Brevet FR2798901A1 — publié le 20010330

Le reducteur automatique pour cycle consiste en un réducteur qui doit pouvoir faire varier de façon continue un rapport réduction en fonction de l'effort sur l'arbre d'entrée (11). La transmission entre l'arbre d'entrée (11) et arbre de sortie (14) se fait grâce à une chaîne ou à courroie crantée (7). Ce réducteur, développé le cycle peut également trouver des applications dans d'autres domaines. La variation du rapport de réduction sur un cycle se fait traditionnellement par des jeux de plateaux et des jeux pignons sélectionnés par des dérailleurs. Ce système a pour principal avantage d'être performant en rendement mais multiples inconvénients comme de demander un entretien regulier, de se détériorer rapidement en cas de mauvaise utilisation (croisement de chaîne par exemple), de demander un apprentissage être bien utilisé. Une solution également couramment utilisée consiste à placer des trains d'engrenages à l'intérieur du moyeu arrière d'une bicyclette. Ce système élimine de nombreux inconvénients du système précédemment présenté, comme de prévenir les déraillements mais il reste d'une mise en oeuvre mécanique compliquée, coûteuse et fragile. Le brevet 2372355 rapproche de ma problématique mais les satellites ne sont pas sur disques et le réglage du rapport de réduction n'est pas proportionnel à l'effort sur l'arbre d'entrée. Le déplacement des satellites est radial et ces satellites remontent à la périphérie du disque support dés qu'ils ne sont plus en prise avec la chaîne, les distances des satellites au centre du disque ne sont pas interdépendantes. Le brevet W079/00522 reprend le même cahier des charges que le mien d'autant plus qu'il est étudié pour le cycle. Il y a des secteurs qui se déplacent dans des gorges creusées sur des disques supports. Le déplacement de ces secteurs dans ces disques fait varier le diamètre d'enroulement d'une courroie nécessairement non crantée. Le rendement est donc moins bon et l'adhérence de la courroie sur les secteurs par temps de pluie n'est pas évidente. Le brevet W092/09828 reprend mon idée de monter des satellites dentés sur secteurs dentés mais le résultat n'est pas le même car la problématique est différente. Ici, les axes d'entrée et de sortie du mouvement sont coaxiaux et ce système n'est donc pas adaptable à un cycle. Le reglage du rapport de réduction est très compliqué et est confié à des éléments de mécanique de petite taille dont la solidité peut être mise en doute. La figure 1 représente le schéma de principe du système mécanique. Il est représenté dans le plan xOy avec le sens positif de rotation conventionnellement adopté en mathématiques indiqué sur le dessin. La figure 2 représente (toujours le plan xOy) le détail des actions en jeu entre un secteur denté (2), un satellite (1) lié au dit secteur denté (2), la chaîne ou la courroie (7) et l'engrenage (5). La figure 3 représente, toujours dans plan xOy, le système complet en position intermédiaire. Il fait ainsi apparaître le système de rattrapage du mou (13) de la courroie. La figure 4, dans le plan yOz, représente le système dans une coupe dont plan de coupe contient l'axe d'entrée (11) du mouvement. La fonction première de ce réducteur est de faire varier un rapport de réduction entre deux axes, un de sortie (14) et un d'entrée (11), reliés à l'aide d'une chaîne ou d'une courroie (7). Pour cela la dite chaîne ou courroie (7) s'enroule sur des satellites (1), au nombre de 6, montés sur 6 secteurs dentés ( ) en liaison pivot (3) avec deux disques (0) et (0') à raison de trois secteurs dentés (2) par disque (0) et (0'). Les satellites (1) peuvent être au nombre de 6 ce qui paraît être un bon compromis entre une repartition des efforts acceptable entre les dits satellites (1) et un enroulement à peu près circulaire de la courroie de la chaîne (7) sur les dits satellites (1). Les disques (0) ou (0') sont coaxiaux et solidaires en rotation avec l'axe (11), est monté le dit axe (11) un engrenage (5) par l'intermédiaire d'une liaison pivot. La rotation relative de l'engrenage (5) avec disques (0) (0') est limitée par la compression d'un ressort de torsion (10). Les secteurs dentés (2) engrènent avec l'engrenage (5). L'idée étant que lorsque le couple sur l'arbre d'entrée (11) augmente, les efforts (8) sur les satellites (1) augmentent, par suite d'actions réactions, l'effort sur le ressort de torsion (10) va augmenter provoquant la déformation du dit ressort (10). Cette déformation dit ressort (10) va créer une rotation relative entre l'engrenage (5) les disques (0) et (0'). La rotation de l'engrenage (5) va faire tourner les secteurs dentés (2) autour de leur liaison pivot (3) avec disques (0) et (0') dans le sens négatif indiqué sur le dessin. Cette rotation des dits secteurs dentés (2) va faire descendre les satellites (1) et globalement le diamètre d'enroulement de la chaîne ou de la courroie (7) en sera diminué ce qui fera donc bien varier le rapport de réduction. En cas de relâchement du couple sur l'arbre d'entrée (11) du système, le ressort de torsion (10) sera moins comprimé et tendra à reprendre sa forme initiale. Le décalage angulaire entre les disques (0) (0') et l'engrenage (5) tendra donc à diminuer. Cette rotation de l'engrenage (5) dans le sens positif indiqué sur le dessin fera tourner secteurs dentés (2) autour de leur liaison pivot avec les disques (0) et (0') dans le sens positif indiqué sur le dessin. En fin de rotation, les satellites (1) seront remontés et le diamètre d'enroulement de la chaîne ou de la courroie (7) aura augmenté. Pour obtenir une répartition d'efforts tangents aux satellites (1) entre les dits satellites (1) et la chaîne ou la courroie (7) acceptable, il faut que les satellites (1) soient au moins au nombre de 6. Ils sont montés sur deux disques (0) et (0') pour des raisons d'encombrements et de cinématique. Sur un seul disque, les 6 secteurs dentés (2) auraient pas eu la place d'effectuer leur rotation autour de leur liaison pivot (3). Les satellites (1), montés sur les disques (0) et (0') doivent être, une fois assemblage complet du mécanisme, sur un meure plan (12) et l'angle entre deux satellites (1) consécutifs dans le plan (12) et l'axe ( ) doit être de 60 dans le plan xOy. Lors de la diminution du diamètre d'enroulement de la chaîne ou de la courroie ( ) sur les satellites (1), la distance entre les dits satellites (1) diminue. Il faut donc prevoir un rattrapage de mou de cette chaîne ou de cette courroie (7). C'est l'ensemble (13) situé sous l'axe de l'arbre de sortie (14) qui se charge d'avaler ce dit mou de la courroie ou de la chaîne (7). Pour pouvoir effectuer le rattrapage de ce mou sur la chaîne ou la courroie (7), il est nécessaire de monter les satellites (1) sur des roues libres (9) autorisant la rotation des satellites (1) dans le sens négatif dans le plan xOy et interdisant la rotation de ces dits satellites (1) dans le sens positif du plan xOy permettant ainsi la transmission d'un effort à la chaîne ou à la courroie (7). Pour obtenir une variation maximale du rapport de réduction, la somme du rayon des secteurs dentés (2) et du rayon de l'engrenage (5) doit approcher par défaut le rayon des disques (0) et (0'). De plus le rapport entre le rayon des secteurs dentés (2) et le rayon de l'engrenage (5) doit être tel que lors de la rotation maximale des secteurs dentés (2), les satellites (1) soient tangents comme représentés sur le plus petit diamètre d'enroulement (4). Pour que la variation de couple sur la pivot (3), entre les disques (0) et (0') et les secteurs dentés (2), résultant de la variation de l'effort (8) soit maximale, il faut que l'angle formé par les axes (11), (3), et (6) ne dépasse pas les +90'. Pour un bon fonctionnement de l'ensemble, il faut que la chaîne ou la courroie (7) puisse s'enrouler dans de bonnes conditions autour des satellites (1). Cela impose diamètre minimum