FR2654791A1 - Dispositif de transmission d'une rotation avec mecanisme de transmission limitant le couple. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission pour transmettre un couple dans une direction prédéterminée de rotation, ayant une fonction de limitation du couple. Selon l'invention, il comprend un logement cylindrique (10), un premier organe de rotation (20) supporté sur un premier support (12) par un palier (14) formant embrayage à une voie, un second organe de rotation (30) faisant corps avec l'arbre de sortie (33), un organe élastique annulaire de torsion (80) et un arbre d'entrée (40); le couple est transmis de l'arbre d'entrée à l'organe (20) par un mécanisme de transmission qui limite le couple et qui comprend: des premier et second engrenages internes (21) et (31); un premier pignon soleil (41) sur l'arbre (40) avec palier formant embrayage à une voie (42), un second pignon soleil (43) sur l'arbre (40), des premier et second engrenages planétaires (55) et (65), des bagues satellites (58) et (68) excentriques aux engrenages (55) et un disque de guidage (70) avec des fentes (72) en engagement avec les bagues (58) et (68). L'invention s'applique notamment à un mécanisme de transmission purement mécanique permettant d'économiser l'énergie.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de transmission d'une

rotation pour transmettre un couple, ayant une fonction de limitation du couple, et plus particulièrement à un tel dispositif ayant un mécanisme purement mécanique de transmission,

limitant le couple.

Traditionnellement, les dispositifs de transmission limitant le couple emploient, en tant que moyen de transmission limitant le couple, le frottement, la viscosité ou la pression dynamique d'un fluide, ou bien une force électromagnétique Tandis que la grandeur de la charge agissant sur l'arbre de sortie est inférieure à un maximum prédéterminé, un couple égal à la

charge est transmis de l'entrée à l'arbre de sortie.

Cependant, quand la charge dépasse le maximum prédéterminé, l'arbre d'entrée glisse relativement à la sortie, limitant ainsi le couple de l'arbre de sortie au

maximum prédéterminé.

Les dispositifs conventionnels de transmission limitant le couple présentent les caractéristiques suivantes: d'abord, pendant tout le fonctionnement en mode limitant le couple, l'arbre d'entrée glisse relativement à l'arbre de sortie Deuxièmement, même pendant tout le fonctionnement en mode limitant le couple, un couple égal à la valeur limitant le couple (le maximum prédéterminé) agit sur l'arbre d'entrée ainsi que

l'arbre de sortie.

Ainsi, un dispositif conventionnel pose les problèmes suivants: en effet, dans la transmission limitant le couple, une perte de puissance se produit, qui est égale au produit de la valeur prédéterminée limitant le couple maximum et de la vitesse relative de rotation du glissement entre les arbres d'entrée et de sortie Presque toute la perte de puissance est convertie en énergie thermique qui augmente la température des composants à proximité Ainsi, des mesures doivent être prises pour empêcher la déformation ou la dégénérescence

des pièces du moyen de transmission limitant le couple.

Par ailleurs, le problème de la fonction ou performance se pose parce que, étant donné l'augmentation de température, la valeur de limitation du couple maximum ou bien la durabilité de fonctionnement varient de manière

instable.

La présente invention a par conséquent pour objectif principal de procurer un dispositif peu coûteux et purement mécanique de transmission de rotation, ayant une fonction de limitation du couple, o aucune perte de puissance n'a lieu quand la charge est au-delà de la limite maximale prédéterminée, améliorant ainsi sa

fiabilité et sa durabilité.

L'objectif ci-dessus est atteint, selon le principe de cette invention, par un dispositif de transmission d'une rotation pour transmettre un couple dans une direction prédéterminée de rotation, avec une fonction de limitation du couple, lequel dispositif comprend: un logement cylindrique creux ayant deux extrémités fermées par un premier et un second supports, respectivement; un premier organe de rotation disposé concentriquement dans ledit logement et supporté par ledit premier support du logement de manière qu'il ne soit rotatif que dans ladite direction prédéterminée de rotation; un arbre de sortie supporté rotatif par ledit second support; un second organe de rotation disposé concentriquement dans ledit logement et connecté intégralement audit arbre de sortie et supporté rotatif par ledit second support, lesdits premier et second organes de rotation se faisant face à travers une longueur axiale dans ledit logement; un organe élastique annulaire de torsion reliant les premier et second organes de rotation en forme de coupe à travers ladite longueur axiale, ledit organe élastique de torsion exerçant, entre les premier et second organes de rotation, un couple de torsion qui est proportionnel à un déplacement relatif en rotation du premier organe de rotation par rapport au second organe de rotation; un arbre d'entrée mené dans ladite direction prédéterminée de rotation et s'étendant concentriquement dans lesdits premier et second organes de rotation pour être supporté rotatif par lesdits premier et second organes de rotation et un mécanisme de transmission du couple pour transmettre le couple de l'arbre d'entrée au premier organe de rotation tandis que le couple de torsion exercé par ledit organe élastique de torsion du premier au second organe de rotation dans ladite direction prédéterminée de rotation est en dessous d'une grandeur prédéterminée, ledit mécanisme de transmission du couple limitant, à la grandeur prédéterminée, le couple transmis

du premier au second organe de rotation.

Selon un aspect de l'invention, ledit mécanisme de transmission du couple comprend: un premier engrenage interne faisant corps avec ledit premier organe de rotation pour s'en étendre axialement dans le second organe de rotation; un second engrenage interne faisant corps avec ledit second organe de rotation pour s'en étendre axialement vers le premier organe de rotation un premier pignon soleil supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée en alignement axial avec ledit premier engrenage interne; un second pignon soleil supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée en alignement axial avec ledit second engrenage interne, o soit le premier pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans une direction opposée à ladite direction prédéterminée de rotation tandis que le second pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée, ou bien le premier pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée tandis que le second pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans ladite direction prédéterminée de rotation; un certain nombre de premiers engrenages planétaires en prise avec ledit premier pignon soleil et le premier engrenage interne et supportés rotatifs à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée sur un premier appui supporté rotatif sur l'arbre d'entrée de manière que les premiers engrenages planétaires soient capables d'un mouvement planétaire autour du premier pignon soleil; un certain nombre de seconds engrenages planétaires en prise avec ledit second pignon soleil et le second engrenage interne et supportés rotatifs à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée sur un second appui supporté rotatif sur l'arbre d'entrée de manière que les seconds engrenages planétaires soient capables d'un mouvement planétaire autour du second pignon soleil; des premiers arbres satellites fixés sur et s'étendant axialement des premiers engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des premiers engrenages planétaires; des seconds arbres satellites fixés sur ou s'étendant des seconds engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des seconds engrenages planétaires, l'excentricité des seconds arbres satellites par rapport aux axes respectifs des seconds engrenages planétaires étant égale à l'excentricité des premiers arbres satellites par rapport aux axes respectifs des premiers engrenages planétaires; et un organe de guidage en forme de disque supporté rotatif sur l'arbre d'entrée, entre lesdits premier et second organes de rotation, et ayant des fentes de guidage s'étendant radialement, en engagement coulissant avec lesdits premier et second arbres satellites de manière qu'un couple dans ladite direction prédéterminée soit transmise via l'organe de guidage tandis que le couple est en dessous de ladite

grandeur prédéterminée.

