FR2512151A1 - Mecanisme cinematique, applicable notamment a la realisation de boites de vitesse et d'embrayages - Google Patents

Abstract

LE MECANISME COMPREND UN BATI 9, DEUX ROUES DE CHAMP MENANTE 17 ET MENEE 18, UN ARBRE MENANT 21 SUR LEQUEL EST MONTEE LA ROUE 17, UN ARBRE MENE 22 SUR LEQUEL EST MONTEE LA ROUE 18, UN PIGNON CONIQUE PLANETAIRE 19, 20 MONTE SUR CHACUN DES ARBRES 21, 22 CONCENTRIQUEMENT AUX ROUES 17, 18, UN GROUPE D'ARBRES EN CROIX 11 DISPOSES ENTRE LES ROUES 17, 18 ET LES PIGNONS 19, 20, UN JEU EXTERNE DE PIGNONS SATELLITES 15 MONTES SUR LES ARBRES 11 ET VENANT EN PRISE AVEC LES DEUX ROUES 17, 18 ET UN JEU INTERNE DE PIGNONS SATELLITES 13 MONTES SUR LES ARBRES 11 ET VENANT EN PRISE AVEC LES DEUX ROUES 17, 18, L'ENSEMBLE FORMANT UN REDUCTEUR CRUCIFORME. FABRICATION DE BOITES DE VITESSE ET D'EMBRAYAGE.

Description

La présente invention concerne le domaine mécanique des changements de vitesse automatiques et progressifs.

Les changements de vitesse ou transmissions sont des mécanismes cinématiques qui sont conçus pour utiliser l'énergie provenant d'un arbre moteur rotatif en faisant varier deux facteurs composant cette énergie motrice : le moment de force et la vitesse angulaire.

I1 n'est à l'heure actuelle pas possible d'exploiter totalement l'énergie du moteur du fait qu'il n'est pas possible d'employer totalement la vitesse de rotation de l'arbre menant du moteur, que la boîte de changement de associée soit continue ou discontinue.

En fait, avec les changements de vitesse discontinus, la liaison aux roues motrices du véhicule nécessite que la vitesse du moteur varie continuellement. Cela est ainsi du fait que les roues elles-mêmes transmettent un couple résistant dont le moment dépend des conditions de route. Par exemple, la résistance augmente lorsque le véhicule gravit une pente et diminue lorsqu'il la descend. Le problème n'est pas totalement résolu par les changements de vitesse continus modernes dont la plupart sont munis d'une forme ou d'une autre de changement de vitesse à commande hydraulique. Ils sont conçus de façon à équilibrer la différence éventuelle entre le moment du couple moteur et celui du couple résistant grâce à la force centrifuge du fluide hydraulique.

En réalité, le patinage interne de telles commandes hydrauliques implique un gaspillage énorme d'énergie du moteur et une plus grande consommation en carburant. En outre, ces types de commandes de changements de vitesse sont lourds, encombrants, compliqués, coûteux, et ils ne peuvent être appliqués sans discrimination à tous les véhicules.

Ces difficultés sont écartées par la présente invention.

Lorsqu'il est utilisé comme changement de vitesse automatique, le dispositif selon la présente invention peut être employé sans changement de vitesse à commande hydraulique en provoquant une rotation et une révolution simultanées pour transmettre progressivement les forces motrices d'une vitesse minimale à une vitesse maximale et vice-versa en une progression régulière continue.

La présente invention se distingue des dispositifs couramment utilisés en ce sens qu'elle utilise d'une manière différente la relation entre la puissance du moteur, la force de traction et la vitesse, permettant une transformation plus efficace de l'énergie thermique et cinétique en effet mécanique.

S'il est possible d'obtenir un moment moteur correspondant à un moment résistant d'égale valeur, c'est-àdire une énergie motrice correspondante en équilibre dynamique constant à un travail résistant, il est également possible de réduire considérablement la dépense en énergie thermique et de la transformer plus efficacement en effet mécanique. Ainsi, avec la présente invention, il est possible de construire des moteurs plus légers et plus simples du fait que l'énergie cinétique des gaz agit puissamment ce qui permet au moteur de tourner à vitesse constante tandis que la vitesse du véhicule associé ou de l'élément entraîné peut varier indéfiniment sur une gamme déterminée.

