EP0259369A1

EP0259369A1 - Dispositif a changement continu de vitesse

Info

Publication number: EP0259369A1
Application number: EP19870901061
Authority: EP
Inventors: Marc Heriard Dubreuil
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1988-03-16
Also published as: CN87101898A; FR2593874A1; AU6937887A; WO1987004764A1

Abstract

Le dispositif à changement de vitesse continu comprend un arbre d'entrée (1), un arbre de sortie (13), deux chaînes cinématiques de transmission comprenant chacune au moins un organe de transmission (5, 7) monté en rotation autour d'un axe, les chaînes étant couplées l'une à l'autre et chacune accouplées par une extrémité (2, 3) à l'arbre d'entrée (1). Le couplage est assuré par au moins un organe de transmission rotatif (10) autour d'un axe (11) monté sur un bras de sortie (12) solidaire en rotation, au moins dans un sens, de l'arbre de sortie (13). Application aux boîtes de changement de vitesse continu et de préférence automatique.

Description

Dispositif à changement continu de vitesse .

La présente invention se rapporte à un dispositif à changement continu de vitesse.

Le principe de base de ce dispositif consiste essentiellement à répartir la puissance motrice disponible sur un arbre d'entrée du dispositif, entre, au moins, deux chaînes cinématiques de transmission couplées l'une à l'autre et présentant des caractéristiques différentes en ce qui concerne la répartition entre la vitesse de rotation et la force de rotation.

Selon une mesure technique propre à l'invention, dans le cas de deux chaînes cinématiques, l'une d'entre elles au moins, mais de préférence chacune d'elles, comporte au moins un organe de transmission, monté rotatif autour d'un axe, qui est lui-même monté sur un bras tournant autour d'u autre axe, de sorte que la rotation du bras autour de cet autre axe constitue la sortie de puissance du dispositif. II est ainsi possible d'obtenir, de manière continue, des rapports différents et variables de la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée, à la vitesse de rotation d'un arbre de sortie solidaire en rotation du bras de sortie, au moins dans un sens de rotation, en faisant varier soit les puissances, soit les vitesses de rotation respectives des deux chaînes cinématiques.

Parmi les dispositifs à changement continu de vitesse qui peuvent être obtenus par l'invention, une forme avantageuse de réalisation est telle que l'une des deux chaînes cinématiques couplées comporte une couronne extérieure tandis que l'autre chaîne comporte une couronne intérieure, les deux couronnes étant entraînées en rotation autour de l'axe d'entrée par un pignon satellite d'entrée, monté fou en rotation sur un bras solidaire de l'arbre d'entrée, le dit pignon satellite étant en prise simultanément avec une denture de la couronne extérieure et une denture de la couronne intérieure, le couplage des deux chaînes étant assuré entre les couronnes extérieure et intérieure à l'aide d'au moins un pignon satellite de sortie monté fou sur le bras de sortie autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation de l'organe de sortie et dont la denture est en prise, directe ou indirecte, avec une denture de chacune des deux dites couronnes.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif et non limitatif de deux exemples de réalisation, de l'invention, en relation avec les dessins joints sur lesquels la figure 1 est une vue schématique, en coupe tranversale, d'un premier exemple de réalisation, la figure 2 est une est une vue partielle suivant II-II de la figure 1, la figure 3 est une représentation schématique analogue à la figure 2, de la partie supérieure d'une variante ou seconde réalisation du dispositif à changement de vitesse continu. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif comprend un arbre moteur 1, représenté verticalement sur la figure 1, dont est solidaire en rotation un bras moteur ou d'entrée radial 2. A proximité de son extrémité radiale externe, ce bras d'entrée 2 présente une portée sur laquelle est monté fou en rotation un pignon conique 3. Ce pignon 3 est un satellite d'entrée dont la denture est en prise, dans sa partie inférieure, avec la denture d'un pignon conique 4 monté autour de l'arbre moteur 1 et solidaire en rotation, autour de l'axe d'entrée de cet arbre 1, d'une couronne extérieure 5. La couronne extérieure 5 est constituée d'un disque radial, qui porte le pignon denté 4, et d'un collet axial solidaire de la périphérie du disque radial. Par sa partie supérieure, la denture externe du satellite d'entrée 3 est simultanément en prise avec la denture d'un pignon conique 6 également monté en rotation autour de l'axe d'entrée de l'arbre moteur 1 et. solidaire, dans cette rotation, de la face inférieure d'une couronne intérieure 7 qui présente une denture externe périphérique 8. On obtient ainsi deux chaînes cinématiques, ayant en commun l'arbre moteur 1, le bras d'entrée 2 et le satellite d'entrée 3, et dont l'une, à partir de ce dernier, comprend le pignon denté 6 et la couronne intérieure 7, tandis que l'autre comprend, toujours à partir du satellite d'entrée 3, le pignon denté 4 et la couronne extérieure 5. En regard de la denture externe de la couronne intérieure 7, la couronne extérieure 5 présente, dans la partie supérieure de son collet, axial, une denture 9 sur la face interne de ce collet. Les deux chaînes cinématiques sont couplées par un pignon denté ou satellite de sortie 10, simultanément en prise avec la denture externe de la couronne intérieure et avec la denture interne de la couronne extérieure 5, et qui est monté fou en rotation autour d'un petit arbre 11, d'axe parallèle à l'arbre moteur 1, et porté sensiblement à l'extrémité d'un bras de sortie radial 12 solidaire en rotation de la partie inférieure d'un arbre de sortie 13 qui est tubulaire, monté autour du prolongement de l'arbre d'entrée 1 et coaxial à ce dernier.

