Brevet FR2806774A1 — publié le 20010928

Élément de transmission L'invention concerne un élément de transmission pour effectuer la conversion d'un mouvement d'un élément d'entraînement, travaillant de façon au moins à peu près linéaire, en un mouvement secondaire au moins à peu près linéaire, les deux mouvements se déroulant dans deux plans différents. Par l'état général de la technique, on connaît différents types d'éléments de transmission pour opérer la conversion de mouvements. De tels éléments de transmission peuvent, par exemple, convertir un mouvement linéaire en un mouvement rotatif et offrent alors un rapport de transmission réducteur ou démultiplicateur, qui a comme effet de démultiplier ou de réduire de manière correspondant les vitesses d'entraînement, les couples d'entraînement ou les forces d'entraînement. - Lors d'une conversion entre deux mouvements se déroulant au moins à peu près de façon linéaire, il est connu d'avoir des roues dentées disposées entre deux crémaillères. Cependant, il est également connu qu'un20 élément formant levier relie ensemble les deux éléments déplacés de façon à peu près linéaire. on rencontre fréquemment dans l'état de la technique, en particulier dans la construction -des véhicules automobiles, des cas d'application dans lesquels des mouvements, à déroulement linéaire différent, doivent être convertis les uns en les autres, sachant qu'il est fréquemment impossible, pour des raisons d'encombrement, de convertir le mouvement partant d'un élément d'entraînement en le faisant évoluer dans un plan comparable ou bien en un prolongement linéaire, ou bien de disposer les deux mouvements l'un par rapport à l'autre sous un angle qui soit pertinent pour opérer les conversions à l'aide d'un élément formant levier. En outre, pour des raisons de place, il est fréquemment nécessaire d'utiliser des éléments d'entraînement correspondants qui demandent un très petit espace de construction, telles que par exemple des capsules à dépression ayant un petit diamètre de membrane et, de ce fait, ne peuvent également fournir que des efforts relativement faibles mais, cependant, pour une course correspondante importante. Dans de tels cas, grâce à un élément de transmission correspondant, il faut simultanément réaliser une transmission surmultiplicatrice ou réductrice, afin de permettre d'avoir un système travaillant correctement. Dans le document intitulé "M.S. Konstantinov: Kraftausgleichende Bandkurvengerriebe mit linearem Ausgleichsmoment: Maschinenbautechnik 19 (1970) cahier 10, pages 513 à 518", est décrite une transmission à came et ruban, qui présente un élément de traction raide en flexion, pour opérer la transmission d'un mouvement d'entraînement à un corps rotatif. Avec une telle construction, on peut alors transformer le mouvement linéaire par l'intermédiaire d'une opération surmultiplicatrice ou réductrice, sélectionnée grâce à la configuration de la transmission à came et à ruban, en un mouvement secondaire, par exemple un mouvement rotatif, ou bien, grâce à des dispositions appropriées, on peut convertir pour obtenir un mouvement linéaire en étant dérivé. Une transmission à ruban comparable est décrite également par le US 27 06 913 A, qui provient du domaine de la technique des mesures fines. Le US 35 76 136 A et le DE 86 29 356 Ul décrivent des éléments de tourillonnement convenant pour transmettre sans jeu des forces d'entraînement correspondantes. Il sont utilisés par exemple, pour des instruments de précision, de mesure ou d'affichage, et pour des problèmes de mouvement précis dans le domaine des machines-outils. En particulier le DE 86 29 356 Ul, qui est cité en deuxième, décrit alors comment un mouvement de rotation peut être transmis sans jeu d'une roue dentée à une autre roue dentée, par l'intermédiaire de roues compensatrices interposées et d'une courroie crantée continue. Par le périodique "Machine Design, 12 février 1987, P. 233 Circle 198" on connaît en outre un dispositif qui permet d'avoir un mouvement linéaire sur un élément rotatif monté sur un disque ou plateau, à l'aide d'un trou oblong. Le but de l'invention est de créer un élément de transmission qui permette de convertir un mouvement linéaire, prédéterminé quant à sa direction, sa puissance et sa position, en un mouvement secondaire linéaire, ce mouvement secondaire linéaire pouvant se déployer sous un autre angle et dans un mouvement secondaire, et une transformation réductrice ou surmultiplicatrice devant pouvoir être intégrée. