Brevet FR3034484A1 — publié le 20161007

DISPOSITIF DE TRANSMISSION L'invention a trait au domaine des transmissions mécaniques. Plus particulièrement, l'invention a trait à un réducteur de vitesse notamment pour la transmission de véhicule automobile. Le document de brevet FR 2 416 399 divulgue un réducteur de vitesse avec un grand rapport de réduction. Le réducteur illustré à la figure 2 du document comprend une couronne dentée liée à un arbre de sortie et comprenant une denture latérale en vue d'un accouplement de chant ; un disque denté incliné par rapport à la couronne dentée et engrenant sur ladite couronne dentée ; un arbre d'entrée entrainant le disque denté incliné à rouler sur la couronne dentée. Le disque denté comprend deux dentures réalisées dos à dos sur ledit disque, une première denture coopérant avec la couronne dentée et une deuxième denture coopérant avec une roue dentée s'étendant dans un plan parallèle et à l'opposé de la couronne dentée. La roue dentée est montée contre un effort élastique réglable pour réaliser une limitation du couple transmissible entre l'arbre d'entrée et le disque denté. Le réducteur comprend en outre, une double liaison rotule, la première liaison rotule étant réalisée entre le disque denté et l'arbre de sortie sur un premier versant, et au centre, du disque ; la deuxième liaison rotule étant réalisée entre le disque denté et l'arbre d'entrée sur le deuxième versant, et excentré, du disque. Cette double liaison rotule est réalisée de façon à ce que la rotation de l'arbre d'entrée, entraine à angle constant, le roulage du disque incliné sur la couronne dentée ainsi que sur la roue dentée, ledit disque rotulant en son centre autour de la première liaison rotule. Le réducteur comprend, en outre, une enveloppe, la roue dentée étant fixe par rapport à l'enveloppe ; en particulier, la roue dentée comprend le même nombre de dents que la denture correspondante sur le disque denté ce qui permet de bloquer en rotation le disque denté lors de son roulage. En revanche la couronne dentée comprend un nombre différent de dents que la denture correspondante sur le disque denté ; un réducteur-inverseur est réalisé lorsque la couronne dentée comprend un nombre de dents inférieur à la denture correspondante du disque denté, le disque denté « avalant » la différence du nombre de dent à chaque tour de roulage effectué. A l'inverse, un réducteur simple est réalisé lorsque la couronne dentée comprend un nombre de dents supérieur à la denture correspondante du disque denté, le disque denté ne parcourant pas la différence du nombre de dents à chaque tour de roulage 3034484 2 effectué. Cet enseignement est intéressant en ce que le réducteur permet un rapport de réduction important, à une dent près de différence entre la couronne dentée et le disque denté par rapport au nombre de dents de la couronne dentée. Il se limite cependant à l'une ou l'autre des réalisations d'un réducteur simple et d'un réducteur 5 inverseur et le rapport de réduction est fixe. Par ailleurs, il présente une certaine complexité de réalisation et est limité au niveau du couple qu'il peut transmettre. Le document de brevet US 7,147,583 B2 divulgue également un réducteur de vitesse avec variation continue. Le réducteur illustré à la figure 17 du document comprend des éléments dont la présence et l'agencement présentent des similitudes 10 de principe avec ceux divulgués au document de brevet précédent. En effet, il comprend un volant incliné monté sur un arbre d'entrée, la rotation de ce dernier faisant osciller ledit volant. Le volant incliné comprend des aiguilles d'entrainement s'étendant radialement et coopérant avec une première roue pourvue d'encoches. Cette première roue peut être fixe en rotation ou être animée d'une vitesse de 15 rotation auxiliaire. Une deuxième roue pourvue également d'encoches est disposée en face de la première roue, de l'autre côté du volant incliné. Cette deuxième roue est reliée à un arbre de sortie. A la différence du document précédent, le volant incliné est mobile en rotation sur l'arbre d'entrée le supportant. Les mouvements d'oscillation du volant incliné, entrainés par la rotation de l'arbre d'entrée, ont pour 20 effet de faire engrener les aiguilles avec les encoches des première et deuxième roues. Le nombre d'aiguilles est différent du nombre d'encoches sur la deuxième roue, ce qui permet au mouvement d'oscillation de générer un mouvement de rotation de la deuxième roue et de l'arbre de sortie. La première roue peut être entrainée en rotation par des moyens d'entrainement supplémentaires, en particulier 25 contrôlés électroniquement, ce qui permet de générer une vitesse de rotation du volant incliné et par conséquent