Brevet FR2850437A1 — publié le 20040730

La présente invention concerne un procédé de variation de rapport en continu dans une transmission par élément flexible sans fin, et un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé comprenant une poulie à circonférence déformable et un moyen de faire varier son diamètre effectif. Dans une transmission par élément flexible sans fin, on peut désirer obtenir un rapport de rotation variable entre deux axes. Pour cela, une des poulies peut avoir un diamètre effectif variable en continu et un moyen de le modifier. Des solutions existent, impliquant des poulies à joues et courroie trapézodale ou des cônes (brevet W09620360). Ces solutions impliquent un déplacement et donc un encombrement 10 axial qui n'est pas toujours possible. D'autres solutions agissent directement sur le diamètre (brevet DE805734) mais nécessitent un effort continu pour maintenir le diamètre désiré et n'ont pas de circonférence continue. La présente invention ne nécessite pas de courroie trapézodale, ni de déplacement axial. Enfin, elle nécessite peu d'effort pour fixer et conserver le diamètre 15 dans le cas ou elle agit sur le brin mou, et conserve une circonférence régulière. Le procédé de variation de rapport en continu dans une transmission par élément flexible sans fin, selon l'invention, est caractérisé en ce que a) Le diamètre effectif d'une poulie dont la circonférence déformable est composée d'une pluralité d'éléments de secteur individuel ayant entre eux 20 une zone de coopération, capable chacun d'un déplacement globalement radial et subissant chacun l'action d'une force de rappel centrifuge par rapport au moyeu, est fixé lors de la rotation de ladite poulie, aux environs de la zone o elle entre en contact avec l'élément flexible sans fin (la zone d'attaque), par l'application d'une force à la périphérie de ladite poulie, 25 antagoniste aux dites forces de rappel et qui contraint successivement chaque élément de secteur individuel à prendre la position radiale correspondant au diamètre effectif, puis b) en ce que le diamètre effectif de ladite poulie est conservé sensiblement sur 30 toute la partie o des éléments de secteur individuel sont en contact avec l'élément flexible sans fin, par un blocage desdits éléments de secteur individuel résultant d'un équilibre des forces en présence, de l'adhérence entre les éléments de secteur individuel et l'élément flexible sans fin, et des déplacements possibles des éléments de secteur individuel les uns par 35 rapport aux autres. En d'autres mots, l'élément flexible sans fin (par exemple une courroie) 2 applique une force sur la poulie qui tend à enfoncer les éléments de secteurs individuels vers le centre de la poulie, mais un blocage desdits éléments de secteurs individuels s'opère, par leur coincement deux à deux (de deux éléments de secteurs individuels adjacents), coincement d à l'adhérence de l'élément flexible sans fin dans leur zone de coopération rendant leur rapprochement et donc leur enfoncement impossible. C'est donc l'équilibre entre la force de l'élément flexible sans fin sur la poulie et le coincement qui en résulte qui conserve le diamètre effectif sur sensiblement tout le secteur o les éléments de secteurs individuels sont en contact avec l'élément flexible sans fin. Un dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comporte au moins une poulie dont la circonférence est composée d'une pluralité d'éléments de secteur individuel liés chacun au moyeu de ladite poulie par une liaison glissière radiale comportant un moyen élastique tel qu'un ressort exerçant une force de rappel centrifuge sur chaque extrémité formant la périphérie des éléments de secteur individuel (un patin en contact avec la poulie), la position radiale de chaque élément de secteur individuel pouvant varier, sous l'action d'une force centripète s'opposant à ladite force de rappel, depuis la position radiale correspondant au diamètre maximum de ladite poulie, jusqu'à la position radiale correspondant au diamètre minimum de la poulie, chaque élément de secteur individuel ayant une zone de coopération avec les 20 éléments de secteur individuel adjacents. Le diamètre effectif de ladite poulie est fixé lors de sa rotation, par le positionnement radial du premier élément de secteur individuel entrant en contact avec l'élément flexible sans fin dans la zone d'attaque, par l'application d'une force antagoniste à ladite force de rappel de cet élément de secteur individuel, force appliquée par ledit élément flexible sans fin positionné par tout moyen tel qu'un galet pivotant à l'extrémité d'une tringle en pivot sur le bâti autour d'un axe, tringle dont l'autre extrémité est actionnée par tout moyen. Le diamètre