Brevet FR2892482A1 — publié le 20070427

-1- La présente invention concerne un dispositif de transmission de puissance de type train épicycloïdal. Un dispositif de transmission de puissance a pour fonction de démultiplier la vitesse entre un élément d'entrée et un élément de sortie et ceci sous un faible encombrement. On connaît déjà, dans l'état de la technique, un dispositif de transmission de puissance destiné à créer une différence de vitesse entre un élément d'entrée et un élément de sortie, comportant un planétaire et son arbre, un train satellite et son arbre, et une couronne à denture interne et son arbre. Pour que la transmission soit assurée, il est nécessaire qu'un premier arbre devienne moteur, qu'un second arbre devienne récepteur et que le troisième arbre soit immobilisé pour faire office de point de réaction. Généralement, le planétaire, le satellite et la couronne sont de type roue à engrenages. Cependant, ces roues à engrenages subissent des frottements importants générés par le glissement des dents d'engrenage les unes sur les autres, ce qui nécessite de plus une lubrification appropriée. Or, il est souhaitable de minimiser les pertes d'énergie notamment les pertes dues aux frottements. L'invention a pour but de limiter les frottements générés dans un dispositif de transmission de puissance. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de transmission de puissance de type train épicycloïdal comprenant un premier jeu de deux éléments d'entraînement composé par un planétaire et un satellite et un second jeu de deux éléments d'entraînement composé par le satellite et une couronne, caractérisé en ce que, dans chacun des jeux, l'un des deux éléments est de type roue à galets et l'autre élément a une forme en étoile offrant une surface de roulement pour les galets entre les branches de l'étoile. Grâce à l'invention, les frottements sont limités dans les moyens formant transmission de puissance. En outre, le couple et le rendement du dispositif sont 30 augmentés. Suivant d'autres caractéristiques du dispositif de transmission de puissance : l'élément en forme d'étoile comporte des paires de bras d'entraînement offrant la surface de roulement, les bras d'entraînement d'une paire étant répartis symétriquement de part et d'autre d'un plan normal à l'arbre de l'élément en forme 35 d'étoile ; -2- les bras d'entraînement d'une paire de l'élément en forme d'étoile sont séparés par un espace prédéterminé permettant à une structure porteuse de la roue à galets de passer entre eux ; - l'élément de type roue à galets comporte des paires de galets d'entraînement, les galets d'entraînement d'une paire étant répartis symétriquement de part et d'autre d'un plan normal à l'arbre de l'élément de type roue à galets ; - les galets d'entraînement d'une paire sont séparés par un espace prédéterminé permettant aux surfaces de contact des galets d'entraînement de l'élément de type roue à galets d'être en regard des surfaces de roulement de l'élément en forme étoile ; les galets d'entraînement d'une paire sont solidaires l'un de l'autre ; les paires de galets d'entraînement sont montés en rotation sur l'élément de type roue à galets ; le planétaire et la couronne sont de type roue à galets et le satellite a une forme en étoile ; le planétaire et la couronne ont une forme en étoile et le satellite est de type roue à galets ; les bras d'entraînement de l'élément en forme d'étoile et les galets d'entraînement de l'élément de type roue à galets sont munis de roulements à billes ou à aiguilles ; la couronne, le planétaire et le satellite sont en matériaux composites. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : la figure 1 est un schéma de principe, selon un premier mode de réalisation de l'invention, d'un dispositif de transmission de puissance; - la figure 2 est une coupe selon A-A de la couronne de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de gauche du planétaire de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de gauche du satellite de la figure 1 ; - la figure 5 est un schéma de principe d'un second mode de réalisation, selon l'invention, du dispositif de transmission de puissance. De manière générale, le dispositif de transmission de puissance comprend une couronne extérieure 1, un planétaire 2 et un satellite 3. On notera que seulement un satellite est représenté, par soucis de clarté des schémas, mais qu'en général ils sont au nombre minimum de trois. -3- On a représenté sur la figure 1 un dispositif de transmission de puissance selon un premier mode de réalisation où le planétaire 2 et la couronne 1 sont de type roue à galets et le satellite 3 a une forme en étoile. La couronne 1 comporte une roue 4, des armatures 5 et des galets d'entraînement 1A, I B. Les armatures 5 sont agencées radialement sur la périphérie interne de la roue 4, solidaires de cette roue 4 par une de leur extrémités, et sont réparties symétriquement par rapport au diamètre de la roue 4. De plus, l'extrémité libre des armatures 5 supporte les paires de galets d'entraînement 1A,1B de la couronne 1 qui sont montés en rotation, autour d'un axe parallèle à l'arbre de la couronne 1. Les galets d'entraînement 1A et 1B sont répartis symétriquement de part et d'autre de l'armature 5, par rapport à un plan normal à l'arbre de la couronne 1 et solidarisés l'un à l'autre par des moyens classiques. De même, le planétaire 2 comporte une roue 6, des armatures 7 et des galets d'entraînement 2A, 2B, agencés sur les armatures 7 de la même manière