Le dispositif représenté sur la figure 3 est identique à celui des figures 1 et 2 pour ce qui concerne sa partie inférieure, à savoir le montage de l'arbre d'entrée l, du bras radial d'entrée 2 et du satellite d'entrée 3 en prise à la fois avec une denture de la couronne extérieure 5 et une denture de la couronne intérieure 7. Par contre, dans sa partie supérieure, qui correspond essentiellement au couplage des deux chaînes cinématiques et à l'accouplement à l'arbre de sortie, le dispositif de la figure 3 comprend un nombre pair d'organes de transmission assurant ce couplage. Plus précisément, on retrouve un bras de sortie 12, solidaire en rotation de l'extrémité inférieure d'un arbre de sortie tubulaire 13, coaxial à l'arbre d'entrée 1, et ce bras de sortie 12 porte, au voisinage de son extrémité radiale externe, le petit arbre 11 autour duquel est monté fou en rotation le satellite de sortie 10. On retrouve également que la couronne extérieure 5 présente, au niveau de la partie supérieure de son collet axial, une denture interne 9. Mais, dans cet exemple, cette denture interne 9 de la couronne externe 5 est en prise avec une denture externe 14 du satellite de sortie 10 qui présente une seconde denture externe 15 en prise avec une courroie crantée 16 qui est également en prise avec la denture externe 8 de la couronne! interne 7. Les deux dentures 14 et 15 du pignon 10 peuvent être deux parties superposées d'une même denture extérieure, deux dentures et âgées de même rayon, ou encore la denture 15 peut être une denture de plus petit diamètre que la denture 14 et située radialement à l'intérieur de cette dernière, avec un léger décalage axial, pour éviter toute interférence entre la courroie crantée 16 et la denture interne 9 de la couronne externe 5. Dans cet exemple, il y a donc liaison indirecte entre le satellite de sortie 10 et la couronne interne 7.

La comparaison des deux exemples décrits ci-dessus amène à constater une différence essentielle : dans le dispositif des figures 1 et 2, le fonctionnement à vitesse nulle du satellite d'entrée 3 entraîne des actions de même sens exercées sur le bras moteur ou d'entrée 2 par les forces transmises par la couronne extérieure 4-5 et la couronne intérieure 6-7. Au contraire, dans l'exemple de la figure 3, ces forces transmises sont de sens opposé. Cette différence provient de la parité du nombre des organes de transmission assurant le couplage entre les chaînes cinématiques, et qui est impair (un seul pignon 10) dans la réalisation des figures 1 et 2, alors qu'il est pair (un pignon 10 et une courroie 16) dans la réalisation de la figure 3.

L'intérêt de cette constatation réside dans le fait que le blocage de l'une des deux couronnes entraîne, dans le premier exemple, un mouvement du bras de sortie 12 dans le même sens, bien qu'avec des démultiplications différentes, tandis que dans le second exemple, le mouvement du bras de sortie 12 serait inversé suivant la couronne bloquée. Il en résulte qu'un simple mécanisme de freinage, avec ou sans blocage total, permet l'inversion du sens de rotation à la sortie à partir d'une certaine puissance de freinage, le blocage l'entraînant immédiatement mais supprimant toute incidence sur le changement de vitesse, et. ceci dans tous les cas où le nombre d'organes de transmission liés directement ou indirectement au bras de sortie 12 sera d'ordre pair. Il est entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction ou leur arrangement en vue d'obtenir un même résultat.