faire varier le rapport de réduction du réducteur. Cet enseignement est intéressant en ce qu'il permet de varier le rapport de réduction du réducteur selon l'une ou l'autre des réalisations d'un réducteur simple et d'un réducteur inverseur. Il nécessite cependant la présence de deux roues avec des 30 encoches, ainsi que l'usage d'un dispositif sophistiqué de commande de la vitesse de rotation de la roue dentée. Le mode de réalisation avec une unique rangée d'aiguilles (voir Fig.15), quoique favorable pour transmettre un couple plus élevé ne l'est pas en ce qui concerne le rendement ; en effet, les aiguilles changent de sens 3034484 3 de rotation entre la phase de roulage sur la première roue et la phase de roulage sur la deuxième roue ce qui génère du frottement. L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant les inconvénients de l'état de l'art, en particulier de l'état de l'art susmentionné. Plus particulièrement, 5 l'invention a pour objectif de proposer une solution de réducteur de vitesse qui soit de réalisation économique et peu encombrante. L'invention a pour objet un dispositif de transmission, comprenant : une couronne avec des encoches axiales réparties le long de la circonférence de ladite couronne ; une roue en vis-à-vis de la couronne et inclinée d'un angle cp par rapport à ladite 10 couronne, ladite roue comprenant des doigts radiaux coopérant avec des surfaces de contact correspondantes sur les encoches de la couronne, le nombre de doigts étant différent du nombre d'encoches ; des moyens de déplacement de la roue par rapport à la couronne de manière à ce que les doigts de ladite roue roulent sur la couronne alors que ladite roue conserve son inclinaison cp, ledit déplacement 15 provoquant une rotation relative entre ladite roue et ladite couronne ; remarquable en ce qu'il comprend, en outre : des moyens de liaison en rotation de la roue permettant son immobilisation ou une transmission de son mouvement de rotation relative par rapport à la couronne, lesdits moyens étant situé au centre de la roue. Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif de synchronisation peut 20 comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens de liaison en rotation comprennent un joint de cardan ou homocinétique. - les moyens de déplacement de la roue inclinée par rapport à la couronne 25 comprennent un galet presseur mobile le long de la couronne, ledit galet presseur étant configuré pour rouler sur ladite roue inclinée. - le galet presseur est configuré pour se déplacer suivant une trajectoire circulaire à une distance axiale constante par rapport à la couronne. - il comprend un arbre d'entrée cinématiquement relié aux moyens de 30 déplacement de la roue par rapport à la couronne. 3034484 4 - il comprend un arbre de sortie cinématiquement relié aux moyens de liaison en rotation de la roue, la couronne étant fixe en rotation. - il comprend un arbre de sortie cinématiquement relié en rotation à la couronne, la roue étant fixe en rotation. 5 - les doigts radiaux coopèrent directement avec les surfaces de contact correspondantes sur les encoches de la couronne. - les surfaces de contact sur les encoches de la couronne sont symétriques deux à deux. - les surfaces de contact sont des cycloïdes formées par un cercle incliné de 10 l'angle cp roulant sur un cercle de référence, le cercle incliné préférentiellement présentant un rayon Rg supérieur au rayon R du cercle de référence, avec préférentiellement R=Rg.cos (p. - les surfaces de contact sur les encoches de la couronne s'étendent de manière sphérique par rapport au centre de la roue inclinée. 15 - la couronne dentée comprend un nombre de dents égale à « a », a étant préférentiellement compris entre 5 et 100, la roue inclinée comprenant un nombre de doigts égal à « b », b étant supérieur à « a », avec préférentiellement a= b.cos ço. - la couronne dentée et le disque incliné comprennent un nombre de dents, 20 respectivement de doigts, compris entre 8 et 12. - les doigts radiaux comprennent des rouleaux coniques montés sur roulement. - le disque est incliné d'un angle cp compris entre 150 et 45°. - les encoches de la couronne s'étendent perpendiculairement au cercle de référence. 25 L'invention a également pour objet un réducteur de vitesse, remarquable en ce qu'il comprend un dispositif de transmission conforme à l'invention, le réducteur comprenant, en outre, des moyens de verrouillage de la roue inclinée et/ou de la couronne dentée, en vue d'inverser, et/ou ne pas inverser, respectivement, le sens 3034484 5 de rotation par rapport à l'arbre d'entrée, de la couronne dentée et/ou de la roue inclinée, respectivement. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que le réducteur de vitesse permet la réduction simple et inversée de la vitesse, sa réalisation étant économique 5 et peu encombrante. En effet, les moyens réalisés pour le déplacement de la roue inclinée ainsi que pour la liaison en rotation de la roue inclinée sont de concept simple. Par ailleurs, la réalisation des doigts et des surfaces de contact correspondantes est optimisée pour un meilleur rendement du dispositif D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux 10 compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue schématique du dispositif de transmission conforme à l'invention ; - La figure 2 est une vue schématique des doigts radiaux et de la couronne dentée du dispositif de transmission de la figure 1 ; 15 - La figure 3 est une vue des trajectoires en cycloïdes des surfaces de contact de la couronne de la figure 2 ; La figure 1 est une vue schématique du dispositif de transmission 2 conforme à l'invention. Le dispositif de transmission 2 comprend une couronne 4 avec des encoches axiales 6 réparties le long de sa circonférence et une roue 8 en vis-à-vis 20 de la couronne 4 et inclinée d'un angle cp par rapport à ladite couronne 4. La roue 8 comprend des doigts radiaux 10 coopérant avec des surfaces de contact correspondantes 12 sur les encoches 6 de la couronne 4, le nombre de doigts 10 étant supérieur au nombre d'encoches 6. Le dispositif de transmission 2 comprend, en outre, des moyens de déplacement 13 de la roue 8 par rapport à la couronne 4; 25 ces moyens de déplacement comprennent en l'occurrence un galet presseur 14, de manière à ce que les doigts 10 de la roue 8 roulent sur la couronne 4, la roue 8 conservant son inclinaison cp par rapport à la couronne 4. Le dispositif 2 comprend un arbre d'entrée (non représenté) cinématiquement relié à ces moyens de déplacement 13 de la roue 8 par rapport à la couronne 4. Le nombre de doigts 10 de 30 la roue 8 étant supérieur, au nombre d'encoches 6 de la couronne 4, le déplacement de la roue 8 sur la couronne provoque une rotation relative entre la roue 8 et la 3034484 6 couronne 4. Le dispositif de transmission 2 comprend, en outre, des moyens de liaison en rotation 15 de la roue 8 permettant son immobilisation ou une transmission de son mouvement de rotation relative par rapport à la couronne 4 ; ces moyens de liaison en rotation 15 sont situés au centre 17 de la roue, ils comprennent, en 5 l'occurrence, un joint de cardan 16 ou joint homocinétique. Le dispositif de transmission 2 comprend un arbre de sortie 18 cinématiquement relié aux moyens de liaison en rotation 15 de la roue 8, ainsi qu'un autre arbre de sortie (non représenté) cinématiquement relié en rotation à la couronne 4. Le dispositif de transmission 2 peut être réalisé pour un réducteur de vitesse (non représenté), ce 10 dernier comprenant, en outre, des moyens de verrouillage (non représentés) de l'un ou l'autre des arbres de sortie reliés au joint de cardan et la couronne. Un tel réducteur peut réaliser une première fonction de « réduction + inversion » par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée ; il peut également réaliser la deuxième fonction de « réduction simple » par rapport à la vitesse de rotation de 15 l'arbre d'entrée. Pour assurer la première fonction de « réducteur - inverseur » du réducteur, l'arbre de sortie 18 lié à la roue inclinée du dispositif de transmission 2 est fixe en rotation, cette fixation étant réalisée par le verrouillage de l'arbre de sortie 18 du dispositif relié au joint de cardan 16, la sortie du dispositif 2 étant celle de l'arbre de sortie relié à la couronne. En revanche, pour assurer la deuxième fonction de 20 « réducteur simple » du réducteur, l'arbre de sortie lié à la couronne du dispositif de transmission est fixe en rotation, par verrouillage, la sortie du dispositif étant celle de l'arbre de sortie 18 lié au joint de cardan 16. Le rapport de réduction des première et deuxième fonctions de réduction présentées ci-avant dépend de la différence du nombre de doigts 10 de la roue par rapport au nombre d'encoches 6 sur la couronne 25 4. On peut voir sur l'image que la roue comprend onze doigts 10 et la couronne dix encoches 6. Cette mesure ne limite en rien l'invention, la couronne dentée 4 peut comprendre, plus généralement, un nombre de dents égale à « a », a étant préférentiellement compris entre 5 et 100, la roue inclinée 8 comprenant un nombre de doigts égal à « b », b étant supérieur à « a» ; on peut avoir « a= b.cos ço ». Le 30 rapport de réduction du réducteur consiste en le rapport entre la différence « (b - a) / b ». La mesure en ce que le nombre de doigts 10 est supérieur au nombre d'encoches 6 ne limite par ailleurs en rien l'invention ; en cas de nombre de