que les galets d'entraînement 1A, 1B de la couronne 1. Cependant, les armatures 7 du planétaire 2 sont agencées sur la périphérie externe de la roue 6. Le satellite 3 comporte une roue 8 munie sur sa périphérie externe de paires de bras d'entraînement 3A, 3B s'étendant sensiblement radialement. Les bras 3A, 3B d'une paire étant répartis symétriquement de part et d'autre d'un plan normal à l'arbre du satellite 3 (figure 4). Ainsi, les bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3 forment des surfaces de roulement qui se trouvent en regard des surfaces de contact des galets d'entraînement 1A, 1B et 2A, 2B de la couronne 1 et du planétaire 2. On notera que la longueur des armatures internes 5 et externes 7 et le nombre des paires de galets de la couronne 1 et du planétaire 2 et des paires de bras du satellite 3 sont calculés afin de permettre aux surfaces de contact des galets d'entraînement 1A, 1B et 2A, 2B de la couronne 1 et du planétaire 2 de coopérer avec les surfaces de roulement des bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3. Enfin, selon une variante de ce mode de réalisation, sur les surfaces de roulement des bras 3A, 3B du satellite 3 sont agencés des roulements à billes ou à aiguilles. Nous allons maintenant détailler le fonctionnement du premier mode de réalisation. Sur la figure 1, l'élément d'entrée est le planétaire 2, l'élément de sortie le satellite 3 et l'élément fixe la couronne 1. -4-Dans cette configuration, les satellites 3 vont non seulement effectuer des rotations sur eux-mêmes mais aussi sur le pourtour intérieur de la couronne 1. En effet, lorsque le planétaire 2 est entraîné en rotation, les galets d'entraînement 2A, 2B situés à ses extrémités prennent appui sur l'extrémité des bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3. Progressivement, la surface de contact des galets d'entraînement 2A, 2B du planétaire 2 se déplace sur la surface de roulement des bras d'entraînement 3A, 3B des satellites 3 pour se rapprocher de la roue 8 du satellite 3. Le satellite 3 est alors entraîné en rotation grâce aux galets d'entraînement 1A, 1B de la couronne 1 qui procurent des points d'appui fixes aux bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3. Ainsi, l'entraînement du dispositif de transmission de puissance se fait grâce à un premier jeu de deux éléments d'entraînement composé par la paire de galets d'entraînement 2A, 2B du planétaire 2 et la paire de bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3 et à un second jeu de deux d'éléments d'entraînement composé par la paire de bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3 et la paire de galets d'entraînement 1A, 1B de la couronne 1. Par le roulement des galets sur les surfaces de roulement, les frottements sont diminués. En parallèle, cela améliore le couple et le rendement. On notera que les bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3, répartis symétriquement de chaque côté du plan normal à l'axe de rotation du satellite 3, sont espacés de manière à ce que chaque bras 3A, 3B puisse passer de part et d'autre des armatures 5 et 7 supportant les galets de la couronne 1 et du planétaire 2. Ceci permet au satellite 3 de ne pas être gêné dans son mouvement circulaire. De plus, cet espace doit permettre le contact des surfaces de roulement des bras 3A, 3B du satellite 3 avec les surfaces de contact des galets 1A, 1B et 2A, 2B de la couronne 1 et du planétaire 2 de sorte que les surfaces de contact des bras 3A, 3B du satellite 3 forment une surface de roulement des galets 1A, 1B et 2A, 2B de la couronne 1 ou du planétaire 2. On notera que l'espace séparant les galets 1A et 1B, ou 2A et 2B est principalement déterminé par l'épaisseur des armatures respectivement 5 et 7 de la couronne 1 et du planétaire 2. On a représenté sur la figure 5 un dispositif de transmission de puissance selon une second mode de réalisation. Sur cette figure 5, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Le planétaire 2' et la couronne 1' sont en forme d'étoile et le satellite 3' de type roue à galets. -5- Le satellite 3' et le planétaire 2' sont de la forme respectivement du planétaire 2 et du satellite 3 tels que décrits dans le premier mode de réalisation. La couronne 1' comporte une roue 4 munie de paires de bras l'A, 1'B agencées de manière symétrique et radiale sur la périphérie interne de la roue et solidaires de la roue 4. Dans cette configuration, où l'élément d'entrée est toujours le planétaire 2', l'élément de sortie le satellite 3' et l'élément fixe la couronne 1', les satellites 3' vont avoir le même mouvement que dans le premier mode de réalisation. En effet, lorsque le planétaire 2' est entraîné en rotation, les surfaces de roulement des bras d'entraînement 2'A, 2'B du planétaire 2' reçoivent les galets d'entraînement 3'A, 3'B du satellite 3'. Progressivement, les bras d'entraînement 2'A, 2'B du planétaire 2' roulent sur les galets d'entraînement 3'A, 3'B du satellite 3' pour se rapprocher du centre du planétaire 2'. Les galets d'entraînement 3'A, 3'B du satellite 3', grâce aux bras d'entraînement l'A, 1'B de la couronne 1' qui leur procurent des points d'appui fixes, sont alors entraînés en rotation. L'espace séparant les bras d'entraînement l'A, 1'B et les bras d'entraînement 2'A, 2'B de la couronne 1' et du planétaire 2' doivent remplir les mêmes critères que l'espace séparant les bras 3A et 3B du satellite 3 décrit dans le premier mode de réalisation. On notera que les bras 2'A, 2'B du planétaire