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu': 1.1 un élément de traction présentant une rigidité en flexion, transmettant le déplacement de l'élément d'entraînement, à l'encontre d'une force de rappel, à un corps rotatif disposé avec son axe de rotation au moins à près perpendiculaire par rapport au déplacement de l'élément d'entraînement travaillant de façon au moins à peu près linéaire; 1.2 le corps rotatif présente, dans une zone de sa hauteur axiale qui est disposée dans le plan de déplacement de l'élément d'entraînement travaillant de façon au moins à peu près linéaire, sur sa périphérie une surface de défilement, l'espacement radial entre la surface de défilement et l'axe de rotation du corps rotatif étant différent selon le point sur lequel on se trouve sur la périphérie du corps rotatif; 1.3 l'élément de traction est en contact avec la surface de défilement, au moins sur une partie de la périphérie du corps rotatif, et évolue en enroulement sur, ou en déroulement de, la surface de défilement, pendant le déplacement sur cette surface de défilement. 1.4 le corps rotatif présente un élément de fixation qui est disposé en décalage par rapport à l'axe de rotation du corps rotatif; 1.5 sur l'élément de fixation agit un moyen de transmission qui transmet le mouvement secondaire au moins à peu près linéaire; 1.6 l'élément de traction raide en flexion est réalisé sous la forme de courroie crantée, s'engageant dans la surface de défilement, munie d'une denture, du corps rotatif; et 1.7 le moyen de transmission est monté sur le moyen de fixation, de manière qu'il présente un jeu (trou oblong), au moins dans une direction perpendiculaire au déplacement du moyen de transmission. Grâce à l'utilisation de l'élément de traction rigide en flexion, qui transmet le mouvement de l'élément d'entraînement, à l'encontre de la force de rappel, on est en mesure d'utiliser également des éléments d'entraînement qui effectuent un mouvement complètement linéaire. On peut par exemple penser ici à des capsules à dépression, dont la membrane effectue un léger mouvement de basculement et, ainsi, permet, en cas d'élément de traction directement couplé à la membrane, d'obtenir un ensemble qui permette de se satisfaire d'un faible espace de construction et qui transmette un mouvement seulement à peu près linaire de l'élément d'entraînement correspondant, directement au corps, rotatif par l'intermédiaire de l'élément de traction raide en flexion. Lors de cette transmission du mouvement au corps rotatif, il y a déplacement, en enroulement et en déroulement, de l'élément de traction raide en flexion qui est réalisé sous la forme de courroie crantée s'engageant dans une denture appartenant au corps rotatif, sur la périphérie d'une surface de défilement. L'espacement radial, entre la surface de cette face de défilement et l'axe de rotation du corps rotatif, varie alors en fonction du point de la périphérie du corps rotatif auquel on se trouve. On peut ainsi réaliser une transmission à rapport de transmission variable, au fur et à mesure de la transmission du mouvement au moins à peu près linéaire au mouvement de rotation de l'élément rotatif. Pour une forme correspondante de la surface de défilement, on peut réaliser ici par exemple, dans le domaine d'un couple de démarrage ou analogue dans la phase initiale du mouvement, un autre rapport de transmission que celui qu'on rencontrera lors de la continuation de l'évolution du mouvement. En outre, il est possible que le rapport de transmission varie au cours du mouvement, ce qui par exemple, également, est pertinent en cas d'utilisation de capsules à dépression munies de membranes qui ne travaillent pas complètement de façon linéaire. Le mouvement secondaire au moins à peu près linéaire est alors transmis par un premier moyen de transmission, qui est disposé sur le corps rotatif, sur un élément de fixation décalé par rapport à l'axe de rotation de ce corps rotatif. Il peut, de nouveau, s'agir d'un élément de traction,.d'un levier, ou analogue,. Ce moyen de transmission peut alors être disposé dans un plan qui soit différent du plan dans lequel se déroule le premier mouvement au moins à peu près linéaire. En outre, évidemment, on peut envisager des angles différents entre les deux mouvements linéaires, ce qui offre de nouveau de grands avantages lors de l'exploitation de l'espace de construction dont on dispose, ce qui est pertinent, en particulier dans l'industrie des véhicules automobiles. Par rapport à de solutions classiques connues de façon générale par l'état de la technique, appliquées à de tels problèmes de transmission de mouvement, la solution selon l'invention offre l'avantage d'une très variabilité au sujet de l'agencement des éléments individuels, ainsi que du rapport de