Selon un autre aspect, le mécanisme de transmission du couple comprend: un premier pignon soleil supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée; un second pignon soleil supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée, o soit le premier pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans une direction opposée à ladite direction prédéterminée de rotation tandis que le second pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée ou bien le premier pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée tandis que le second pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans ladite direction prédéterminée de rotation; un certain nombre de premiers engrenages planétaires en prise avec ledit premier pignon soleil et supportés rotatifs à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée sur un premier appui faisant corps avec ledit premier organe de rotation, de manière que lesdits premiers engrenages planétaires soient capables d'un mouvement planétaire autour du premier pignon soleil; un certain nombre de seconds engrenages planétaires en prise avec ledit second pignon soleil et supportés rotatifs à une excentricité égale, par rapport à l'arbre d'entrée, sur un second appui formé intégralement avec ledit second organe de rotation de manière que les seconds engrenages planétaires soient capables d'un mouvement planétaire autour dudit second pignon soleil; des premiers arbres satellites fixés sur et s'étendant axialement des premiers engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des premiers engrenages planétaires; des seconds arbres satellites fixés sur et s'étendant des seconds engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des seconds engrenages planétaires, l'excentricité des seconds arbres satellites par rapport aux axes respectifs des seconds engrenages planétaires étant égale à l'excentricité des premiers arbres satellites par rapport aux axes respectifs des seconds engrenages planétaires; et un organe de guidage en forme de disque supporté rotatif sur l'arbre d'entrée entre lesdits premier et second organes de rotation et ayant des fentes de guidage s'étendant radialement, en engagement coulissant avec lesdits premier et second arbres satellites, de manière qu'un couple dans ladite direction prédéterminée soit transmis via l'organe de guidage tandis que le couple est en dessous de ladite

grandeur prédéterminée.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront mieux dans la description explicative qui va

suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale en coupe d'un dispositif de transmission de la rotation selon un premier mode de réalisation de la présente invention; les figures 2 à 4 montrent des coupes faites suivant les lignes II-II, III-III et IV-IV, respectivement, de la figure 1; les figures 5 et 6 sont des vues schématiques de fonctionnement du mécanisme de transmission limitant le couple du dispositif de la figure 1, en regardant de la direction de la flèche A, o les figures 5 (a) et 5 (b) montrent le mécanisme en premier et second modes de fonctionnement asynchrone respectivement, et les figures 6 (a) et 6 (b) montrent le mécanisme, respectivement, en mode asynchrone initial et mode synchrone final de fonctionnement; la figure 7 est une vue latérale en coupe d'un dispositif de transmission de la rotation selon un second mode de réalisation de l'invention; les figures 8 à 10 montrent des coupes suivant les lignes VIII-VIII, IX-IX et X-X, respectivement, de la figure 7; et les figures 11 et 12 sont des vues schématiques du mécanisme de transmission limitant le couple du dispositif de la figure 7, en regardant de la direction de la flèche A, o les figures 11 (a) et 11 (b) montrent le mécanisme, respectivement, en premier et second modes de fonctionnement asynchrone et les figures 12 (a) et 12 (b) montrent le mécanisme, respectivement, en mode de fonctionnement initial asynchrone et final synchrone. En se référant d'abord aux figures 1 à 4 des dessins, on décrira la structure du dispositif de transmission de la rotation selon un premier mode de

réalisation de la présente invention.

Le logement 10 du dispositif de transmission comprend une enveloppe cylindrique externe creuse 11 et un premier et un second supports 12 et 13 qui lui sont fixés au moyen de boulons traversants (non représentés) etc, pour fermer ses deux extrémités Le couple agissant sur l'arbre d'entrée 40 est transmis à l'arbre de sortie 33 via un mécanisme de transmission ayant une fonction de limitation du couple selon la présente

invention, comme on le décrira plus en détail ci-après.

Dans ce mode de réalisation, l'arbre d'entrée 40 est mené dans le sens horaire en regardant de la droite (le côté entrée) sur la figure 1 Dans ce qui suit, les directions de rotation sont appelées droite ou gauche en regardant à partir du côté entrée (dans la direction de la flèche A

sur la figure 1).

Un premier organe de rotation 20 en forme de coupe, consistant en une portion de base en forme de disque et une portion d'engrenage interne 21 faisant corps avec elle, est disposé concentriquement dans le logement 10 pour déboucher vers le côté sortie (vers la gauche sur la figure 1) Le premier organe de rotation est supporté à une portion de moyeu 22 sur le premier support 12 via un palier 14 ayant un mécanisme d'embrayage à une voie de manière que l'organe de rotation 20 ne soit rotatif que dans le sens horaire La portion d'engrenage interne 21 de l'organe de rotation 20 est pourvue de dents internes sur sa surface latérale interne. Un second organe de rotation 30 en forme de coupe, faisant corps avec l'arbre de sortie 33 pour déboucher vers le côté entrée, est disposé concentriquement dans le logement 10 pour se trouver face au premier organe de rotation 20 en forme de coupe, à travers une longueur axiale Le second organe de rotation 30 et l'arbre de sortie 33 sont supportés rotatifs, à la portion de moyeu 32 de l'organe de rotation 30, sur le second support 13, au moyen de deux paliers 15 et 16 Le second organe de rotation 30 comprend une portion d'engrenage interne 31 avec des dents internes qui sont

formées sur sa surface latérale interne.

Un organe élastique de torsion sensiblement annulaire 80 relie les portions d'engrenage interne cylindrique 21 et 31 des premier et second organes de rotation 20 et 30 en forme de coupe En effet, l'organe élastique de torsion 80 comprend deux ailes 80 a et 80 b et il est fixé à la portion d'engrenage interne 21 du premier organe de rotation 20 par son aile 80 a et à la portion d'engrenage interne 31 du second organe de rotation 30 par son aile 80 b Ainsi, l'organe élastique de torsion 80 exerce, entre les premier et second organes de rotation 20 et 30, un couple de torsion qui est proportionnel au déplacement relatif en rotation du premier organe de rotation 20 par rapport au second

organe de rotation 30.

L'arbre d'entrée 40, traversant la portion de moyeu 22 du premier organe de rotation 20 en forme de coupe, s'étend concentriquement dans les organes de rotation 20 et l'arbre 30 jusqu'à la portion du moyeu 32 du second organe de rotation 30 L'arbre d'entrée est supporté rotatif à son extrémité avant (à la gauche de la figure 1), sur la portion du moyeu 32 du second organe de rotation 30, par un palier 34 et à sa portion de base, sur la portion de moyeu 22 du premier organe de rotation

20 par une paire de paliers 23 a et 23 b.

Le mécanisme de transmission du couple pour transmettre le couple de l'arbre d'entrée 40 au premier organe de rotation en forme de coupe 20 est organisé

comme suit.

Un premier pignon soleil 41 est supporté sur l'arbre d'entrée 40 en alignement axial avec le premier engrenage interne 21 via un palier 42 pourvu du mécanisme d'embrayage à une voie, de manière que le premier pignon soleil 41 ne soit rotatif qu'en sens anti-horaire (la direction opposée à la direction prédéterminée de rotation) Par ailleurs, un second pignon soleil 43 est fixé sur l'arbre d'entrée 40 en alignement axial avec le

second engrenage interne 31.