Le mécanisme selon l'invention peut être largement appliqué aux véhicules à moteur à combustion interne, aux machines-outils, aux générateurs électriques (utilisant plutôt la masse que la vitesse d'un courant fluvial, de marées, de vents, etc.) et dans de nombreuses autres applications pour la transmission d'une puissance mécanique par un mouvement rotatif.

Le mécanisme selon l'invention permet de faire varier la vitesse entre les arbres menant et mené, sans qu'il soit besoin d'utiliser des rapports de multiplication présélectionnés, de commandes hydrauliques, de changements de vitesse, d'embrayages centrifuges et d'autres éléments utilisés à l'heure actuelle.

Le dispositif selon l'invention a également la propriété de maintenir constante la force de traction maximale du moteur associé, avec la même énergie motrice, tout en permettant à la vitesse du véhicule de varier continuellement sur une large gamme.

L'invention a pour but principal d'apporter un mécanisme cinématique qui peut être utilisé comme changement de vitesse progressif et qui, en éliminant les engrenages de transmission habituels et les éléments associés, permet avec la même puissance, de conserver constante la force de traction maximale d'un moteur tout en faisant varier la vitesse d'un véhicule associé ou d'un autre mécanisme entrainé.

Lorsque le mécanisme selon l'invention est utilisé dans l'industrie automobile, les moteurs peuvent être plus puissants et plus silencieux. Ils peuvent consommer moins de carburant, moins polluer l'atmosphère et avoir une durée de vie plus longue. En outre, les vibrations, contraintes, et déplacements brutaux des éléments mécaniques peuvent être considérablement réduits et, par suite, le véhicule associé sera plus stable sur route.

L'invention a encore pour but d'apporter un mécanisme cinématique qui permette une grande réduction de la vitesse angulaire entre un arbre menant et un arbre mené, au moyen d'un train épicyclique conique double.

L'invention a encore pour but d'apporter~ un mécanisme cinématique qui peut servir d'embrayage à friction capable de faire varier indéfiniment la vitesse d'un arbre mené entre une vitesse nulle et une vitesse maximale sélectionnée à partir d'un arbre menant tournant à vitesse constante.

L'invention est décrite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe montrant un réducteur cruciforme et d'autres composants de base du dispositif cinématique selon l'invention
- la figure 2 est une coupe réduite prise au travers d'une roue de champ à couronne unique et du pignon planétaire central montrant leur interrelation
- la figure 3 est une vue en bout schématique observée depuis la droite de la figure 2
- la figure 4 est une vue en coupe d'un système d'embrayage à friction prise sensiblement le long de la ligne 4-4 de la figure 5
- la figure 5 est une coupe longitudinale prise au travers du dispositif cinématique selon l'invention adapté à la réalisation d'un système d'embrayage à friction
- la figure 6 est une vue en coupe prise le long de la ligne 6-6 de la figure 5 montrant la manière selon laquelle une des roues de champ est fixée au bâti associé
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale prise au travers du dispositif cinématique selon l'invention appliqué à la réalisation d'un système de changement de vitesse automatique.

La présente invention repose sur un mécanisme cinématique de réduction cruciforme ou de réduction d'engrenage au moyen d'un train d'engrenage épicyclique double conique utilisant un réducteur en croix 10 comme le montre la figure 1. Cela est l'unité de base de la présente invention pour permettre une commande sélective continue des forces de rotation passant depuis un arbre menant 21 à un arbre mené 22. Des adaptations de l'arrangement de base sont représentées dans les autres figures où l'on voit un système d'embrayage et une boite de changement de vitesse automatique.