effectif de ladite poulie est conservé sensiblement sur toute la partie de la poulie o des éléments de secteur individuel sont en contact avec l'élément 30 flexible sans fin, par le blocage de paires d'éléments de secteur individuel adjacents sous l'action d'une force centripète appliquée par ledit élément flexible sans fin sur la poulie, blocage obtenu par l'adhérence entre l'élément flexible sans fin et lesdits élément de secteur individuel adjacents dans leur zone de coopération, l'adhérence rendant leur rapprochement et donc leur enfoncement impossible puisque ces deux 35 mouvements sont liés par l'angle entre les déplacements possibles desdits éléments de secteur individuel. Selon des modes particuliers de réalisations: - Les éléments de secteur individuel adjacents peuvent coopérer dans leur zone de coopération, par un recouvrement résultant de leur positionnement relatif et de leur forme comportant des lamelles ou une surface étagée. - Les éléments de secteur individuel adjacents peuvent coopérer dans leur zone de coopération, par un recouvrement résultant du montage en quinconce de deux rangées d'éléments de secteur individuel. - les patins formant la périphérie des éléments de secteur individuel peuvent être composés d'un matériau souple, prenant un arrondi régulier sous la 10 pression de l'élément flexible sans fin. - Le nombre et la disposition des éléments de secteur individuel sont variables. - Une poulie peut comporter une pluralité de rangées d'éléments de secteur individuel et de systèmes de positionnement d'éléments flexibles sans fin. 15 - L'élément flexible sans fin peut être par exemple mais sans limitation une courroie de section rectangulaire, éventuellement avec une nervure. La nervure peut servir de guide, nécessaire dans certaines applications et peut être crantée pour éventuellement plus de souplesse ou satisfaire aux caractéristiques de la seconde poulie. - Le système de positionnement de l'élément flexible sans fin, n'est pas détaillé et peut être commandé par exemple mais sans limitation: 1. Manuellement ou électriquement par tout système adéquat, tringle ou câble par exemple. 2. Par un moteur électrique et asservi en position en fonction du 25 diamètre effectif de la poulie et d'une commande électronique. 3. Par un système logique de " boîte de vitesses automatiques " pour vélo par exemple, permettant une sélection automatique du rapport en fonction de paramètres divers. Les dessins annexés illustrent l'invention: Fig.1: Vue de face d'un patin (2) formant la périphérie de la poulie. Fig.2.: Vue de côté d'une variante de patin (2) à 4 lamelles. Fig.3: Vue de dessus d'une variante de patin (2) à 4 lamelles. Fig.4: Vue de côté d'une variante de patin à surface étagée (2a). Fig.5: Vue de dessus d'une variante de patin à surface étagée (2a). 35 Fig.6: Un patin (2) qui fléchit sous une pression et s'arrondit. Fig.7: Deux patins dans une variante à 8 lamelles (2b) qui s'emboîtent par leur forme. Fig.8: Vue éclatée d'un élément de secteur individuel (14) avec liaison glissière (7, 12). Fig.9: Vue de côté d'un moyeu (1). Fig.10: Vue de face d'éléments de secteur individuel (14) assemblés sur un moyeu (1) par liaison glissière. Fig.11: Vue partielle selon A d'éléments de secteur individuel (14) de part et d'autre du moyeu (1) formant deux rangées d'éléments de secteur individuel (14). Fig.12: Vue partielle selon A avec un élément flexible sans fin lisse (6) en 10 coupe, en position sur les éléments de secteur individuel (14). Fig.13: Profil de l'élément flexible sans fin lisse (6) représenté fig. 12. Fig.14: Vue partielle selon A d'une variante d'élément flexible sans fin nervuré (6a) en coupe, en position sur les éléments de secteur individuel (14). Fig.15: Profil de l'élément flexible sans fin nervuré (6a) représenté fig. 14. Fig.16: Profil d'une variante de l'élément flexible sans fin nervuré et cranté (6b). Fig.17: Poulie partiellement représentée au diamètre maximum (()1). Fig. 18: Poulie partiellement représentée avec les éléments de secteur individuel (14) enfoncés vers le centre de la poulie, au diamètre minimum (42). Fig.19: Vue de face partielle d'un sélecteur de position de l'élément flexible 20 sans fin, sans le détail du système de positionnement (9). Fig.20: Vue de profil partielle d'un sélecteur de position de l'élément flexible sans fin, sans le détail du système de positionnement (9). Fig.21: Vue de côté de la poulie complète avec sélecteur de position de l'élément flexible sans fin entre les deux rangées d'éléments de secteur individuel (14). 