té, même dans le cas d'un système d'arbre creux, par exemple d'un système de mesure d'angle de rotation, avec une roue d'entraînement disposée sur l'arbre creux pour le premier étage de transmission, de réaliser un rapport de démultipli- cation élevé avec la deuxième roue, la roue entraînée, ayant des dimensions radiales faibles. On a une fabrication économique du fait que la roue qui a le plus grand diamètre est pourvue de la nervure profilée ferromagnétique, tandis que la plus petite des roues est constituée avec les nervures profilées à aimantation per- manente. De cette façon, il est possible de fabriquer la roue la plus petite avec ses nervures profilées d'une seule pièce en un matière à aimantation permanente. L'accouplement à réluctance magnétique peut être chargé seulement jusqu'à un couple de torsion déterminé. Si ce couple de torsion est dépassé, la deuxième roue, la roue entraînée est alors "en décrochement". Si la deuxième roue, la roue entraînée, est constituée avec un petit diamètre, ce qui est possible selon l'invention même dans le cas d'une transmission de démultiplication, l'inertie de la deuxième roue est alors faible et il ne se produit pas en règle géné- rale de dépassement du couple limite de torsion. Pour éviter que même dans le cas de grandes accélérations de rotation la deuxième roue, la roue entraînée, se mette en décrochement, on dispose selon un mode de réalisation préféré entre le pas de vis de la nervure profilée ferromagnétique un autre pas de vis d'une nervure profilée en une matière non magnétique. La hauteur de la nervure profilée non magnétique est dans ce cas plus grande d'au moins la largeur de l'entrefer compris entre les nervures profilées qui coopèrent magnétiquement que la hauteur de la nervure profilée ferromagnétique. Si, dans le cas de grandes accélérations en rotation, la deuxième roue, la roue entraînée, vient à perdre la venue en prise magnéti- que avec la roue d'entraînement, la nervure profilée non ma- gnétique vient alors, du fait de sa plus grande hauteur en prise mécaniquement avec la nervure profilée à aimantation permanente de la roue entraînée et entraîne celle-ci par en- gagement à friction. On peut se rendre compte sans problème que l'étage de transmission peut être constitué aussi bien en tant que transmission de démultiplication que transmission de surmultiplication. On peut se rendre compte en outre que la roue d'entraînement ou la roue entraînée peuvent être consti- tuées avec une aimantation permanente tandis que respective- ment l'autre roue présente la nervure profilée ferromagnétique. On peut en outre se rendre compte que les deux roues peuvent présenter respectivement des nervures pro- filées à une spire ou à plusieurs spires. Le rapport de dé- multiplication ou le rapport de surmultiplication s'obtient à partir du rapport du nombre des spires. Finalement on peut se rendre compte que les roues peuvent venir en prise par leur pourtour extérieur et également que l'une des roues est cons- tituée sous la forme d'une couronne, l'autre roue venant en prise avec le pourtour intérieur de la couronne. Dessins La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à partir d'un mode de réalisation, représenté sur le dessin unique annexé, sur lequel on a représenté une vue en perspective d'un étage de transmission. Une première roue d'entraînement 1 est constituée sous la forme d'une couronne qui par exemple peut être posée sur l'arbre creux d'entrée d'un système de mesure d'un angle absolu de rotation ou qui est constitué comme une partie de cet arbre creux d'entrée. Sur le pourtour extérieur cylindrique de la roue 1 on a disposé une nervure profilée 4 en une matière ferroma- gnétique. La nervure profilée 4 s'étend sous la forme d'un filetage à une spire autour de la première roue 1. Entre le pas de vis de la nervure profilée 4 ferromagnétique on dis- pose une nervure profilée additionnelle 5, qui est réalisée en une matière non magnétique, par exemple en aluminium. La nervure profilée non magnétique 5 et la nervure profilée 4 ferromagnétique sont de cette façon disposées à la manière5 d'un pas de vis à deux spires. Une deuxième roue 2 est disposée avec son axe pa- rallèle à la première roue 1 sur son pourtour extérieur. La dimension axiale de la deuxième roue 2 correspond au pas de la nervure profilée 4 de la première roue 1. La deuxième roue 2 présente sur sa surface enveloppe quatre nervures profilées 3, qui sont disposées à la manière d'un filetage à quatre spires. Chacune des nervures profilées s'étend sur un quart du pourtour de la roue 2, l'extrémité supérieure de l'une des nervures profilées 3 se recouvrant en position angulaire res- pectivement avec l'extrémité inférieure de la nervure profi- lée 3 précédente. La deuxième roue 2 avec ses nervures profilées 3 est réalisée d'une seule pièce en une matière à aimantation permanente. Les roues 1 et 2 sont en ce qui concerne leur écartement axial, leur diamètre, et les hauteurs des profilés dimensionnées de telle sorte qu'entre le dos de la nervure profilée ferromagnétique 4 de la roue 1 et le dos des nervu- res profilées ferromagnétique 3 de la roue 2 il subsiste un entrefer minimal. La nervure profilée non magnétique 5 pré- sente une hauteur, qui est plus grande de la largeur de cet entrefer que la hauteur de la nervure profilée ferromagnéti- que 4. Du fait de la réluctance magnétique la deuxième roue 