Brevet FR2818721A1 — publié le 20020628

L'invention décrite concerne un principe de transmission mécanique incluant un réducteur de vitesse pour l'entraînement des axes de rotation des montures de télescopes. Ce principe pourrait être intégré dans un système d'entraînement pour montures de télescopes d'amateur par exemple ou tout autre instrument scientifique. Les transmissions généralement utilisées pour cette application font appel à des engrenages à dentures taillées (droites ou hélicoïdales) avec roues dentées et vis sans fm, dont les caractéristiques de précision sont toujours en fonction de la qualité et de la rigueur des usinages, qui requièrent des équipements spécifiques complexes engendrant des coûts élevés. D'autre part, les rapports de réduction de vitesse étant fonction du nombre de dents de chacun des éléments, il n'est pas toujours possible d'obtenir le rapport de réduction voulu. Le principe selon l'invention permet de contourner ces difficultés techniques de conception et de réalisation tout en garantissant un résultat au moins équivalent aux meilleurs systèmes actuels pour un coût nettement inférieur. A titre indicatif pour situer l'invention par rapport aux techniques existantes, on peut dire que le principe dans lequel elle est intégrée s'apparente à d'autres principes existants, mais dont aucun n'a pu être retenu pour l'entraînement des montures de télescopes du fait de leurs inconvénients propres. Il s'agit entre autre de : - transmission par friction - transmission par courroie ou par câble - transmission par galet presseur - transmission par secteur lisse Le principe selon l'invention est mis en oeuvre dans un système de transmission d'un mouvement circulaire comprenant 4 organes principaux repérés de 1 à 4 et représentés sur les dessins Y2 annexés. - (1) : le galet rainuré solidaire de l'axe (5) d'un motoréducteur (6) (ou d'un quelconque organe délivrant le mouvement de rotation initial) - (2) : la roue à gorge (que l'on peut désigner par poulie ou par plateau selon les applications) d'un diamètre largement supérieur au diamètre du galet rainuré - (3) : la boucle sans fin réalisée en fil métallique ou synthétique qui s'enroule respectivement autour du galet rainuré (1) puis de la roue à gorge (2) selon un parcours schématisé Fig. 2 - (4) : le galet auxiliaire soutenu par un ressort (7) faisant office de tendeur. La rainure du galet est placée en vis-à-vis de la gorge de la roue. Le fil est enroulé à l'intérieur de la gorge, puis de la rainure en faisant un tour mort. Les enroulements sont croisés en 8 pour une rotation de la roue en sens contraire du galet. Principe dynamique : Sous l'action du tendeur (4), le système est maintenu en contrainte permanente. Le fil est tendu tel qu'il enserre étroitement le fond de la rainure du galet et le fond de la gorge de la roue à l'instar d'un câble sur un tambour de treuil. Cette tension à pour effet secondaire d'attirer le galet contre la roue. En conséquences, les surfaces lisses de chaque coté de la rainure du galet sont en pression sur les surfaces lisses des bords de la roue. (point de contact A). La mise en rotation du galet (1) provoque la rotation en sens inverse de la roue (2). De part la forme et la position respectives de la rainure et de la gorge, le fil est autoguidé pendant l'entraînement Le choix des diamètres à fond de gorge (9) et à fond de rainure (8) par rapport aux diamètres au point de contact sont déterminants et sont associés au choix de la forme et de la profondeur de la rainure en fonction de la forme et de la section du fil. Ces paramètres maîtrisés garantissent la stabilité du système, et rendent tout glissement impossible et ce quelque soit le sens de rotation. Il en résulte que la vitesse tangentielle au point de contact (A) est la même pour le galet et pour la roue, et par conséquent le rapport de réduction est en raison directe du rapport des diamètres. Les avantages d'une telle transmission sont nombreux, et on peut tirer parti de chacun d'eux à des titres différents selon les domaines d'application : - l'usinage de surfaces de révolution lisses même si elles sont d'une bonne précision sont facilement réalisables à des coûts bien inférieurs au taillage des engrenages. - l'absence de frottements entre les organes moteur et récepteur réduit considérablement les pertes d'énergie constatées dans les autres systèmes existants. La quasi-totalité de la puissance du moteur est donc transmise à la roue, sans frein parasite, qui pourrait nuire à la régularité de la vitesse. De plus aucune lubrification n'est nécessaire, il en résulte que le système est tout naturellement capable de fonctionner à l'extérieur par températures basses ou négatives sans dégradation de ses qualités de précision et de régularité. - il n'y a rigoureusement aucun jeu axial entre le galet et la roue ce qui confère au montage une extrême précision dans la transmission du mouvement. Cette transmission n'est donc pas affectée par l'erreur périodique caractéristique des montures pour télescopes d'amateur. - la solidarisation du galet avec la roue dans un des plans de travail étant assuré par le fil en tension, le montage est auto-alignant et ne nécessite donc aucun piétement de structure, ni aucun ajustage de précision ce qui réduit d'autant les coûts de fabrication. Selon des variantes non décrites et non illustrées, le système peut être équipé d'un moteur synchrone, d'un motoréducteur, d'un moteur pas à pas dont les vitesses peuvent être ou non contrôlées électroniquement. Il peut également être complété par un encodeur optique et asservi par un dispositif électronique de recherche automatique de positions prédéfinies et mémorisées. Le système selon l'invention est particulièrement destiné à l'entraînement des montures pour instruments d'astronomie et d'astrophotographie ainsi que les instruments scientifiques. REVENDICATIONS 1 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse constitué d'un galet (1) et d'une roue lisse (2) caractérisé en ce que ceux-ci sont maintenus en contact sous la contrainte d'un fil tendu (3) s'enroulant respectivement autour du galet puis de la roue selon un parcours déterminé. 2 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon la revendication (1) est caractérisé par l'emploi d'un fil en boucle sans fin (3) s'enroulant respectivement autour du galet (1), puis autour de la roue (2) avec croisement des brins en 8 . 3 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le galet (1) est pourvu d'un rainure (8), et la roue (2) pourvue d'une gorge (9) dans lesquelles le fil (3) est guidé. 4 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon les revendications (2) et (3) est caractérisé en ce que la forme de la section du fil, ainsi que la forme et la position de la rainure et de la gorge déterminent le guidage optimum du fil. 5 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la rainure (8) et la gorge (9) ont leur profondeur calculée pour que la vitesse tangentielle au point de contact (A) résultant de l'action du galet (1) tirant le fil (3) tangentiellement à la roue (2) soit identique à la vitesse tangentielle due au roulement de (1) sur (2). 6 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que sous l'action permanente du galet tendeur (4) et par l'intermédiaire du fil, tout jeu radial entre le galet rainuré (1) et la roue (2) est totalement inexistant. 7 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes est caractérisé en ce que la transmission du mouvement s'opère sans aucun frottement entre l'organe moteur et l'organe récepteur. 8 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon la revendication (7) est caractérisé en ce qu'il ne nécessite aucune lubrification. 9 ) Transmission mécanique à réduction de vitesse selon les revendications (7) et (8) est caractérisé en ce qu'il est apte à fonctionner par températures basses ou négatives sans dégradation de ses qualités de précision et de régularité