Les composants de base de la présente invention sont montés dans un boitier ou bâti général 9. Le réducteur cruciforme comprend une entretoise en croix 12 supportant des arbres en croix 11 s'étendant radialement. Quatre pignons satellites coniques centraux 13 sont montés chacun sur un arbre au voisinage d'un axe longitudinal central 14 autour duquel les arbres tournent. Les quatre satellites coniques centraux 13 tournent librement autour des axes s'intersectant des arbres 11, tandis que les arbres peuvent eux-mêmes tourner autour de l'axe 14.

Quatre pignons satellites coaxiaux externes 15 sont également montés en rotation libre sur les arbres individuels en croix 11. Les satellites 15 tournent librement et indépendamment des satellites 13, mais sur les mêmes arbres 11.

Une bague de maintien 16 est montée à l'extrémité externe des arbres 11. Tous les satellites 13,15 sont inscrits dans la bague 16 et maintenus en position radiale le long de leurs axes de montage respectifs. La bague 16 tourne avec les satellites et les arbres autour de l'axe central 14 dans un plan perpendiculaire à l'axe 14. Les axes des arbres 11 sont également perpendiculaires à l'axe central 14.

Tous les satellites 13,15 et les arbres en croix 11 forment le réducteur en croix 10 (Figure 1) qui est logé entre deux roues de champ 17,18 et deux pignons coniques planétaires 19,20, tous centrés sur l'axe 14. Les satellites 13,15 et les arbres en croix 11 interréagissent avec les roues de champ et les pignons coniques planétaires de telle manière qu'ils peuvent à la fois faire des rotations et des révolution. Les satellites tournent autour des axes des arbres en croix, et les arbres peuvent, de leur côté, tourner autour de l'axe longitudinal central 14. On peut donc dire que les satellites font des révolutions autour de l'axe 14.

Les satellites externes 15 sont disposés de telle manière qu'ils font des révolutions entre les roues de champ 17 et 18 qui se font face. Les satellites centraux internes 13 sont disposés de telle manière qu'ils font des révolutions entre les deux pignons coniques planétaires 19,20. Un des pignons 19, 20 est représenté au centre de la figure 3.

Les pignons planétaires 19 et 20 sont espacés le long de l'axe 14, à peu de distance l'un de l'autre. Ils sont concentriques avec les roues de champ respectives 17 et 18.

Les pignons 19 et 20 sont fixés aux extrémités d'arbres coaxiaux 21 et 22 comme le montrent toutes les vues, sauf la figure 1. L'un, 213 des deux arbres 21, 22 est considéré comme étant l'arbre menant et l'autre, 22, l'arbre mené. Les pignons planétaires respectifs 19, 20 et les arbres 21, 22 sont disposés coaxialement l'un par rapport à l'autre le long de l'axe 14.

Les arbres 21, 22 passent au travers du moyeu 23 des roues de champ 17 et 18. En fait, les roues de champ 17 et 18 sont réunies aux pignons et donc aux arbres pour tourner librement autour de l'axe 14.

Les pignons 19 et 20 ne tournent qu'avec les arbres 21 et 22. Les roues de champ 17 et 18, d'un autre ' côté, tournent librement et indépendament des pignons 19, 20 et des arbres qui y sont liés.

Avant de passer à l'application du mécanisme cinémati que selon l'invention à la réalisation d'un embrayage à friction ou d'une boîte de changement de vitesse progressive, il serait utile d'examiner les caractéristiques de base de ce mécanisme.

Tout d'abord, il est important d'observer que le mouvement de révolution des satellites coaxiaux 13,15 peut être interrompu : soit lorsque les deux roues de champ 17 et 18 sont stationnaires, soit lorsqu'elles tournent simultanément en direction opposée avec le même nombre de tours. Autrement dit, lorsque les roues de champ 17 et 18 sont fixes, ou lorsqu'elles tournent en sens contraire, les arbres du réducteur cruciforme peuvent être immobiles autour de l'axe 14.

De plus, les deux roues de champ 17 et 18 peuvent tourner dans le même sens que le réducteur cruciforme. L'une des roues de champ 17 ou 18 peut être complètement arrêtée ou elle peut tourner dans le même sens que l'autre roue, ou en sens contraire, mais à une vitesse de rotation inférieure ou supérieure. Les deux pignons 19, 20 peuvent en faire autant, si l'on considère la rotation du pignon menant et celle du pignon mené.