2 se met dans sa position angulaire de telle sorte que l'entrefer compris entre la nervure profilée à aimantation permanente 3 et la nervure profilée ferromagnétique 4 demeure minimal et de cette façon aussi l'énergie magnétique dans cet entrefer. Dans la position représentée sur le dessin l'ex- trémité supérieure du pas de vis de la nervure profilée fer- romagnétique 4 se trouve en regard de l'extrémité supérieure d'un pas de vis de la nervure profilée à aimantation perma- nente 3. Si la première roue 1 est entraînée par exemple dans le sens de la flèche, la zone de la nervure profilée 4, qui est tournée vers la deuxième roue 2, se déplace dans le sens axial vers le bas du fait de la constitution en hélice de la nervure profilée ferromagnétique 4. La zone axiale, qui se trouve à la même hauteur, de la nervure profilée à aimanta- tion permanente 3 s'oriente en fonction de cela pour mainte- nir l'entrefer au minimum. La seconde roue 2 tourne de cette façon dans le sens de rotation opposé. La nervure profilée ferromagnétique 4 de la première roue 1 présente un pas de filetage qui correspond à la hauteur axiale de la deuxième roue 2. Si la première roue 1 a en conséquence tourné de 360 , la zone, tournée vers la deuxième roue 2, de la nervure profilée ferromagnétique 4 s'est déplacée de la hauteur axiale de la deuxième roue 2 vers le bas, et la deuxième roue 2 a tourné de l'angle sur lequel s'étend la nervure profilée à aimantation permanente 3, c'est à dire selon l'exemple de réalisation représenté sur le dessin de 90 . Du fait du re- couvrement angulaire du début et de la fin des nervures pro- filées à aimantation permanente 3 la nervure profilée ferromagnétique 4 vient alors en prise magnétique avec l'ex- trémité supérieure de la nervure profilée à aimantation per- manente suivante 3, pour provoquer la rotation de la deuxième roue 2 des 90 suivants. L'étage de transmission représenté présente de cette façon un rapport de démultiplication de 4 à 1. Tant que la nervure profilée ferromagnétique 4 est en prise magnétique avec les nervures profilées à aiman- tation permanente 3, la nervure profilée non magnétique 5 est en prise entre les nervures profilées à aimantation perma- nente 3 de la deuxième roue 2 et est de cette façon sans ef- fet. Si du fait d'une grande accélération en rotation de la roue d'entraînement 1 la force de réluctance magnétique ne devait pas suffire, pour entraîner la roue 2, la roue 2 res- terait alors en arrière de la roue 1. De cette façon la ner- vure profilée non magnétique 5 vient dans la zone de la nervure profilée à aimantation permanente 3 et vient du fait de sa plus grande hauteur en prise par engagement à friction avec celle-ci. La roue entraînée 2 est de cette façon entrai- s née par la roue d'entraînement 1 par l'intermédiaire de la nervure profilée non magnétique 5. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Etage de transmission qui comprend une première roue et une deuxième roue, entraînée par la première roue, caractérisé en ce que l'une des roues, la roue (1), présente au moins une nervure profilée (4) qui fait tout le tour sur au moins une spire, * l'autre roue, la roue (2) présente des nervures profilées (3) à plusieurs spires, qui s'étendent respectivement sur au moins une fraction du pourtour, * les nervures profilées (4) d'une roue (1), sont ferromagné- tique ou à aimantation permanente, et les nervures profi- lées (3) de l'autre roue (2) sont à aimantation permanente et * leurs roues (1, 2) sont disposées avec leurs axes parallè- les de telle sorte que les dos des nervures profilées (3), 4) se fassent vis à vis avec un faible entrefer. 2 ) Etage de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des roues (2) est réalisée avec ses nervures profilées (3) d'une seule pièce en une matière à aimantation perma- nente. 3 ) Etage de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que * pour constituer la première roue (1) sous la forme d'un étage de transmission de démultiplication on donne à celle- ci un plus grand diamètre que celui de la deuxième roue (2), * la première roue (1) présente sur son pourtour extérieur une nervure profilée (4) à une seule spire qui fait tout le tour, dont le pas correspond à la dimension axiale de la deuxième roue, et * la deuxième roue (2) présente plusieurs nervures profilées (3) disposées avec plusieurs spires, nervures qui s'éten- dent respectivement sur une fraction du pourtour qui cor- respond à leur nombre. ) Etage de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première roue (1) est constituée sous la forme d'une roue d'arbre creux. ) Etage de transmission selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que entre la nervure profilée (4) ferromagnétique s'étend sous la forme d'un deuxième pas de vis une nervure profilée (5) en une matière non magnétique, la hauteur de la nervure profilée non magnétique (5) étant plus grande d'au moins la largeur de l'entrefer entre la nervure profilée ferromagnétique (4) et la nervure profilée à aimantation permanente (3) que la hau- teur de la nervure profilée ferromagnétique (4). 6 ) Etage de transmission selon l'une des revendications pré- cédentes, en particulier selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étage de transmission est constitué sous la forme d'un pre- mier étage de démultiplication d'un système de mesure d'un angle absolu de rotation multitour.