doigts 10 inférieur au nombre d'encoches 6, les principes de réalisation des première et deuxième fonctions de réduction illustrées ci-avant, avec verrouillage de l'arbre de 3034484 7 sortie lié au joint de cardan et verrouillage de l'arbre de sortie lié à la couronne, respectivement, sont alors inversés. De manière plus générale, le rapport absolu de réduction du réducteur consiste en « la valeur absolue de « (b-a) / b ». La roue inclinée 8 peut être inclinée d'un angle cp compris entre 15° et 45° par rapport à la 5 couronne. Les doigts radiaux 10 peuvent comprendre des rouleaux coniques (non représentés) montés sur roulement (non représentés). La figure 2 est une vue schématique des doigts radiaux 10 et de la couronne dentée 4 du dispositif de transmission. Les surfaces de contact 12 sur les encoches 6 de la couronne 4 sont symétriques deux à deux, elles forment des cycloïdes dont nous 10 aborderons plus en détail les caractéristiques en relation avec la figure 3; en particulier, les surfaces de contact 12 sur les encoches 6 de la couronne 4 s'étendent de manière sphérique par rapport au centre 17 de la roue inclinée. La figure 3 est une vue des trajectoires 22 en forme de cycloïdes des surfaces de contact de la couronne dentée. Les cycloïdes sont formées par un cercle incliné 24 15 de l'angle cp et de centre 17 roulant sur un cercle de référence 26, le cercle incliné 24 présente un rayon Rg supérieur au rayon R du cercle de référence, avec « R=Rg.cos cp ». Les encoches de la couronne (non représentée) peuvent s'étendre perpendiculairement au cercle de référence 26. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission (2), comprenant : une couronne (4) avec des encoches axiales (6) réparties le long de la circonférence de ladite couronne ; une roue (8) en vis-à-vis de la couronne (4) et inclinée d'un angle cp par rapport à ladite couronne (4), ladite roue comprenant des doigts radiaux (10) coopérant avec des surfaces de contact correspondantes (12) sur les encoches (6) de la couronne (4), le nombre de doigts (10) étant différent du nombre d'encoches (6) ; des moyens de déplacement (13) de la roue (8) par rapport à la couronne (4) de manière à ce que les doigts (10) de ladite roue (8) roulent sur la couronne (4) alors que ladite roue (8) conserve son inclinaison cp, ledit déplacement provoquant une rotation relative entre ladite roue (8) et ladite couronne (4) ; caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : des moyens de liaison en rotation (15) de la roue (8) permettant son immobilisation ou une transmission de son mouvement de rotation relative par rapport à la couronne (4), lesdits moyens (15) étant situés au centre (17) de la roue (8). 2. Dispositif de transmission (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison en rotation (15) comprennent un joint de cardan (16) ou homocinétique. 3. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (13) de la roue inclinée (8) par rapport à la couronne (4) comprennent un galet presseur (14) mobile le long de la couronne (4), ledit galet presseur (14) étant configuré pour rouler sur ladite roue inclinée (8). 4. Dispositif de transmission (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le galet presseur (14) est configuré pour se déplacer suivant une trajectoire circulaire à une distance axiale constante par rapport à la couronne (4). 3034484 9 5. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en qu'il comprend un arbre d'entrée cinématiquement relié aux moyens de déplacement (13) de la roue (8) par rapport à la couronne (4). 6. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé 5 en ce qu'il comprend un arbre de sortie (18) cinématiquement relié aux moyens de liaison en rotation (15) de la roue (8), la couronne (4) étant fixe en rotation. 7. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre de sortie cinématiquement relié en rotation à la couronne (4), la roue (8) étant fixe en rotation. 10 8. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les doigts radiaux (10) coopèrent directement avec les surfaces de contact (12) correspondantes sur les encoches (6) de la couronne (4). 9. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les surfaces de contact (12) sont des cycloïdes (22) formées par un 15 cercle incliné (24) de l'angle ((p) roulant sur un cercle de référence (26), le cercle incliné (24) préférentiellement présentant un rayon Rg supérieur au rayon R du cercle de référence, avec préférentiellement R=Rg.cos ço. 10. Dispositif de transmission (2) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les surfaces de contact (12) sur les encoches (6) de la couronne (4) 20 s'étendent de manière sphérique par rapport au centre (17) de la roue inclinée (8).