Une paire de premiers engrenages planétaires 55 est fixée sur les arbres 54 portés rotatifs par le premier appui 50 en prise avec le premier pignon soleil 41 et le premier engrenage interne 21 sur le premier organe de rotation 20 en forme de coupe de manière que les premiers engrenages planétaires 55 puissent avoir un

mouvement planétaire autour du premier pignon soleil 41.

L'appui 50 comprend deux plaques latérales 5 ia et 51 b supportées rotatives sur l'arbre d'entrée 41 via les paliers 52 a et 52 b qui sont prévus sur leurs trous centraux pour l'arbre Les arbres 54 des engrenages planétaires 55 sont supportés rotatifs par les plaques latérales 51 a et 51 b de l'appui 50 via les paliers 53 a et 53 b, à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée 40 Les plaques latérales 5 ta et 51 b de l'appui sont connectées via une paire de plaques rectangulaires (dont les sections sont montrées à la figure 3) pour former une structure de boîte

rectangulaire ouvrant en direction radiale.

Une paire de seconds engrenages planétaires 65 est fixée sur les arbres 64 et portée par le second appui en prise avec le second pignon soleil 43 et le second engrenage interne 31 sur le second organe de rotation 30 en forme de coupe de manière que les seconds engrenages planétaires 65 puissent avoir un mouvement planétaire autour du second pignon soleil 43 L'appui 60 comprend une paire de plaques latérales 61 a et 61 b qui sont supportées rotatives sur l'arbre d'entrée 40 via les paliers 62 a et 62 b qui sont prévus sur les trous pour l'arbre central Les arbres 64 des engrenages planétaires sont supportés rotatifs par les plaques latérales 61 a et 61 b via les paliers 63 a et 63 b, à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée 40 Les plaques latérales 61 a et 61 b de l'appui 60 sont connectées via une paire de plaques rectangulaires (dont les sections sont montrées à la figure 4) pour former une structure de

boîte rectangulaire qui ouvre en direction radiale.

Aux extrémités respectives côté sortie des arbres 54 des premiers engrenages planétaires 55 sont fixés des premiers arbres satellites 56 pour s'en étendre axialement avec une excentricité prédéterminée par rapport aux axes centraux respectifs des arbres 54 des engrenages planétaires De même, aux extrémités côté entrée des arbres 64 des seconds engrenages planétaires sont fixés des seconds arbres satellites 66 avec une excentricité prédéterminée (égale à l'excentricité ci-dessus des premiers arbres satellites 56 par rapport aux axes centraux des premiers arbres 54 d'engrenages planétaires) par rapport aux axes centraux respectifs des il arbres d'engrenage planétaires 66 Par ailleurs, des premières bagues satellites 58 sont supportées rotatives et concentriques sur les arbres satellites 56 au moyen de paliers 57 De même, des secondes bagues satellites 68 sont supportées rotatives et concentriques sur les arbres satellites 66 au moyen de paliers 67 Un disque de guidage 70, supporté rotatif sur l'arbre d'entrée 40 via un palier 71, a quatre fentes 72 également espacées et s'étendant radialement de guidage de satellites (voir figure 2), dont deux aux antipodes sont en engagement coulissant avec les premières bagues satellites 58 et les deux autres aux antipodes sont en engagement coulissant

avec les secondes bagues satellites 68.

Les premier et second engrenages internes 21 et 31 ont le même nombre de dents Il en est de même pour les premier et second pignons soleil 41 et 43 Ainsi, les premier et second engrenages planétaires 55 et 65 ont le

même nombre de dents.

Le mode de fonctionnement du mécanisme de transmission du couple cidessus sera maintenant décrit en se référant aux figures 5 et 6 qui montrent schématiquement le mécanisme en le regardant du coté

entrée (de la direction de la flèche A sur la figure 1).

Les figures 5 (a) et 5 (b) montrent le mécanisme en deux états distincts de fonctionnement (en deux modes asynchrones comme décrit ci-dessous); la figure 6 (a) montre le mécanisme à l'état initial de non fonctionnement et la figure 6 (b) montre le mécanisme à l'état o la fonction de limitation du couple du mécanisme est en action Sur les figures 5 et 6, chaque engrenage est représenté par son cercle primitif et son centre Comme les premier et second pignons soleil 41 et 43 se recouvrent complètement, ils sont montrés en représentation partielle; il en est de même avec les engrenages internes des premier et second organes de rotation en forme de coupe 20 et 30 Le disque de guidage est également montré partiellement, les deux fentes de guidage représentées sur les figures étant en engagement avec les première et seconde bagues satellites 58 et 68, respectivement Les paliers 14 et 42 ayant la fonction d'embrayage à une voie sont représentés schématiquement afin de montrer nettement leur fonction Ainsi, le palier 14 supporte le premier organe de rotation 20 sur le logement 10 de manière que l'organe de rotation 20 ne soit rotatif qu'en sens horaire (direction standard X) relativement au logement stationnaire 10; par ailleurs, le palier 42 supporte le premier pignon soleil 41 sur l'arbre d'entrée 40 de manière que le pignon 41 ne soit rotatif qu'en sens anti-horaire (la direction opposée à la direction standard X) relativement à l'arbre d'entrée 40 Par ailleurs, l'organe annulaire de torsion 80 est schématiquement montré sous la forme d'un ressort hélicoïdal de traction pour représenter schématiquement

et nettement sa fonction.

Avant de décrire le fonctionnement, on résumera d'abord les significations des références des figures 5 et 6: la direction X est la direction standard de rotation (horaire en regardant du côté entrée); le point O est le centre de l'arbre d'entrée

40;

les points Pl et P 2 sont les centres des premier et second arbres planétaires 54 et 64, respectivement; les points Si et 52 sont les centres des premier et second arbres satellites 56 et 66, respectivement; la ligne Ll est le rayon qui relie le centre O au point Pl; la ligne Mi est le rayon qui relie le centre O au point Si et qui est la ligne radiale centrale de la fente de guidage 72 en engagement avec la première bague satellite 58; la ligne Ni est la ligne qui relie les points Pl et Si, c'est-à-dire le rayon de révolution de la première bague satellite 58 autour du centre Pl; l'angle 01 représente l'angle Z O Pl Sl formé par les lignes Li et Ni, c'est-à-dire l'angle de rotation du premier engrenage planétaire 55 (ou l'angle de révolution de la première bague satellite 58) par rapport au rayon Ll reliant le centre soleil O au centre planétaire Pi, o l'angle et est mesuuuré positif dans la direction de rotation des premiers engrenages planétaires 55 autour du centre Pl (c'est-à-dire dans le sens anti-horaire) de façon que Qi soit compris entre -180 et + 1800; la ligne L 2 est le rayon qui relie le centre O au point P 2; la ligne M 2 est le rayon qui relie le centre O au point 52 et qui est la ligne radiale centrale de la fente de guidage 72 en engagement avec la seconde bague satellite 68; la ligne N 2 est la ligne qui relie les points P 2 et 52, c'est-à-dire le rayon de révolution des secondes bagues satellites 68 autour du centre P 2 l'angle G 2 représente l'angle t OP 252 formé par les lignes L 2 et N 2, c'est-à-dire l'angle de rotation du second engrenage planétaire 65 (ou l'angle de révolution de la seconde bague satellite 68) par rapport au rayon L 2 reliant le centre soleil O au centre planétaire P 2, o l'angle 42 est mesuré positif dans la direction de rotation des seconds engrenages planétaires 65 autour du centre P 2 (sens anti-horaire) de manière que 02 soit

compris entre -180 et + 1800.