transmision qui varie au fur et à mesure que se déroule le mouvement. L'ensemble des éléments de tourillonnement nécessaires pour le tourillonnement peuvent alors être disposés dans la zone du corps rotatif, de sorte qu'il faut seulement assurer un bon tourillonnement du corps rotatif pour permettre d'avoir un fonctionnement parfait de la transmission. Il est également de ce fait de nouveau possible d'économiser un certain nombre de composants et, ainsi, de la place, ainsi que d'obtenir des économies, en termes de coût, pour l'élément de transmission. Selon une autre forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le moyen de transmission est également réalisé sous la forme d'élément de traction, qui est monté, sur sa face opposée au corps rotatif, à l'aide d'un moyen élastique qui exerce la force de rappel sur le corps rotatif, le mouvement secondaire étant susceptible d'être prélevé sur l'élément de traction. Grâce à cette construction, il est possible, avec un moyen élastique unique travaillant au moins de façon à peu près linéaire, ceci peut par exemple être réalisé sous forme de ressort hélicdidal, d'assurer le fonctionnement de la construction selon l'invention et de réaliser l'élément de transmission, avec ces deux moyens de traction, d'une façon simple et robuste, la position du moyen élastique exerçant la force de rappel pouvant se déplacer pour sortir de la zone de l'élément de transmission proprement dit, selon la place dont on dispose pour l'installation. Pour un moyen de transmission réalisé sur une grande longueur, ceci offre des avantages, du fait que le moyen élastique peut alors être disposé dans la zone du mouvement secondaire au moins à peu près linéaire à transmettre et ici, outre la force de rappel exercée sur le corps rotatif, en soutenant également directement les composants à déplacer par l'élément de transmission et sans subir de grandes pertes par frottement. D'autres modes de réalisation avantageux de l'invention résultent de l'exemple de réalisation représenté ci-après à l'aide du dessin. Dans le dessin: la figure 1 représente un élément de transmission selon l'invention à son état monté; la figure 2 représente une vue en élévation de l'élément de transmission selon II sur la figure 1; la figure 3 représente une vue en élévation de l'élément de transmission selon III sur la figure 1; la figure 4 représente une vue en élévation de l'élément de transmission selon IV sur la.figure 1; et la figure 5 représente une vue des composants actionnés par l'élément de transmission, avec un moyen élastique. La figure 1 représente un élément de transmission 1, qui est entraîné ici par une capsule à. dépression 2, réalisée sous la forme d'élément d'entraînement travaillant de façon au moins à peu près linéaire. Dans l'exemple de réalisation représenté ici, l'élément de transmission 1 sert à actionner des composants 3 correspondants, ici des clapets d'admission d'air 3. Le mouvement au moins à peu près linéaire de la capsule à dépression.2 est transmis alors par l'élément de transmission 1 et par un moyen de transmission 4, ici une tige de traction 4 aux volets d'admission d'air 3. L'élément de transmission 1, qui transmet un mouvement au moins à peu près linéaire de la capsule à dépression 2 à la tige de traction 4 et, ainsi, aux clapets d'admission d'air 3, présente alors un corps rotatif 5 qui convertit l'un en l'autre, par l'intermédiaire d'un mouvement de rotation, autour d'un axe de rotation 6, les deux mouvements au moins à peu près linéaire. Pour cela, la tige de traction 4 est reliée au corps rotatif 5 par un élément de fixation 7, ici un boulon 7. Le boulon 7 est alors décalé par rapport à l'axe de rotation 6 du corps rotatif 5 sur ce corps rotatif 5. Cette construction est encore plus nette sur les figures suivantes, qui représentent l'élément de transmission 1 à son état démonté. Le mouvement de la capsule à dépression 2 est transmis au corps rotatif 5 par un élément de traction 8 présentant une rigidité en flexion, ici une courroie crantée 8. Le corps rotatif 5 présente alors dans une zone de sa hauteur axiale, dans laquelle s'effectue le mouvement de la capsule à dépression 2, une surface de défilement 9 ayant une denture, non identifiable ici, sur laquelle la courroie crantée 8 évolue en enroulement ou en déroulement. Sur la figure 2 l'élément de transmission 1 est représenté à un état démonté selon la.vue II de la figure 1. Ici également, la capsule à dépression 2 est identifiable au moins partiellement, capsule qui, par l'intermédiaire de la courroie crantée 8, transmet son mouvement au moins à peu près linéaire au corps rotatif 