Par exemple, pour certaines applications, il peut être indispensable de fixer des limites à la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 13. Cette vitesse de rotation peut être maintenue supérieure à un seuil minimum et/ou inférieure à un seuil maximum. Ceci peut être réalisé à l'aide d'un mécanisme anti-retour, tel qu'une roue libre ou une roue libre inversée, qui est monté sur l'une des pièces rotatives au moins de l'une au moins des deux chaînes cinématiques couplées ou encore sur le satellite d'entrée 3 commun aux deux chaînes, de manière à obtenir une valeur limite différente sur l'une des couronnes en fonction du centre de rotation pour lequel l'interdiction ou la limitation sera assurée

Une voie d'action supplémentaire, permettant d'infléchir le fonctionnement du dispositif, peut consister à introduire de l'extérieur une accélération ou une décélération sur l'une des deux chaînes de transmission couplées ou éventuellement sur les deux à la fois. Ceci peut être obtenu, par exemple, à l'aide d'un dispositif de freinage produisant ses effets sur l'une des deux couronnes. Une réalisation particulièrement intéressante consiste à exercer sur le satellite d'entrée 3 une poussée développée par une organe moteur distinct de l'arbre 1 et tendant à l'entraîner en rotation dans l'un ou l'autre sens, afin de créer un déséquilibre permanent visant à donner la priorité ou la primauté a l'une ou l'autre des deux chaînes cinématiques couplées, c'est-a-dire à favoriser soit la vitesse de rotation, soit le couple de rotation. L'une des deux solutions mention-née ci-dessus favorise un fonctionnement normal automatique du dispositif de changement de vitesse, tandis que l'autre solution proposée permet un fonctionnement en frein moteur. Ces deux réalisations peuvent être aisément mises en oeuvre à l'aide d'un moteur électrique réversible porté par exemple par le bras d'entrée 2 ou bras moteur et sollicitant le satellite d'entrée 3 afin de l'entraîner en rotation dans l'un ou l'autre sens.

On pourrait également utiliser concurrement plus de deux chaînes cinématiques dont les caractéristiques seraient choisies afin d'obtenir le meilleur rendement possible dans des plages déterminées de démultiplication. Le changement d'une plage de démultiplication pour une autre pourrait alors être obtenu en changeant l'une au moins des chaînes cinématiques couplées, et en déεacouplant de l'organe de sortie le ou les bras de sortie que l'on ne veut pas utiliser et qui correspondent à la ou aux chaînes cineraatiques qui ne sont plus couplées. Si, de plus, l'accouplement d'au moins un bras de sortie, et de préférence de tous les bras de sortie, à l'organe de sortie, est assuré par l'intermédiaire d'une roue libre, on réalise un dispositif à changement automatique de plage de démultiplication. On peut ainsi obtenir que le couple de chaînes cinématiques donnant la vitesse de sortie la plus élevée sera le seul à actionner l'arbre de sortie.

Claims

R E V E N D I CA T I O NS 1./- Dispositif a changement continu de vitesse comprenant, d'une part, un organe d'entrée relié a un organe moteur et au moins un organe de sortie et, d'autre part, au moins deux chaînes cinématiques utilisant chacune un système à satellites, l'un, au moins, de ces systèmes à satellites recevant de l'autre deux couples qui diffèrent au moins par la valeur de l'une de leurs composantes force et bras de levier, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'axe de rotation de l'organe d'entrée est confondu avec l'axe de rotation d'au moins un organe de sortie tandis que l'axe de rotation du pignon fou (3) de l'un des systèmes à satellites est distinct de l'axe de rotation du pignon fou (10) de l'autre système à satellites.

2. /- Dispositif suivant la revendication 1 comportant deux chaînes cinématiques caractérisé en ce que les axes des pignons fous des deux systèmes à satellites font entre eux un angle de 90º.

3./- Dispositif suivant la revendication 2 ayant un organe de sortie caractérisé en ce que l'une des deux chaînes cinématiques comporte une couronne extérieure (4,5) et l'autre, une couronne intérieure (6, 7), les deux couronnes étant entraînées en rotation autour de l'axe de rotation de l'organe d'entrée (1) par un pignon (3) monté fou en rotation sur un arbre radial (2) solidaire de l'organe d' entrée (1) et en priεe, d'une part ,avec une denture (4) de la couronne extérieure <5> et, d'autre part, avec une denture (6) de la couronne intérieure (7), le couplage des deux chaînes étant assuré, entre la couronne extérieure (5) et la couronne intérieure (7), par un pignon (10) monté fou sur un bras (12) solidaire de l'organe de sortie (13).

4./- Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'axe de rotation du pignon fou (10) est parallèle à l'axe de rotation de l'organe de sortie

5./- Dispositif suivant l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que l'organe de sortie (13) est solidaire de l'une quelconque des pièces tournant autour d'un axe de rotation identique à l'axe de rotation.

6./- Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le pignon fou (10) d'au moins l'un des systèmes à satellites comporte deux couronnes dentées qui ont des diamètres différents et dont chacune reçoit l'un des couples transmis par l'autre système à satellites.

7./- Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 6 caractérisé en ce qu'un moteur électrique réversible est monté en prise avec l'une des pièces tournantes du dit dispositif.

8./- Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 7 caractérisé en ce que l'accouplement entre deux pièces tournantes du dit dispositif est assuré par un dispositif anti-retour.