Dans la description qui suit du procédé de

fonctionnement du mécanisme de transmission selon le mode de réalisation ci-dessus, le mécanisme est considéré comme étant en un état synchrone quand les angles 01 et 02 ci-dessus définis sont égaux en grandeur et en signe (e a e 2); le mécanisme est considéré comme étant en un état asynchrone quand les angles i 1 et G 2 sont différents l'un de l'autre (e 1 t & 2) Il est caractéristique du mécanisme de transmission selon la présente invention que les modes de fonctionnement sont différents selon que le mécanisme est à un état synchrone ou asynchrone et lorsqu'il est à un état asynchrone, selon que cos 01 est plus grand que cos e 2 (cos el 7 cos e 2), ce qui concerne le premier mode asynchrone, ou cos Bl est plus petit que cos À& 2 (cos 91 ie cos 92), ce qui concerne le second mode asynchrone. En se référant d'abord à la figure 5 (a), le premier mode de fonctionnement asynchrone du mécanisme de transmission sera décrit, o cos 01 est plus grand que cos 02 A l'état montré à la figure 5 (a), on suppose fondamentalement que: ( 1) l'arbre de sortie 33 et par conséquent le

second organe de rotation 30 restent stationnaires.

Par ailleurs, on suppose de plus (au moins pour le moment) ( 2) que: ( 2 a) le premier organe de rotation 20 reste également stationnaire et que: ( 2 b) le premier pignon soleil 41 tourne à la même vitesse que le second pignon soleil 43 (c'est-à-dire que le premier pignon soleil 41 est stationnaire

relativement à l'arbre d'entrée 40).

Avec ces suppositions ( 1) et ( 2), les premier et second engrenages planétaires 55 et 65 tournent en sens anti-horaire autour de leurs centres respectifs Pl et P 2 et ont une révolution en sens horaire autour du centre O de l'arbre d'entrée 40, les vitesses de rotation et de révolution des premier et second engrenages planétaires 55 et 65 étant égales l'une à l'autre, respectivement Ainsi, les vitesses de révolution W 1 des centres Pl et P 2 des premier et second engrenages planétaires 55 et 65 autour du centre O sont égales. Cependant, les vitesses de révolution des centres Si et 52 des bagues satellites 58 et 68 autour du centre soleil O ne sont pas égales En effet, comme les engrenages planétaires 55 et 65 tournent autour de leurs centres respectifs Pl et P 2 et que, par conséquent, les centres Si et 52 des bagues satellites ont eux-mêmes une révolution autour des centres respectifs Pl et P 2, la vitesse de révolution en sens horaire du centre satellite Si ou 52 autour du centre soleil O est obtenue par addition à la vitesse de révolution W 1 du centre planétaire Pl ou P 2 autour du centre soleil 0, de la composante de vitesse de révolution G 2 du centre satellite Si ou 52 par rapport au centre soleil 0, laquelle composante résulte de la révolution du centre

satellite Si ou 52 autour du centre planétaire Pl ou P 2.

En effet, la vitesse angulaire totale de révolution CO du centre satellite Si ou 52 autour du centre soleil O est donnée par: J =U 1 + ( 2 o la composante de vitesse de révolution ( 2 est proportionnelle à cos ei ou cos 92 et inversement proportionnelle à la longueur du rayon O 51 ou O 52 Comme les longueurs des rayons O 51 et O 52 sont sensiblement constantes et égales l'une à l'autre, les composantes de vitesse ( 2 des points Si et 52 peuvent être considérées comme étant sensiblement proportionnelles aux grandeurs de cos ei et cos 82, respectivement Ainsi, les composantes de vitesse de révolution U)2 des points Si et 52 varient périodiquement

avec le temps.

Si le mécanisme est au premier état asynchrone o cos 01 est plus grand que cos e 2 (cos 1 e' cos 92) comme le montre la figure 5 (a) et si les deux suppositions ( 1) et ( 2) ci-dessus sont maintenues, la vitesse angulaire totale de révolution du point Si autour du centre O devient plus importante que celle du point 52 autour du centre O Cependant, cette conséquence est impossible En effet, les points Si et 52 se trouvent sur les lignes centrales radiales Ml et M 2, respectivement, des fentes deguidage 72 du disque de guidage 70 et, par conséquent, 1 'anglel 51 O 52 doit rester constant (égal à

un angle droit dans le cas de ce mode de réalisation).

Ainsi, si on maintient la supposition ( 1), il faut

annuler soit ( 2 a) ou ( 2 b) de la seconde supposition ( 2).

Dans le cas montré à la figure 5 (a), la vitesse de révolution du point Si doit être encore réduite pour être rendue égale à celle du point 52 Cela peut être effectué soit en réduisant la vitesse de rotation du premier pignon soleil 41 ou en faisant tourner le premier organe de rotation 20 en sens anti-horaire Cependant, ce dernier cas est impossible étant donné la fonction d'embrayage à une voie du palier 14 Par ailleurs, le premier cas est possible étant donné la direction de

libre rotation de l'embrayage à une voie du palier 42.

Donc il faut rejeter la supposition ( 2 b).

Ainsi, la méthode de fonctionnement du mécanisme en premier mode asynchrone peut être résumée comme suit: quand l'arbre d'entrée 40 est mené, les seconds engrenages planétaires 65 sont menés via le second pignon soleil 43 fixé sur l'arbre d'entrée 40 Les mouvements des seconds engrenages planétaires 65 entraînent les mouvements des secondes bagues satellites 68 Le disque de guidage 70 en engagement avec les bagues satellites 68 est ainsi entraîné en rotation en sens horaire selon la vitesse de révolution et de rotation des seconds engrenages planétaires 65 Etant donné la retenue qui agit sur les premiers engrenages planétaires 55, due au disque de guidage 70 via les premières bagues satellites 58, le premier pignon soleil glisse en sens anti-horaire relativement à l'arbre d'entrée 40 tandis que le premier organe de rotation 20 reste stationnaire du fait de l'action du palier 14 formant embrayage à une voie Ainsi, pendant le premier mode asynchrone, la torsion de l'organe élastique de torsion 80 reste constante tandis que la différence entre les angles 01 et

02 est réduite.

La figure 5 (b) représente le mécanisme de transmission dans le second mode asynchrone o cos 01 est plus petit que cos e 2 (cos 01 4 cos G 2) Si l'on fait les mêmes suppositions ( 1) et ( 2) que celles ci-dessus mentionnées, un argument similaire à ce qui précède mène à une conclusion impossible selon laquelle la vitesse de révolution des premiers centres satellites Si autour du centre soleil O en sens horaire est plus petite que celle des seconds centres satellites 52 Comme on l'a décrit ci-dessus, l'angle formé par les lignes O 51 et O 52 est fixe, égal à un angle droit, car les lignes O 51 et O 52 sont les lignes radiales centrales des fentes de guidage 72 du disque de guidage 70 Afin d'augmenter la vitesse de révolution des premiers centres satellites SI autour du centre soleil 0, soit la vitesse de rotation du premier pignon soleil 41 doit être augmentée ou bien le premier organe de rotation 20 doit être tourné en sens horaire standard X Etant donné la fonction d'embrayage à une voie des paliers 14 et 42, seule la dernière alternative est possible En effet, si l'on maintient la première supposition ( 1), il faut rejeter la première

partie ( 2 a) de la seconde supposition ( 2).