pour ces dits satellites (1). I1 faut également que ces satellites (1) aient une largeur permettant au contact entre les satellites (1) et la chaîne ou la courroie (7) de ne pas dépasser pression limite qui détériorait la dite chaîne ou courroie (7). Cette chaîne ou courroie (7) n'est en contact en effet avec les satellites (1) que sur une nombre réduit de dents. Les satellites (1) peuvent comporter des flasques (15) pour éviter à la chaîne ou courroie (7) de dérailler. Ces flasques (15) sur les satellites (1) peuvent en plus guider la chaîne ou la courroie (7) lorsqu' elle rentre en prise avec un satellite (1). REVENDICATIONS 1) Réducteur automatique pour cycle destiné à faire varier de Façon continue un rapport de réduction entre deux axes lion coaxiaux e11 diminuant ou en augmentant le diamètre d'eiil-OliIeillellt d'une chaîne ou d'une courroie (7) sur des satellites dentés (1 )montés sur des secteurs dentés (2) répartis sur les disques (0) et (0'), caractérisé e11 ce que ces secteurs dentés sont en liaison pivot (3) avec les dits disques (0) et (0'), un engrenage (5) dont les dents Cllgl-eiie111 avec les dents des secteurs dentés (2) étant Montes sur le même axe que les disques (0) et (0'). ?) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'engrenage (5) a sa liaison pivot avec les disques (0) et (0') sur 'axe (1 1) limitée en rotation par un ressort de torsion (10) monté de Façon telle que ce ressort (10) se comprime lorsque l'engrenage (5) a Lille rotation relative par rapport aux disques (0) et (0') dans le sens positif' indiqué sur dessin. 3) Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que fa 11 CjUe les disques (0) et (0') sont montes SU[- IeuF axe COMMUn ( 1 1 ) de telle façon que les satellites ( 1 ), montes, soit sur le disque (0), soit sur le disque (0'), soient dans un même plan ( 1 ?) et que l'a11gle entre satellites ( consécutifs et l'axe (1 1) soit de 60 dans le plan x0y. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les satellites ( ), (-lui sont au nombre de 6, sont montés sur leur axe (6) par l'intermédiaire de 6 roues libres (9) permettant à la longueur de la courroie ou de la chaîne (7) entre chaque satellite (1) de s'adapter en fonction de l'angle relatif rotation entre l'engrenage (5) et les disques (0) et (0'). 5) Dispositif selon evendication 4 caractérisé en ce que les roues libres (9) des satellites (1) autorisent la rotation dans le sens négatif indiqué sut- le dessin dans le plan x0y et bloquent la rotation dans le sens positif: 6) Dispositif selon evendication I caractérisé en ce que les secteurs dentés (2), qui sont nombre de 6, et l'engrenage (5) doivent être fabriqué de telle manière que la somme des rayons de l'engrenage (5) et d'un des secteurs dentés (2) approche pal- défaut la valeur du rayon des disques (0) et (0'). 7) Dispositif selon evendication 6 caractérisé en ce que le rapport entre les rayons des secteurs dentés (2) et le rayon de l'engrenage (5) doit être tel que lors de la rotation maximale des secteurs dentés (2), les satellites (1) soient tangents sur le plus petit diamètre d'enroulement. 8) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'angle formé entre les axes (1 1), (3) et (6) ne doit pas excéder +90 . 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mou de la chaîne ou de la courroie (7) est avalée par un système (13) situé sous l'axe récepteur (14). 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé et] ce que les satellites (1) doivent avoir un diamètre permettant â la chaîne ou courroie (7) (le s'enrouler dans de bonnes conditions et les dits satellites (1) doivent avoir une largeur suttisante pour répartir les efforts (le la transmission en uiI effort admissible par la chaîne ou la courroie (7) sur un petit nombre de dents Les dits satellites ( 1 ) pouvant avoir- des flasques pour éviter à la chaîne ou courroie (7) de dérailler et pour aider cette chaîne ou cours - (7) à se placer sut- les satellites (1 ).