5, par l'intermédiaire de la surface de défilement 9. Le corps rotatif 5 tourne alors autour de son axe de rotation 6, ici étant réalisées des rotations dans la plage comprise entre 0 et 180 à 270 0. À une distance radiale par rapport à l'axe de rotation 6, se voit le boulon 7 sur lequel est fixée la tige de traction 4. La tige de traction 4 présente alors au niveau de la fixation un jeu latéral, qui ici est réalisé par l'intermédiaire d'une douille de fixation 10 avec un trou oblong 11 sur la tige de traction 4. Si, à présent, au moyen de la capsule à dépression 2, est effectué un mouvement au moins à peu près linéaire qui produit une traction sur la courroie crantée 8, il y a alors conversation de ce mouvement linéaire en un mouvement rotatif du corps rotatif 5. Grâce au décalage radial entre l'axe de rotation 6 et le boulon 7, un mouvement linéaire secondaire est généré sur la tige de traction 4. La tige de traction 4 présente sur sa face, opposée au corps rotatif 5, un moyen élastique 12 indiqué ici uniquement dans son principe. Le déplacement de. l'élément de transmission est dont effectué à l'encontre d'une force de rappel provenant de ce moyen élastique 12 et l'élément de transmission 1 est rappelé, lors de la cessation de l'exercice de la force par une capsule à dépression 2, au moyen de la force agissant par le ressort de rappel 12, pour passer à la position d'origine. En principe, naturellement il est également envisageable, au lieu du moyen élastique 12 représenté ici, de prévoir un moyen élastique qui soit intégré au corps rotatif 5. La figure 3 représente l'élément de transmission 1 qui ici est représenté pratiquement isolé, encore sous une autre direction d'observation. Il est alors envisageable en particulier de prévoir une configuration de la surface de défilement 9 sur laquelle ou depuis laquelle la courroie crantée 8 évolue tangentiellement. Sur la valeur de l'angle du mouvement de rotation effectué par le corps rotatif 5 se produit une variation de l'espacement radial x entre la surface de la face de défilement 9 et de l'axe de rotation 6 du corps rotatif 5. L'élément de. transmission 1 permet alors d'avoir un rapport de transmission en surmultiplication ou en démultiplication qui varie, par l'intermédiaire du déplacement, donc sur la valeur de l'angle de rotation du corps rotatif 5. Ainsi, le mouvement provenant d'une membrane installée dans la capsule à dépression 2 est converti de la façon souhaitée sur la tige de traction 4, sachant que, suite au choix du rapport de transmission, on peut réaliser une adaptation très variable aux exigences imposées, tels que par exemple le volume disponible pour l'installation, les courses de déplacement et/ou les rapports entre les forces. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté ici, il s'agit pour l'élément de transmission 1, d'une transmission à réduction. Comme on le voit sur les figures précédentes, l'espacement radial x, que présente la courroie crantée 8 ou sa face de défilement 9 par rapport à l'axe de rotation 6, est supérieur, pratiquement sur l'ensemble de la plage de mouvement, à l'espacement du boulon 7 par rapport à l'axe de rotation 6. La course relative en grande, générée par la capsule.à dépression 2 sur la courroie crantée 8, est donc convertie en une course plus petite correspondante de la tige de fraction 4, sachant que sur la tige de traction 4 est fournie une force correspondante, supérieure à ce qui serait le cas sur la courroie crantée 8. En particulier, on voit sur la figure 3 à présent, en plus du fait de la forme de la face de défilement 9, que l'espacement radial x, entre la face de défilement 9 et l'axe de rotation 6, diminue au fur à et mesure du mouvement de rotation. On a ainsi une diminution correspondante du rapport de réduction. Ceci peut par exemple donner une adaptation au mouvement non complètement linéaire de la membrane se produisant dans la capsule à dépression 2. Il peut s'agir ici cependant également d'une adaptation correspondant à un mouvement souhaité des clapets d'admission d'air 3, par exemple à une fermeture lente des clapets dans la phase finale de leur mouvement. La figure 4 représente l'élément de transmission 1 encore en une autre vue. La figure 5 représente encore la position du moyen élastique 12 indiqué jusqu'ici uniquement dans son principe, qui est disposé ici du côté opposé dans l'élément de transmission 1, au-dessous des volets d'admission d'air 3. Évidemment, d'autres éléments d'entraînement que la capsule à dépression 2 représentée ici sont également envisageables, ainsi le mouvement au moins à peu près linéaire de l'élément d'entraînement