Ainsi, la méthode de fonctionnement du mécanisme dans le second mode asynchrone o l'on a cos e 1 i cos e 2 peut être résumée comme suit: lorsque l'arbre d'entrée 40 est mené, les seconds engrenages planétaires 65 sont entraînés via le second pignon soleil 43 fixé à l'arbre d'entrée 40 Les mouvements des seconds engrenages planétaires 65 ont pour conséquence les mouvements des secondes bagues satellites 68 Le disque de guidage 70 en engagement avec les bagues satellites 68 est ainsi entraîné en rotation dans le sens horaire selon la vitesse de révolution et de rotation des seconds engrenages planétaires 65 Etant donné la retenue qui agit sur les premiers engrenages planétaires 55, provenant du disque 70 via les premières bagues satellites 58, le premier organe de rotation 20 tourne dans le sens horaire relativement au second organe de rotation 30 tandis que le premier pignon soleil 41 est stationnaire relativement à l'arbre d'entrée 40 et tourne en même temps que lui étant donné la fonction d'embrayage à une voie du palier 42 Ainsi, pendant le seconde mode asynchrone, le déplacement angulaire du premier organe de rotation 20 relativement au second organe de rotation 30 augmente, augmentant ainsi le couple de torsion de l'organe élastique de torsion 80 agissant entre les premier et second organes de rotation 20 et 30; par ailleurs, la différence entre les angles 01 et e 2 est

réduite.

Ainsi, dans les premier et second modes asynchrones, les premiers engrenages planétaires 55 tournent en sens horaire relativement aux seconds engrenages planétaires 65, réduisant ainsi la différence entre les angles 61 et 82 En conséquence, si le mécanisme est à l'état asynchrone (c'est-à-dire que l'on a @ 1 4 E 2), le fonctionnement du mécanisme réduit continuellement la différence entre les angles 01 et 02, le mécanisme tendant ainsi vers l'état synchrone

( 81 = e 2).

La figure 6 (a) montre le mécanisme à l'état initial de non fonctionnement En effet, le déplacement angulaire du premier organe de rotation 20 relativement au second organe de rotation 30 est nul et par conséquent l'organe élastique 80 exerce un couple nul de torsion

entre les premier et second organes de rotation 20 et 30.

Par ailleurs, l'angle 01 est plus grand que & 2 (i 1 l 6 2), et le mécanisme est à l'état asynchrone Ainsi, quand l'arbre d'entrée 40 est mené dans la direction standard horaire X, le mécanisme fonctionne alternativement en premier et second modes asynchrones comme décrit cidessus en se référant aux figures 5 (a) et 5 (b) En effet, si le mécanisme est initialement au premier mode asynchrone, alors, il passe au second mode asynchrone et les premier et second modes asynchrones alternent ensuite Pendant les périodes au premier mode asynchrone, le déplacement en rotation du premier organe de rotation relativement au second organe de rotation 30 et par conséquent le couple de torsion exercé par l'organe élastique 80 entre eux reste constant Par ailleurs, pendant les périodes du second mode asynchrone, le premier organe de rotation 20 est entraîné dans le sens horaire relativement au second organe de rotation 30, donc le couple de torsion exercé par l'organe élastique augmente En conséquence, le couple de torsion de

l'organe élastique 80 s'accumule.

Sur l'arbre de sortie 33 faisant corps avec le second organe de rotation 30 agit ainsi un couple accru de sortie égal au couple de torsion exercé par l'organe élastique 80 du premier organe de rotation 20 au second organe de rotation 30 La réaction du couple de sortie agit partiellement sur l'arbre d'entrée 40 Cependant, il est relié dans sa partie principale au logement 10 via le mécanisme d'embrayage à une voie du palier 14 Quand le couple croissant de sortie augmente ainsi pour devenir égal à (ou plus important que) le couple agissant sur l'arbre de sortie 33 provenant d'une charge extérieure (non représentée), l'arbre de sortie 33 commence à tourner en même temps que la charge Autrement, le couple de sortie augmente jusqu'à ce que le mécanisme atteigne finalement l'état synchrone o le couple de sortie prend

son maximum prédéterminé.

La figure 6 (b) montre le mécanisme à l'état synchrone final, dans lequel le couple de sortie est au maximum prédéterminé et la fonction de limitation du couple selon l'invention est active A l'état synchrone final, le déplacement en rotation du premier organe de rotation 20 relativement au second organe de rotation 30 est au maximum, donc l'organe élastique 80 exerce un couple maximum prédéterminé de torsion du premier organe de rotation 20 au second organe de rotation 30 La réaction du couple de sortie à cet état agit sur et s'accumule dans le logement 10 dans sa totalité par la fonction d'embrayage à une voie du palier 14 plutôt que d'agir sur l'arbre d'entrée 40 Comme le mécanisme est à l'état synchrone (el = e 2), les suppositions ci-dessus ( 1) et ( 2)( ( 2 a) et ( 2 b)) peuvent être satisfaites simultanément Ainsi, la position relative des premier et second organes de rotation 20 et 30 reste la même tandis que tous les autres engrenages du mécanisme continuent à tourner sans transmettre de couple Quand le mécanisme atteint l'état synchrone de limitation du couple, il est retenu à cet état à moins que le couple de la charge agissant sur l'arbre de sortie 33 ne devienne plus faible

que le couple maximum prédéterminé.

Comme on l'a décrit ci-dessus, bien que le couple maximum prédéterminé agisse sur l'arbre de sortie 33 dans le mode synchrone de limitation du couple final, la réaction sur l'arbre d'entrée 40 est en principe nulle Ainsi, tant que l'arbre de sortie 33 reste stationnaire, la puissance motrice ou énergie n'est pas dissipée en principe, quelle que soit la rapidité ou le

temps pendant lequel l'arbre d'entrée fonctionne.

En se référant maintenant aux figures 7 à 10 des dessins, la structure du dispositif de transmission de la rotation selon un second mode de réalisation de

l'invention sera décrite.

Le logement 10 du dispositif de transmission comprend une enveloppe cylindrique externe creuse 11 et des premier et second supports 12 et 13 qui lui sont fixés au moyen de boulons (non représentés), etc, pour fermer ses deux extrémités Le couple agissant sur l'arbre d'entrée 40 est transmis à l'arbre de sortie 33 via un mécanisme de transmission ayant une fonction de limitation du couple selon le second mode de réalisation

de l'invention, comme on le décrira en détail ci-dessous.

Comme dans le cas du premier mode de réalisation, l'arbre d'entrée 40 est mené en sens horaire en regardant de la droite (le côté entrée) sur la figure 7 Dans ce qui suit, les directions de rotation sont appelées droite ou gauche en regardant du côté entrée (de la direction de la

flèche A sur la figure 7).

Un premier organe de rotation 21 ' en forme de disque, faisant partie d'un premier appui en forme de

boîte 20 ' radialement ouverte, est disposé concentrique-

ment dans le logement 10 Le premier organe de rotation 21 ' est supporté en sa portion de moyeu 23 ' sur le premier support 12 via un palier 14 ayant un mécanisme d'embrayage à une voie de manière que le premier organe

de rotation 21 ne soit rotatif que dans le sens horaire.