Les roues de champ 17, 18 ont une tendance normale à atteindre la même vitesse de rotation lorsqu'elles ne sont pas soumises à des facteurs limitants. Si elles tournent en sens contraire, les révolutions du réducteur cruciforme auront tendance à décroître. Si elles tournent dans le même sens, les révolutions du réducteur cruciforme auront tendance à- augmenter.

Les roues de champ, lorsqu'elles tournent dans le même sens ou en sens contraire, peuvent aller progressivement plus vite au moyen du réducteur cruciforme, jusqu'à ce que soit elles tournent à la même vitesse, soit elles se rattrapent l'une l'autre.

Il est important d'observer, en outre, que, si une roue de champ 17 ou 18 et son pignon planétaire respectif -19 ou 20, sont maintenus tous deux immobiles, la roue de champ opposée et son pignon tournent à la même vitesse, indépendamment du rapport entre les dents d'engrenage existant entre les satellites, les pignons planétaires et les roues de champ. Ce rapport ne modifie pas le fonctionnement du mécanisme selon l'invention. Autrement dit, si les satellites centraux 13 ont plus de dents que les satellites externes 15 (ou vice versa), le fonctionnement du mécanisme demeure le même. Par exemple, que les deux roues de champ
17, 18 aient cinquante ou cent dents, le fonctionnement du mécanisme est le même.

Le rapport de multiplication réduit cependant à un degré variable la puissance motrice d'entrée lorsque les deux roues de champ, ou l'une seulement de ces roues, sont entraînées indirectement par le réducteur 10.

Quelques unes des caractéristiques de l'invention pouvant être comprises de ce qui précède, il est possible d'appliquer le mécanisme selon l'invention à la fois à la réalisation d'un embrayage à friction et à celle d'une boite de vitesse automatique, sans avoir besoin d'utiliser un entraînement hydraulique ou un changement de vitesse manuel.

Embrayage à friction
Une caractéristique importante de la présente invention devient évidente lorsque l'une des roues de champ 17 ou 18 est maintenue complètement immobile et que l'autre roue de champ est entrainée en mouvement indirect par le réducteur cruciforme 10 et donc subit une réduction de puissance. Du fait de cette caractéristique, il est aisé d'obtenir un système d'embrayage à friction.

A titre d'exemple, on peut considérer que la roue de champ "menée" 18 est arrêtée, mais oscillante au moyen du mécanisme d'amortissement limiteur de mouvement illustré à la figure 5 et plus particulièrement à la figure 6. Ce mécanisme comprend un croisillon avec des barres de support 24 fixées au boîtier général ou bâti 9. Les barres de support 24 s'étendent radialement vers l'axe 14 le long du bâti, mais ne touche pas la roue de champ 18. Des plaques 25 sont fixés à la surface arrière de la roue de champ 18 et s'étendent radialement vers l'axe 14. Elles sont situées angulairement entre les barres 24.

Les barres de support 24 sont fixes par rapport au bâti 9 et les plaques 25 sont fixées à la roue de champ 18 entre les barres 24. Le mouvement oscillant de la roue de champ est amorti par rapport au bâti général par mise en place de ressorts de pression 26 entre les barres 24 et les plaques 25 voisines. Les ressorts 26 permettent l'oscillation de la roue de champ pour amortir les secousses et chocs sur les dents de plusieurs roues dentées, tout en maintenant la roue de champ 18 sensiblement immobile.

La roue de champ menante 17, telle que représentée aux figures 4 et 5, est munie d'un tambour à sabots de frein d'une seule pièce 27. La roue de champ menante 17 peut être considérée comme mobile avec son tambour à sabots de frein coaxial autour de l'axe longitudinal central 14. On doit se rappeler qu'une telle rotation est indépendante du pignon conique menant central 19. La roue de champ menante 17 est portée en rotation libre sur le moyeu du pignon conique menant 19.