pourrait par exemple provenir d'un moteur linéaire, d'une unité à piston et cylindre hydraulique ou pneumatique, d'un électro-aimant ou analogues. Dans l'exemple de réalisation représenté ici, les angles de rotation du corps rotatif 5, dans une plage située entre 0 et 180 à 270 , sont pertinents. En principe, pour de tels éléments de transmission, on réalise principalement des mouvements de rotation compris entre 0 et 350 . On peut envisager également, cependant, d'autres constructions spéciales, permettant une rotation de plusieurs tours du corps rotatif 5 et générant ainsi un mouvement oscillant linéaire sur la tige de traction 4. REVENDICATIONS 1. Élément de transmission pour effectuer la conversion d'un mouvement d'un élément d'entraînement, travaillant de façon au moins à peu près linéaire, en un mouvement secondaire au moins à peu près linéaire, les deux mouvements se déroulant dans deux plans différents, avec les propriétés ci-après: 1.1 un élément de traction (8) présentant une rigidité en flexion, transmettant le déplacement de l'élément d'entraînement (2), à l'encontre d'une force de rappel, à un corps rotatif (5) disposé avec son axe de rotation (6) au moins à près perpendiculaire par rapport au déplacement de l'élément d'entraînement (2) travaillant de façon au moins à peu près linéaire; 1.2 le corps rotatif (5) présente, dans une zone de sa hauteur axiale qui est disposée dans le plan de déplacement de l'élément d'entraînement (2) travaillant de façon au moins à peu près linéaire, sur sa périphérie une surface de défilement (9), l'espacement radial (x) entre la surface de défilement (9) et l'axe de rotation (6) du corps rotatif (5) étant différent selon le point sur lequel on se trouve sur la périphérie du corps rotatif (5); 1.3 l'élément de traction (8) est en contact avec la surface de défilement (9), au moins sur une partie de la périphérie du corps rotatif (5), et évolue en enroulement sur, ou en déroulement de,- la surface de défilement (9), pendant le déplacement sur cette surface de défilement (9). 1.4 le corps rotatif (5) présente un élément de fixation (7) qui est disposé en décalage par rapport à l'axe de rotation (6) du corps rotatif (5); 1.5 sur l'élément de fixation (7) agit- un moyen de transmission (4) qui transmet le mouvement secondaire au moins à peu près linéaire; 1.6 l'élément de traction (8) raide en flexion est réalisé sous la forme de courroie crantée, s'engageant dans la surface de défilement (6), munie d'une denture, du corps rotatif (5); et 1.7 le moyen de transmission (4) est monté sur le moyen de fixation (7), de manière qu'il présente un jeu (trou oblong 11), au moins dans une direction perpendiculaire au déplacement du moyen de transmission (4). 2. Élément de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de transmission (4) est réalisé sous la forme d'élément de traction, qui est muni, sur sa face opposée au corps rotatif (5), d'un moyen élastique (12) qui exerce la force de rappel sur le corps rotatif (5), le mouvement secondaire étant susceptible d'être prélevé sur l'élément de traction (4). 3. Élément de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'espacement radial (x) entre la surface de défilement (9) et l'axe de rotation (6) du corps rotatif (5) est tel qu'on obtient un rapport de transmission, surmultiplicateur ou réducteur, entre les deux mouvements linéaires, qui varie au fur et à mesure que s'accomplit le mouvement de rotation du corps rotatif (5). 4. Élément de transmission 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen de transmission (4) est réalisé sous la forme de tige de traction. 5. Élément de transmission selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de fixation (7) est réalisé sous la forme de boulon qui s'engage un tiou oblong (11) ménagé dans la tige de traction (4). 6. Élément de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement 2) travaillant de façon au moins à peu près linéaire est réalisé sous la forme de capsule à dépression. 7. Élément de transmission selon lrune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement (2) travaillant de façon au moins à peu près linéaire est réalisé sous la forme de moteur linéaire. 8. Élément de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement (2) travaillant de façon au moins à peu près linéaire est réalisé sous la forme d'ensemble à piston et cylindre, fonctionnant de façon hydraulique et pneumatique. 9. Élément de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 ou 8, caractérisé en ce que le corps rotatif (5) est susceptible de tourner d'un angle de 0 à 350 o lorsque l'utilisation se fait de façon nominale.