25 Fig.22: Vue de face de la poulie selon l'invention et sélecteur de position de l'élément flexible sans fin dans ses positions extrêmes. Fig.23: Variante de poulie et sélecteur, vue de côté.. Fig.24: Variante de poulie et sélecteur, vue de face. Fig.25 Vue de côté symbolique, indiquant la position des patins (2) dans un 30 montage en quinconce des éléments de secteur individuel (14). Fig.26: Vue de face de la variante de montage des éléments de secteur individuel (14) en quinconce. Fig.27: Vue d'ensemble en situation. Fig.28: Détail de la Fig.27 avec indications de diamètres et secteurs. 35 Fig.29: Vue de face de deux éléments de secteur individuel (14a, 14b) adjacents avec leur zone de recouvrement (Z1) et l'angle (cd) entre les 2. - 5 Fig.30: Vue partielle de dessus de deux éléments de secteur individuel (14a, 14b) adjacents avec la zone de coopération (ZI). Fig.31: Vue de face de deux éléments de secteur individuel (14a, 14b) adjacents avec leurs déplacements (Dl, D2), enfoncements (El, E2) et rapprochements (Rl, R2) respectifs sous l'action de forces (F) de contact d'une courroie (6) non représentée, si il n'y avait pas adhérence ou pas de zone de recouvrement (ZI, Z2). Fig.32: Vue partielle de dessus des deux éléments de secteur individuel (14a, 14b) adjacents de la Fig.30 enfoncés avec leur rapprochement (R) respectif. En référence à ces dessins, le dispositif est composé d'une poulie déformable et d'un système qui fixe son diamètre pendant la rotation par positionnement d'une courroie (6). La périphérie déformable de la poulie est composée de 24 patins (2) en polyoxyméthylène (POM). La surface arrondie périphérique de ces patins est dépolie pour en augmenter le coefficient de frottement, les autres surfaces sont lisses. Chaque 15 patin (2) est emmanché serré sur une tige de glissière (12) en aluminium (EN AB-51 300) qui coulisse dans un corps de glissière (7) en polytétrafluoréthylène (PTFE). Une rondelles (13) en aluminium (EN AB-51 300) centre un ressort (8) en acier (X30 Cr 13) autour de la tige (12). L'action du ressort écarte le patin (2) du corps de la glissière (7). Chaque système déformable élastique ainsi formé est un élément de secteur individuel 20 (14). La poulie selon l'invention est composée de 24 éléments de secteur individuel (14) positionnés de part et d'autre du moyeu (1), régulièrement en étoile pour former la périphérie de la poulie. Les ensembles sont fixés au moyeu (1) par collage (non représenté) par le corps de la glissière (7). Les 24 patins (2) sont donc en liaison glissière élastique par rapport au moyeu, l'axe de leur translation rectiligne passant par 25 l'axe de rotation du moyeu. Les patins (2) ne se touchent pas entre eux, leur coopération (zone Zl, Z2) est un recouvrement sans contact obtenu par la forme ou le positionnement des patins (2). Le recouvrement de deux éléments de secteur individuel adjacents est effectif quel que soit leur enfoncement, de par leur forme et position. Par l'action des ressorts, la poulie a, hors toute autre contrainte, son diamètre 30 maximum ("1). En appliquant sur les éléments de secteur individuel (14) une force opposée à l'action des ressorts, donc en enfonçant les éléments de secteur individuel (14), la poulie a son diamètre minimum (.2). L'élément flexible sans fin, une courroie (6) en butadiène et coton, est positionné dans sa zone d'entrée en contact avec la poulie (la zone d'attaque a) par l'équilibre entre sa tension et le contact d'un galet de 35 polychlorure de vinyle (3) monté en liaison pivot sur une tringle (4) en acier (X30 Cr 13). La tringle (4) pivote par rapport au bâti (5) partiellement représenté autour d'un - 6 axe (16) en acier (X30 Cr 13). La tringle (4) qui est positionnée entre les deux rangées de patins (2) est orientée par un système de commande non représenté (9). Le sens de rotation de la poulie est indiqué par les flèches le long de la courroie (6). Le tendeur de courroie (10) non détaillé fait office d'enrouleur. La poulie menante (11) n'est pas détaillée et certains axes de rotation sont ignorés. Le secteur de conservation de diamètre est noté (p). Les patins (2) quittent le contact de la courroie dans le secteur (Y). Une variante comporte un second système de positionnement de l'élément flexible sans fin tel que présent aux environs de la zone (a) pour fixer le diamètre 10 effectif (4) de la poulie, aux environs de la zone (y), permettant au dispositif de fonctionner également dans l'autre sens de rotation, puisque le secteur (y) devient dans ce cas la zone d'attaque de l'élément flexible sans fin (6) sur la poulie. Une des variantes possède une seule rangée de patins, le sélecteur de diamètre est alors de part et d'autre de la poulie et l'élément flexible sans fin est plus 15 large que les éléments de secteur individuel. Cette variante représentée Fig.23 et Fig.24 o l'on voit deux galets (2z) du même sélecteur (4z) de part et d'autre