ou les bras l'A, 1'B de la couronne ou les bras 3A, 3B du satellite, dans le premier mode de réalisation, servant de surface de roulement, peuvent être d'un profil différent, par exemple d'un profil hyperbolique ou parabolique. Dans les deux modes de réalisation décrits précédemment, le mode de fonctionnement était le même avec comme élément d'entrée le planétaire (2, 2'), comme élément de sortie le satellite (3, 3') et comme élément fixe la couronne (1, 1'). Cependant, tout comme les trains épicycloïdaux classiques, ce dispositif de transmission de puissance peut avoir différents modes de fonctionnement. En effet, pour que la transmission soit assurée, il est nécessaire qu'un premier arbre devienne moteur, qu'un deuxième arbre devienne récepteur et que le troisième arbre soit immobilisé pour faire office de point de réaction. C'est en adaptant des systèmes de commande (non détaillés) permettant l'activation ou I `immobilisation de la couronne 1, du planétaire 2 ou du satellite 3 qu'on pourra obtenir un nombre important de réalisations. -6- Ainsi, selon une variante de fonctionnement du premier mode de réalisation, l'élément d'entrée est le planétaire 2, l'élément de sortie la couronne 1, et l'élément fixe le satellite 3. Dans cette configuration, les bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3 sont tout d'abord entraînés en rotation, par glissement des galets d'entraînement 2A, 2B du planétaire 2 sur la surface de roulement des bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3, puis entraînent en rotation la couronne 1, par glissement de la surface de roulement des bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3 sur les galets d'entraînement 1A, 1B de la couronne 1. On notera que de manière générale, et quelque soit le mode de fonctionnement, l'entraînement du dispositif de transmission de puissance se fait toujours grâce à un premier jeu de deux éléments d'entraînement composé par le planétaire 2 et le satellite 3 et à un second jeu de deux d'éléments d'entraînement composé par le satellite 3 et la couronne 1. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, ses caractéristiques essentielles. En particulier, le nombre de paires de galets pourrait être différent, sous réserve que l'espace situé entre chaque paire de galets permette à la fois le passage des paires de bras d'entraînement du satellite 3 mais également le contact des bras d'entraînement 3A, 3B du satellite 3 sur les galets d'entraînement 1A, 1B et 2A, 2B de la couronne 1 et du planétaire 2. Par ailleurs, dans une autre variante, on pourrait positionner les galets non pas symétriquement mais de part et d'autre du plan principal du dispositif. Enfin, les galets de la couronne 1 peuvent être fixés directement sur la couronne 1.30 REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de puissance comprenant un premier jeu de deux éléments d'entraînement composé par un planétaire (2) et un satellite (3) et un second jeu de deux éléments d'entraînement composé par le satellite (3) et une couronne (1) caractérisé en ce que dans chacun des jeux, l'un des deux éléments est de type roue à galets et l'autre élément a une forme en étoile offrant une surface de roulement pour les galets entre les branches de l'étoile. 2. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 1, dans lequel l'élément en forme d'étoile comporte des paires de bras d'entraînement offrant la surface de roulement, les bras d'entraînement d'une paire étant répartis symétriquement de part et d'autre d'un plan normal à l'arbre de l'élément en forme d'étoile. 3. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 2, dans lequel les bras d'entraînement d'une paire de l'élément en forme d'étoile sont séparés par un espace prédéterminé permettant à une structure porteuse de la roue à galets de passer entre eux. 4. Dispositif de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l'élément de type roue à galets comporte des paires de galets d'entraînement, les galets d'entraînement d'une paire étant répartis symétriquement de part et d'autre d'un plan normal à l'arbre de l'élément de type roue à galets. 5. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 4, dans lequel les galets d'entraînement d'une paire sont séparés par un espace prédéterminé permettant aux surfaces de contact des galets d'entraînement de l'élément de type roue à galets d'être en regard des surfaces de roulement de l'élément en forme d'étoile. 6. Dispositif de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel les galets d'entraînement d'une paire sont solidaires l'un de l'autre. 7. Dispositif de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel les paires de galets d'entraînement sont montés en rotation sur l'élément de type roue à galets.-8- 8. Dispositif de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le planétaire (2) et la couronne (1) sont de type roue à galets et le satellite (3) a une forme en étoile. 9. Dispositif de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le planétaire (2) et la couronne (1) ont une forme en étoile et le satellite (3) est de type roue à galets. 10. Dispositif de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les bras d'entraînement de l'élément en forme d'étoile et les galets d'entraînement de l'élément de type roue à galets sont munis de roulements à billes ou à aiguilles. 11. Dispositif cle transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la couronne (1), le planétaire (2) et le satellite (3) sont en matériaux composites.15