Les figures 4 et 5 illustrent deux sabots de frein 28 montés sur le bâti 9 et disposés dans le tambour à sabots de frein cylindrique 27. Les sabots de frein 28 sont montés dans le bâti 9 au moyen d'un pivot de sabot de frein 30 et ils peuvent être dilatés ou rétractés à l'encontre des ressorts de sabots de freins 31 par un mécanisme à levier
32. On doit noter que les sabots de frein 28 sont montés sur le bâti général 9 et, donc, qu'ils ne tournent pas. Par conséquent, lorsque le levier 32 est actionné, les sabots peuvent se retracter en s'éloignant du tambour 27 ou se dilater pour venir en contact avec le tambour, provoquant l'arrêt de la rotation de la roue de champ menante 17. On doit encore noter que l'action des sabots de frein ne s'exerce que sur le tambour 27 et sur la roue de champ menante d'une seule pièce avec lui 17.Elle n'a pas d'action directe sur le pignon central concentrique 19.

A ce stade, il est aisé de ralentir le tambour 27 en même temps que la roue de champ 17, tandis que la roue de champ opposée menée 18 peut osciller sans tourner.

En fait, en actionnant le levier 32, les sabots de frein 28 peuvent progressivement arrêter le tambour 27 et
la roue de champ 17 de sorte que le mouvement rotatif passe
doucement du pignon menant 19 au pignon mené 20 par l'intermédiaire des satellites 13. Du fait que les deux roues de champ 17 et 18 sont fixes, les satellites externes 15 ne peuvent pas tourner. Par suite, les arbres en croix sont maintenus relativement fixes par rapport à l'axe 14.

Les pignons satellites internes 13 à mouvement libre sont,cependant, en prise avec les engrenages mobiles 19 et 20. Ils transmettent donc directement la rotation depuis le pignon 19 menant au pignon mené 20. La rotation directe est par suite transmise entre l'arbre menant 21 et l'arbre mené 22. L'arbre menant 21 et l'arbre mené 22 tournent en sens contraire.

Lorsque les sabots de frein sont compressés, laissant le contact de friction avec le tambour 27, la roue de champ menante 17 est progressivement entraînée en mouvement indirectement par le réducteur cruciforme 10. Le tambour 27 et la roue de champ menante associée 17 augmentent leur nombre de rotations, tandis que la roue de pignon planétaire 20 réunie à l'arbre mené 22 voit son nombre de rotations baisser. Dans ce cas, la rotation ne passe pas directement de l'arbre menant 21 à l'arbre mené 22. Au lieu de cela, elle passe de l'arbre menant 21 à la roue de champ menante 17 au moyen du train epicyclique double du réducteur cruciforme. Par suite, les rotations perdues au niveau de l'arbre mené 22, sont récupérées par les rotations de la roue de champ 17 et l'arbre 22 ne tourne pas sous charge.

Boite de changement de vitesse automatique
Le mécanisme cinématique selon l'invention peut être appliqué à la réalisation d'un système de changement de vitesse automatique en modifiant le mécanisme cinématique de base représenté à la figure 7 et tel que décrit ci-dessous.

On doit noter que les roues de champ et les arbres sont représentés inversés à la figure 7, l'arbre menant 21 étant à droite sur cette figure. En fait, cela ne fait aucune différence puisque le mécanisme de base est symétrique.

Dans la disposition représentée à la figure 7, les roues de champ 17,18 peuvent tourner dans le même sens ou en sens contraire. Elles tournent à un nombre de tours égal, inférieur ou supérieur l'une par rapport à l'autre, en harmonie avec les arbres 21, 22 portant les pignons planétaires menant et mené 19,20. Autrement dit, les roues de champ 17, 18 et les arbres correspondants 21,22 peuvent tourner simultanément avec des accélérations et des vitesses différentes.

La vue en coupe de la figure 7 montre les parties principales du mécanisme représenté à la figure 5 mais les roues de champ 17, 18, dans cette adaptation, peuvent tourner indépendamment et reçoivent un système de conditionnement rotatoire tel que décrit ci-dessous.