Un second organe de rotation 31 ' en forme de disque, faisant partie d'un second appui en forme de boîte radialement ouverte 30 ' et faisant corps avec l'arbre de sortie 33 est disposé concentriquement dans le logement 10 pour se trouver face au premier organe de rotation 21 ' en forme de disque, à travers une longueur axiale dans le logement 10 Le second organe de rotation 31 ' est supporté rotatif, avec l'arbre de sortie 33 qui fait corps avec lui, sur le second support 13 par deux

paliers 15 et 16.

Un organe élastique de torsion sensiblement annulaire 60 ' relie les circonférences des premier et second organes de rotation 21 ' et 31 ' à travers la longueur axiale En effet, l'organe élastique de torsion ' comprend deux ailes 60 a' et 60 b' et il est fixé au premier organe de rotation 21 ' par l'aile 60 a' et au second organe de rotation 31 ' par l'aile 60 b' Ainsi, l'organe élastique de torsion 60 ' exerce, entre les premier et second organes de rotation 21 ' et 31 ', un couple de torsion qui est proportionnel au déplacement relatif en rotation (c'est-à-dire angulaire) du premier

organe de rotation 21 ' par rapport au second organe 31 '.

L'arbre d'entrée 40, qui traverse la portion de moyeu 23 ' du premier organe de rotation 21 ', s'étend concentriquement au logement 10 à travers les premier et second appuis 20 ' et 30 ' et il est supporté rotatif au côté avant (à la gauche de la figure 7) sur le second appui 30 ' via une paire de paliers 33 a' et 32 b' et à sa portion de base sur le premier appui 20 ' via une paire de

paliers 22 b' et 23 a'.

Le mécanisme de transmission du couple pour transmettre le couple de l'arbre d'entrée 40 au premier

organe de rotation 21 ' est organisé comme suit.

Le premier appui 20 ' est formé du premier organe de rotation 21 ' et d'une plaque latérale rectangulaire 22 ' qui est attachée intégralement au premier organe de rotation 21 ', à travers un espace axial, via une paire de plaques s'étendant axialement pour former une structure en boîte radialement ouverte (voir figures 7 et 9) De même, le second appui 30 ' est formé du second organe de rotation 31 ' et d'une plaque latérale rectangulaire 32 ' qui est attachée intégralement à l'organe 31 ' à travers un espace axial via une paire de plaques s'étendant axialement pour former une structure en boîte radialement ouverte (voir figures 7 et 10) Un premier pignon soleil 41 disposé dans le premier appui ' est supporté sur l'arbre d'entrée 40 via un palier 42 pourvu du mécanisme d'embrayage à une voie de manière que le premier pignon soleil 41 ne soit rotatif qu'en sens anti-horaire (la direction opposée à la direction prédéterminée de rotation relativement à l'arbre d'entrée ) Par ailleurs, un second pignon soleil 43 disposé

dans le second appui 30 ' est fixé à l'arbre d'entrée 40.

Une paire de premiers engrenages planétaires 25 fixée sur les arbres planétaires 24 est portée rotative par le premier appui 20 ' en prise avec le premier pignon soleil 41 de manière que les premiers engrenages planétaires 25 puissent avoir des mouvements planétaires autour du premier pignon soleil 41 Les arbres 24 des premiers engrenages planétaires 25 sont supportés rotatifs sur leur premier appui 20 ' via les paliers 21 a' et 22 a', à

une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée 40.

Une paire de seconds engrenages planétaires 35 fixée sur les arbres planétaires 34 portés rotatifs par le second appui 30 ' est en prise avec le second pignon soleil 43 de manière que les seconds engrenages planétaires 35 puissent avoir un mouvement planétaire autour du second pignon soleil 43 Les arbres 34 des seconds engrenages planétaires 35 sont supportés rotatifs sur le second appui 30 ' via une paire de paliers 31 a' et 32 a' à une

excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée 40.

Aux extrémités respectives côté entrée des arbres 24 des premiers engrenages planétaires 25 sont fixés des premiers arbres satellites 26 pour s'en étendre axialement avec une excentricité prédéterminée par rapport aux axes centraux respectifs des arbres 24 De même, aux extrémités côté entrée des arbres 34 des seconds engrenages planétaires 35 sont fixés des seconds arbres satellites 36 avec une excentricité prédéterminée (égale à l'excentricité ci-dessus des premiers arbres satellites 26 par rapport aux axes centraux des premiers arbres d'engrenages planétaires 24) par rapport aux axes centraux respectifs des seconds arbres d'engrenages planétaires 34 Par ailleurs, des premières bagues satellites 28 sont supportées rotatives et concentriques sur les arbres satellites 26 via des paliers 27 De même, des secondes bagues satellites 38 sont supportées rotatives et concentriques sur les arbres satellites 36 via des paliers 37 Un disque de guidage 50 ', supporté rotatif sur l'arbre d'entrée 40 via un palier 51 ', a quatre fentes de guidage 52 ' également espacées et s'étendant radialement (voir figure 8), dont deux situées aux antipodes sont en engagement coulissant avec les premières bagues satellites 28 et les deux autres aux antipodes sont en engagement coulissant avec les secondes bagues satellites 38 Les premier et second pignons soleil 41 et 43 ont le même nombre de dents et, de même, les premier et second engrenages planétaires 25 et 35 ont

le même nombre de dents.

La méthode de fonctionnement du mécanisme de transmission du couple cidessus selon le second mode de réalisation sera décrite en se référant aux figures 11 et 12 qui montrent schématiquement le mécanisme en le regardant du côté entrée (dans la direction de la flèche A sur la figure 7) Les figures 11 (a) et 11 (b) montrent le mécanisme en premier et second modes asynchrones; la figure 12 (a) montre le mécanisme à l'état initial de non fonctionnement et la figure 12 (b) montre le mécanisme à l'état o la fonction de limitation du couple du mécanisme est actif Sur les figures 11 et 12, chaque engrenage est représenté au moyen de son cercle primitif et de son centre Comme les premier et second pignons soleil 41 et 43 se recouvrent complètement, ils sont montrés en représentation partielle Les paliers 14 et 42, ayant la fonction d'embrayage à une voie, sont représentés schématiquement afin de montrer nettement leur fonction Ainsi, le palier 14 supporte le premier appui 20 ' sur le logement 10 de manière que l'appui 20 ' ne soit rotatif qu'en sens horaire (direction standard X) relativement au logement stationnaire 10; d'autre part, le palier 42 supporte le premier pignon soleil 41 sur l'arbre d'entrée 40 de manière que le pignon soleil 41 ne soit rotatif qu'en sens anti-horaire (la direction opposée à la direction standard X) relativement à l'arbre d'entrée 40 Par ailleurs, l'organe annulaire de torsion 60 ' est schématiquement montré sous la forme d'un ressort hélicoïdal de traction pour représenter schématiquement

et nettement sa fonction.