de la poulie (1z) en contact avec la courroie (3z), n'est qu'un exemple et n'est pas limitative. Une variante représentée Fig.25 et Fig.26 utilise des patins (2), sans lamelles ni surface étagée, montés en quinconce plutôt qu'en ligne. Le recouvrement des éléments de secteur individuel (14) est ici réalisé par la disposition et le montage des éléments de secteur individuel plutôt que la forme de leur extrémité (patins 2). Pour exemple, des variantes de l'élément flexible sans fin sont des courroie lisses, des courroie nervurée (6a) ou crantée (6b). Une variante non illustrée utilise la force centrifuge générée par la rotation et la 25 gravité pour écarter les éléments de secteur individuel (14) de la circonférence du centre de rotation. Dans une variante non illustré non limitative de l'invention, les éléments de secteur individuel ne sont pas reliés au moyeu par des translations rectilignes radiales mais des translations légèrement circulaires et globalement radiales. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à permettre des changements de rapports continus dans une transmission par courroie. REVENDICATIONS 1) Procédé de variation de rapport en continu dans une transmission par élément flexible sans fin, caractérisé en ce que c) le diamètre effectif d'une poulie dont la circonférence déformable est composée d'une pluralité d'éléments de secteur individuel ayant entre eux une zone de coopération, capable chacun d'un déplacement globalement radial et subissant chacun l'action d'une force de rappel centrifuge par rapport au moyeu, est fixé lors de la rotation de ladite poulie, aux environs de la zone o elle entre en contact avec l'élément 10 flexible sans fin, par l'application d'une force à la périphérie de ladite poulie, antagoniste aux dites forces de rappel et qui contraint successivement chaque élément de secteur individuel à prendre la position radiale correspondant au diamètre effectif, puis d) en ce que le diamètre effectif de ladite poulie est conservé sensiblement 15 sur toute la partie o des éléments de secteur individuel sont en contact avec l'élément flexible sans fin, par un blocage desdits éléments de secteur individuel résultant d'un équilibre des forces en présence, de l'adhérence entre les éléments de secteur individuel et l'élément flexible sans fin, et des déplacements possibles des éléments de secteur 20 individuel les uns par rapport aux autres. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une poulie dont la circonférence est composée d'une pluralité d'éléments de secteur individuel (14) liés chacun au moyeu (1) de ladite poulie par une liaison glissière (7 et 12) 25 radiale comportant un moyen élastique (8) tel qu'un ressort exerçant une force de rappel centrifuge sur chaque extrémité (2) formant la périphérie des éléments de secteur individuel (14), la position radiale de chaque élément de secteur individuel (14) pouvant varier, sous l'action d'une force centripète (F) s'opposant à ladite force de rappel, depuis la position radiale correspondant au diamètre maximum ("l) de ladite poulie, jusqu'à la position radiale correspondant au diamètre minimum (ad) de la poulie, chaque élément de secteur individuel (14) ayant une zone de coopération (Zl, Z2) avec les éléments de secteur individuel (14) adjacents. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre effectif 35 (D) de ladite poulie est fixé lors de sa rotation, par le positionnement radial du premier élément de secteur individuel (14) entrant en contact avec l'élément flexible sans fin (6) dans la zone d'attaque (secteur a), par l'application d'une force antagoniste à ladite force de rappel de cet élément de secteur individuel, force appliquée par ledit élément flexible sans fin (6) positionné par tout moyen tel qu'un galet (3) pivotant à l'extrémité d'une 5 tringle (4) en pivot sur le bâti (5) autour d'un axe (6), tringle dont l'autre extrémité est actionnée par tout moyen. 4) Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les éléments de secteur individuel (14) adjacents, coopèrent dans leur zone de coopération (Zl) par un recouvrement résultant de leur positionnement relatif et de leur forme comportant des lamelles (2b) ou une surface étagée (2a). 5) Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les éléments de secteur individuel (14) adjacents, coopèrent dans leur zone de coopération (Z2), par un recouvrement résultant du montage en quinconce 15 de deux rangées d'éléments de secteur individuel (14). 6) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les patins (2) formant la périphérie des éléments de secteur individuel (14) sont composés d'un matériau souple, prenant un arrondi régulier sous la pression de l'élément 20 flexible sans fin (6).