Le système de conditionnement rotatoire est formé d'une série de roues dentées comprenant deux roues dentées 35 et 36 ayant une très petite différence de rapport. Les roues 35 et 36 sont fixes l'une par rapport à l'autre, et forment une seule pièce. Elles tournent librement sur le même arbre 37. L'axe de l'arbre 37 est parallèle à l'axe 14. L'arbre 37 est fixé au bâti ou boîtier 9.

La roue dentée 35 vient en prise avec une roue dentée 33 qui peut être fixe ou d'une seule pièce avec la roue de champ 17. Une autre roue dentée 38 est fixée à l'arbre menant 21 et vient en prise avec la roue dentée 36.

On doit noter qu'un tel système de conditionnement s'applique à la roue de champ 17 qui est montée concentriment à l'arbre menant 21.

Un embrayage à sens unique 34 est monté sur la roue de champ 18 qui est concentrique à l'arbre mené 22. -Le moyeu 40 de l'embrayage à sens unique est d'une seule pièce avec la roue de champ menée 18 et il tourne dans la même direction que l'arbre mené 22. Une bague externe 41 de l'embrayage à sens unique 34 est montée et fixée sur le bâti 9. Elle est immobile. L'embrayage 34 permet à une charge inverse appliquée sur l'arbre 22 d'être transmise à l'arbre 21, comme cela se fait lorsqu'un véhicule desc-end une pente sous compression. L'embrayage à sens unique 34 est important, par exemple, lorsque le moteur du véhicule associé démarre. Le but de l'embrayage 34 est d'empêcher que la roue de champ 18 puisse tourner en sens contraire de l'arbre mené 22 lorsque le véhicule démarre.

Ensuite, le couplage hydraulique, ajouté à la roue de champ 18, augmente l'accélération de la roue de champ 18.

A ce stade, on doit noter que la rotation de la roue de champ menante 17, entraînée par l'arbre menant 21, peut être conditionnée, tandis que l'autre roue de champ 18 est maintenue immobile. Dans ce cas, cependant, le dispositif ne fonctionnera pas comme une boîte de changement de vitesse continu, mais comme un réducteur de vitesse angulaire entre les deux arbres. La réduction, au moyen de ce système, sera extrêmement élevée.

Le système de conditionnement fonctionne comme suit
La roue dentée 38 est faite d'une seule pièce avec l'arbre menant 21 et transmet la rotation à la roue 36. La roue 36, qui forme une seule pièce avec la roue 35, transmet, à son tour, la rotation à la roue 33 fixée à la roue de champ menante 17, conditionnant ainsi son mouvement rotatif.

Du fait que la boîte de changement de vitesse est complètement automatique, comme on la verra plus loin, le mécanisme de changement de vitesse habituel (non représenté) ne sera utilisé que pour sélectionner le mouvement rotatif, par exemple, aux roues du véhicule, lorsque le véhicule démarre. Le levier sera également utilisé pour faire passer le véhicule au point mort lorsque, par exemple, le véhicule s'arrête. Il sera encore utilisé avec des formes appropriées connues d'engrenage (non représentées) pour inverser la direction de conduite.

Avec ce système de changement de vitesse, il est même possible d'éliminer complètement l'embrayage à friction habituel comme on le verra plus loin.

Le mécanisme cinématique, lorsqu'il est utilisé comme boîte de vitesse progressive, repose, en ce qui concerne son mouvement rotatif, sur le conditionnement du mouvement rotatif entre la roue de champ menante 17 par rapport à l'arbre 21 portant le pignon menant 19. La roue de champ menée restante 18 fonctionne avec le mécanisme d'embrayage à sens unique 34. Les roue de champ 17 et 18, dans ce cas, tournent continuellement et sont toutes deux des pièces menante et menée, avec les deux pignons planétaires 19 et 20, sans aucune réduction de puissance du moteur. La vitesse de rotation de la roue à champ concentrique 17 peut être légèrement inférieure ou supérieure à celle du pignon menant 19.