Les significations des caractères de référence etc, sur les figures 11 et 12 sont comme suit: la direction X est la direction standard de rotation (horaire en regardant du côté entrée); le point O est le centre soleil ou le centre de l'arbre d'entrée 40; les points Pl et P 2 sont les centres des premier et second arbres planétaires 24 et 25, respectivement; les points Si et 52 sont les centres des premier et second arbres satellites 26 et 36 respectivement; la ligne Li est le rayon qui relie le centre soleil O et le centre planétaire Pl; la ligne Ml est le rayon qui relie le centre soleil O et le centre satellite Si et qui est la ligne radiale centrale de la fente de guidage 52 ' en engagement avec la première bague satellite 28; la ligne Ni est la ligne qui relie les points Pl et Si, c'est-à-dire le rayon de révolution de la première bague satellite 28 autour du centre planétaire Pl; l'angle el représente l'angle i O Plsl formé par les lignes Li et Ni, c'est-à-dire l'angle de rotation du premier engrenage planétaire 25 (ou l'angle de révolution de la première bague satellite 28) par rapport au rayon Li reliant le centre soleil O au centre planétaire Pi, o l'angle el est mesuré positif dans la direction de rotation des premiers engrenages planétaires 25 autour du centre Pl (c'est-à-dire dans le sens anti-horaire) de manière que ei soit compris entre -180 et + 1800; la ligne L 2 est le rayon qui relie le centre soleil O au centre planétaire P 2; la ligne M 2 est le rayon qui relie le centre O au point 52 et qui est la ligne radiale centrale de la fente de guidage 52 ' en engagement avec la seconde bague satellite 38; la ligne N 2 est la ligne qui relie les points P 2 et 52 c'est-à-dire le rayon de révolution de la seconde bague satellite 38 autour du centre planétaire P 2; l'angle 62 représente l'angle L OP 252 formé par les lignes L 2 et N 2, c'est-à-dire l'angle de rotation du second engrenage planétaire 35 (ou l'angle de révolution de la seconde bague satellite 38) par rapport au rayon L 2 reliant le centre soleil O au centre planétaire P 2, o l'angle e 2 est mesuré positif dans la direction de rotation des seconds engrenages planétaires 35 autour du centre P 2 (sens anti-horaire), de manière que 02 soit

compris entre -180 et + 1800.

Comme dans le cas du premier mode de réalisation, le mécanisme est dit en état synchrone quand les angles eil et 92 ci-dessus définis sont égaux en grandeur et en signe (el = 92); le mécanisme est dit être dans un état asynchrone quand les angles el et @ 2 sont différents l'un de l'autre ( 01 * 92) Les modes de fonctionnement sont différents selon que le mécanisme est en état synchrone ou asynchrone et lorsqu'il est en état asynchrone, selon que cos Gi est plus grand que cos 92 (cos 91,> cos 92), ce que l'on appelle le premier mode asynchrone, ou que cos 91 est plus petit que cos 02 (cos c 1 cos Q 2), ce que l'on appelle le second mode

asynchrone.

En se référant d'abord à la figure 11 (a), on décrira le fonctionnement en premier mode asynchrone du mécanisme de transmission selon le second mode de réalisation A l'état montré à la figure 11 (a), on fait la supposition fondamentale qui suit: ( 1) l'arbre de sortie 33 et par conséquent le second appui 30 ' (et le second organe de rotation 31 ') restent stationnaires Par ailleurs, on fait (au moins pour le moment) une autre supposition ( 2) selon laquelle ( 2 a) le premier appui 20 ' (et le premier organe de rotation 21 ') reste également stationnaire, et que ( 2 b) le premier pignon soleil 41 tourne à la même vitesse que le second pignon soleil 43 (c'est-à-dire que le premier pignon soleil 41 est stationnaire

relativement à l'arbre d'entrée 40).

Avec ces suppositions ( 1) et ( 2), les premier et second engrenages planétaires 25 et 35 tournent en sens anti-horaire autour des centres respectifs Pl et P 2 à la même vitesse de rotation, les centres Pl et P 2 des premiers engrenages planétaires 25 et des seconds engrenages planétaires 35 étant stationnaires Ainsi, les centres satellites Si et 52 ont une révolution autour des centres stationnaires Pl et P 2, respectivement, à la même vitesse de rotation Etant donné les révolutions autour des centres respectifs Pl et P 2, les centres satellites Si et 52 arrivent à posséder des vitesses angulaires autour du centre soleil O qui sont proportionnelles à cos 01 et cos 92, respectivement, et inversement proportionnelles à la longueur du rayon O 51 ou O 52, respectivement (dans le cas montré à la figure lia, la vitesse angulaire du point Si autour du centre soleil O est horaire, tandis que celle du point 52 autour du centre soleil O est anti-horaire Comme les longueurs des rayons O 51 et O 52 sont sensiblement constantes et égales l'une à l'autre, la vitesse angulaire des points Si et 52 autour du centre soleil O peut être considérée comme étant sensiblement proportionnelle aux grandeurs de cos el et cos e 2, respectivement Ainsi, la vitesse angulaire de révolution des points Si et 52 autour du centre soleil

O varie périodiquement avec le temps.

Ainsi, si le mécanisme est au premier état asynchrone o cos 01 est plus important que cos e 2 (cos e'1 cos 82) comme le montre la figure 11 (a), et si les deux suppositions ( 1) et ( 2) ci-dessus sont maintenues, la vitesse angulaire du point Si autour du centre soleil O devient plus importante que celle du point 52 autour du centre soleil 0 Cependant, cette conséquence est impossible En effet, les points Si et 52 se trouvent sur les lignes centrales radiales Ml et M 2 respectivement des fentes de guidage 52 ' du disque de guidage 50 ' et par conséquent, l'angle Z 51 O 52 doit rester constant (égal à un angle droit dans le cas de ce mode de réalisation) Ainsi, si la supposition ( 1) est maintenue, il faut rejeter soit ( 2 a) ou ( 2 b) de la seconde supposition ( 2) Dans le cas montré à la figure 5 (a), la vitesse angulaire du point Si autour du centre soleil O doit être réduite à celle du point 52 Cela peut être effectué soit en réduisant la vitesse de rotation du premier pignon soleil 41 ou en faisant tourner le premier appui 20 ' en sens anti- horaire Cependant, ce dernier cas est impossible étant donné la fonction d'embrayage à une voie du palier 14 Par ailleurs, le premier cas est possible étant donné la direction de libre rotation de l'embrayage à une voie du palier 42 Ainsi, il faut

rejeter la supposition ( 2 b).

Donc la méthode de fonctionnement du mécanisme en premier mode asynchrone peut être résumée comme suit quand l'arbre d'entrée 40 est mené, les seconds engrenages planétaires 35 sont entraînés via le second pignon soleil 43 fixé sur l'arbre d'entrée 40 Les mouvements des seconds engrenages planétaires 35 ont pour résultat les mouvements des secondes bagues satellites 38 Le disque de guidage 50 ' en engagement avec les bagues satellites 38 est ainsi entraîné en rotation selon la vitesse de rotation des seconds engrenages planétaires Du fait de la retenue qui agit sur les premiers engrenages planétaires 25 due au disque de guidage 50 ' via les premiers bagues satellites 28, le premier pignon soleil 41 glisse en sens anti-horaire relativement à l'arbre d'entrée 40 tandis que le premier appui 20 ' reste stationnaire grâce à l'action du palier formant embrayage à une voie 14 Ainsi, pendant le premier mode asynchrone, la torsion de l'organe élastique 60 ' reste constante tandis que la différence entre les angles 01 et 02 se réduit. La figure 11 (b) représente le mécanisme de transmission en second mode asynchrone, dans lequel cos 01 est plus petit que cos 92 (cos e 1 L Ccos & 2) Si l'on fait les mêmes suppositions ( 1) et ( 2), un argument similaire à ce qui précède conduit à une conclusion impossible, selon laquelle la vitesse angulaire de révolution des premiers centres satellites Si autour du centre soleil O en sens horaire est plus petite que celle des seconds centres satellites 52 (Comme on l'a décrit ci-dessus, l'angle formé par les lignes O 51 et O 52 est fixe, égal à un angle droit, car les lignes O 51 et O 52 sont les lignes centrales radiales des fentes de guidage 52 ' du disque de guidage 50 ') Afin d'augmenter la vitesse de révolution des premiers centres satellites Si autour du centre soleil 0, soit la vitesse de rotation du premier pignon soleil 41 doit être accrue ou bien le premier appui 20 ' doit être tourné en direction standard horaire X Etant donné la fonction d'embrayage à une voie des paliers 14 et 42, seule la dernière alternative est possible En effet, il faut rejeter la première partie

( 2 a) de la seconde supposition ( 2).