Il convient d'observer que le système de conditionnement peut être étudié en liaison avec les particularités des moteurs et des composants chimiques des carburants de manière à donner le maximum d'efficacité.

La différence entre le nombre de rotations (force de traction maximale et constante, sous la même puissance) peut être transmise depuis le pignon menant 19 au pignon mené 20 par les pignons satellites en prise 13.

Cet arrangement représente la première normale, mais elle est si basse que l'utilisation du système d'embrayage à friction habituel (non représenté) est pratiquement insignifiant. Cela est dû au fait que la réduction du nombre de rotations entre l'arbre menant 21 et l'arbre mené 22 est extrêmement élevée. Cela signifie aussi que l'action de patinage de l'embrayage sera réduit au minimum. En fait, cette caractéristique pourrait permettre une élimination complète de l'embrayage à friction habituel par suite de la réduction énorme du nombre de tours. rendue possible par le mécanisme selon l'invention. Il est également possible de remplacer l'embrayage classique par une forme bien connue de dispositif à friction automatique électrique, tel que le dispositif standard simple 39 illustré schématiquement à la figure 7.Un tel dispositif 39 peut être un couplage hydraulique standard avec la roue de champ 18 placée sur le côté de l'arbre mené 22. Ce couplage est important pour augmenter l'accélération de la roue de champ 18 et, ensuite, l'élévation d'arc de l'arbre mené et du véhicule associe.

Maintenant il est important d'attirer l'attention sur le fait qu'entre le pignon menant 19 et le pignon mené 20, c'est-à-dire entre la puissance du moteur et la résistance des roues du véhicule associé, le réducteur cruciforme se maintiendra en équilibre dynamique graduel et constant.

Cela signifie que, avec la présente invention, pendant la transmission du mouvement rotatif, le moment de force et la vitesse deviennent directement proportionnels. Ainsi, aussitôt que le moteur surmonte la résistance des roues
(charge sur l'arbre mené 22), la vitesse du véhicule accélère uniformément, tandis que le réducteur 10 prend la position convenable dans son train épicyclique double. De cette manière, les pignons menant et mené 19, 20 et les roues de champ 17 et 18, peuvent tourner avec des accélérations différentes et des vitesses différentes, comme observé plus haut.

Ainsi, tandis que le véhicule prend de la vitesse à partir de la puissance du moteur, les arbres en croix 11 ont tendance à ralentir, tandis que les roues de champ 17 et 18 tournent en sens contraire sur les pignons satellites externes 15, en prenant progressivement la même vitesse et, de plus, en se rattrapant l'une l'autre.

On doit noter que si la vitesse de rotation de la roue de champ 17 est légèrement supérieure à celle du pignon menant 20, les arbres en croix 11 auront tendance à accélérer. Il est souhaitable que, pendant ce fonctionnement, les'deux roues de champ 17, 18 (qui peuvent tourner en sens contraire) soient commandées par le système de conditionnement pour tourner dans le même sens sur les pignons satellites. Les roues de champ 17, 18 forment ainsi un bloc tournant. Il est avantageux d'utiliser l'inertie de la masse rotative.

Tant les arbres menant que mené 21 et 22 peuvent tourner dans la même direction également, mais le principe de l'invention reste totalement inchangé.

Au moyen de l'invention, chaque rapport d'engrenage fixe entre deux arbres, existant dans l'état actuel de la technique, peut être éliminé et la vitesse ainsi que la puissance du moteur peut être entièrement exploitées. De cette manière, on peut remplacer les boîtes de changement de vitesse des véhicules à moteur et des installations industrielles.

L'importance du mécanisme cinématique selon l'invention n'est pas limitée à la description ci-dessus. Le dispositif décrit est extrêmement souple et il peut donc être appliqué largement dans le domaine de la mécanique et de l'industrie en général. On peut également l'utiliser dans le domaine des constructions navales et aéronautiques et dans tous domaines d'ingénierie où il est besoin de transmettre et de réduire un mouvement rotatif.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Mécanisme cinématique comprenant

un boitier formant bâti (9),

deux roues de champ (17, 18) comportant un moyeu central (23), l'une (18) étant menée et l'autre (17) étant menante,

un arbre menant (21) tourillonné dans le boîtier (9) pour pouvoir tourner autour d'un axe central (14), la roue de champ menante (17) étant montée sur ledit arbre (21) pour pouvoir tourner librement autour dudit axe central (14);;

un arbre mené (22) tourillonné dans le boîtier (9) et écarté axialement de l'arbre menant (21) pour tourner coaxialement avec l'arbre menant (21), la roue de champ menée (18) étant montée sur ledit arbre (22) pour tourner librement autour dudit axe central (14)

un pignon conique planétaire (19,20) fixé sur chaque arbre (21,22) pour tourner avec lui

lesdits pignons coniques planétaires (19, 20) étant montés concentriquement avec les roues de champ (17, 18)

des moyens supportant un groupe d'arbres en croix (11) s'étendant radialement, perpendiculaires à l'axe central (14) et disposés axialement entre les roues de champ (17, 18) et les pignons planétaires coniques (19,20)

un jeu externe de pignons satellites (15) montés en rotation libre sur les arbres en croix (11) et qui viennent en prise avec les deux roues de champ (17, 18)

un jeu interne de pignons satellites (13) montés en rotation libre sur les arbres en croix (11) et espacés radialement vers l'intérieur du jeu externe (15), chaque pignon (13) du jeu interne venant en prise avec les deux roues de champ (17, 18)

lesdits arbres en croix (11) et lesdits pignons satellites (13, 15) formant un réducteur cruciforme, comprenant un train épicyclique conique double qui tourne dans un plan perpendiculaire à l'axe central (14).

2 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre

des moyens (24, 25) entre le bâti (9) et la roue de champ menée (18) pour empêcher ladite roue de champ de tourner autour de l'axe central (14), et

des moyens de freinage (27, 28) montés sur le bâti (9) et capables de venir au contact de la roue de champ menante (17) pour résister sélectivement à la rotation de cette dernière autour de l'axe central (14).

3 - Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (24, 25) prévus entre le bâti (9) et la roue de champ menée (18) sont formés

de plaques radiales (25) fixées au bâti (9) à la roue de champ menée (18)

de barres de support radiales (24) fixées au bâti (9)et s'étendant axialement entre les plaques (25), et des ressorts (26) montés entre les plaques (25) et les barres de support (24).

4 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce quril comprend un mécanisme de conditionnement comportant:

une roue dentée fixée à la roue de champ menante (17) ;

une paire de roues dentées (35, 36) réunies rigidement et ayant une petite différence de rapport de multiplication, ces roues dentées étant fixées au bâti (9) pour tourner librement autour d'un axe parallèle à l'axe central (14), l'une des roues dentées (35) de la paire venant en prise avec l'ensemble roue de champ (17) - roue dentée

une roue dentée (38) fixée coaxialement à l'arbre menant (21) pour tourner avec lui et venant en prise avec la roue dentée restante (36) de la paire

grâce à quoi la rotation de l'arbre menant (21) fait tourner le pignon conique planétaire menant (19) et lA roue de champ menante (17) associée.

5 - Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un embrayage à sens unique

(34) interconnectant la roue de champ menée (18) et le bâti

(9) pour ne permettre à ladite roue de champ que de tourner que dans une seule direction.

6 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de conditionnement

(16, 12) interconnectant l'arbre menant (21) et la roue de champ menante (17) pour faire tourner l'arbre menant (21) et la roue de champ menante (17) simultanément et à des vitesses de rotation différentes.

7 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en c. que lesdits moyens comprennent une bague de maintien (16) montées sur les extrémités externes des arbres en croix (11) et entourant les jeux de pignons (13, 15) venant en prise avec les roues de champ (17, 18) et les pignons coniques planétaires (19, 20).

8 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une entretoise en croix (12) supportant les arbres en croix (11) aux extrémités radiales internes de ceux-ci entre les pignons coniques planétaires (13).