Donc, la méthode de fonctionnement du mécanisme en second mode asynchrone, dans lequel cos ei 4 cos e 2 peut être résumée comme suit: quand l'arbre d'entrée 40 est mené, les seconds engrenages planétaires 35 sont entraînés via le second pignon soleil 43 qui est fixé sur l'arbre d'entrée 40 Les mouvements des seconds engrenages planétaires 35 ont pour résultat les mouvements des secondes bagues satellites 38 Le disque de guidage 50 ' en engagement avec les bagues satellites 38 est ainsi entraîné en rotation selon la vitesse de rotation des seconds engrenages planétaires 35 Etant donné la retenue qui agit sur les premiers engrenages planétaires 25 du fait du disque de guidage 50 ' via les premières bagues satellites 28, le premier appui 20 ' tourne en sens horaire relativement au second appui 30 ' tandis que le premier pignon soleil 40 est stationnaire relativement à l'arbre d'entrée 40 et tourne avec lui du

fait de la fonction d'embrayage à une voie du palier 42.

Ainsi, pendant le second mode asynchrone, le déplacement angulaire du premier organe de rotation 21 ' par rapport au second organe de rotation 31 ' augmente, augmentant ainsi le couple de torsion de l'organe élastique 60 ' qui agit entre les premier et second organes de rotation 21 ' et 31 '; par ailleurs, la différence entre les angles i 1

et 42 diminue.

Ainsi, dans les premier et second modes asynchrones, les premiers engrenage planétaires 25 tournent en sens horaire relativement aux seconds engrenages planétaires 35, réduisant ainsi la différence entre les angles 31 et 92 En conséquence, si le mécanisme est à l'état asynchrone (c'est-à-dire 81 t 12), le fonctionnement du mécanisme réduit continuellement la différence entre les angles ei et 82, le mécanisme

tendant ainsi vers l'état synchrone (el = e 2). La figure 12 (a) montre le mécanisme selon le second mode de réalisation,

à son état initial de non fonctionnement En effet, le déplacement angulaire du premier appui 20 ' dans le sens horaire relativement au second appui 30 ' est au minimum (c'est-à-dire que le déplacement en rotation du premier organe de rotation 21 ' relativement au second organe 31 ' est nul) et par conséquent l'organe élastique 60 ' exerce un couple nul de torsion entre les premier et second organes de rotation 20 ' et 30 ' Par ailleurs, l'angle 61 est plus grand que l'angle 92 (e 1 > e 2) et le mécanisme est à un état asynchrone Ainsi, quand l'arbre d'entrée 40 est mené en direction standard horaire X, le mécanisme fonctionne alternativement en premier et second modes asynchrones, comme on l'a décrit ci-dessus en se référant aux figures 11 (a) et 11 (b) En effet, si le mécanisme est initialement au premier mode asynchrone, alors il passe au second mode asynchrone et alterne ensuite entre les premier et second modes asynchrones Pendant les périodes de premier mode asynchrone, le déplacement en rotation du premier organe de rotation 21 ' (le premier appui 20 ') relativement au second organe de rotation 31 ' (le second appui 30 ') et par conséquent le couple de torsion exercé par l'organe élastique en torsion 60 ' entre eux reste constant Par ailleurs, pendant le second mode asynchrone, le premier organe de rotation 21 ' est entraîné en rotation dans le sens horaire relativement au second organe 31 ' donc le couple de torsion exercé par l'organe élastique 60 ' augmente En conséquence, le

couple de torsion de l'organe élastique 60 ' s'accumule.

Ainsi, sur l'arbre de sortie 33 faisant corps avec le second organe de rotation 31 ' agit un couple croissant de sortie qui est égal au couple de torsion exercé par l'organe élastique 60 ' du premier organe de rotation 21 ' ou second 31 ' La réaction du couple de

sortie agit partiellement sur l'arbre d'entrée 40.

Cependant, il est fixé à sa partie principale sur le logement 10 via le mécanisme d'embrayage à une voie du palier 14 Quand le couple croissant de sortie augmente ainsi pour devenir égal à ou plus important que le couple agissant sur l'arbre de sortie 33 par suite d'une charge extérieure (non représentée), l'arbre de sortie 33

commence à tourner en même temps que la charge.

Autrement, le couple de sortie augmente jusqu'à ce que le mécanisme atteigne finalement l'état synchrone o le

couple de sortie prend son maximum prédéterminé.

La figure 12 (b) montre le mécanisme à l'état synchrone final o le couple de sortie est au maximum prédéterminé et la fonction de limitation du couple selon l'invention est active A l'état synchrone final, le déplacement en rotation du premier appui 20 ' relativement au second appui 30 ' est au maximum donc l'organe élastique 60 ' exerce un couple maximum prédéterminé de

torsion du premier organe de rotation 21 ' au second 31 '.

La réaction du couple de sortie à cet état agit sur et est reçue par le logement 10 dans sa totalité via le premier appui 20 ' et la fonction d'embrayage à une voie

du palier 14, plutôt que d'agir sur l'arbre d'entrée 40.

Comme le mécanisme est à l'état synchrone (el = 6 & 2), les suppositions ( 1) et ( 2)( ( 2 a) et ( 2 b)) ci-dessus peuvent être simultanément satisfaites Ainsi, la position relative des premier et second appuis 20 ' et 30 ' reste la mâme tandis que la totalité des engrenages du mécanisme continue à tourner sans transmettre de couple Quand le mécanisme atteint l'état synchrone de limitation du couple, il est maintenu à cet état à moins que le couple de la charge agissant sur l'arbre de sortie 33 ne

devienne plus faible que le couple maximum prédéterminé.

Comme on l'a décrit ci-dessus, bien que le couple maximum prédéterminé agisse sur l'arbre de sortie 33 en mode de fonctionnement synchrone de limitation du couple final, la réaction sur l'arbre d'entrée 40 est en principe nulle Ainsi, tant que l'arbre de sortie 33 reste stationnaire, la puissance motrice ou l'énergie ne se dissipe pas, en principe, quelle que soit la rapidité

o le temps pendant lequel l'arbre d'entrée tourne.

Le principe de la présente invention peut s'appliquer à des dispositifs de transmission autres que les premier et second modes de réalisation précédemment décrits Par exemple, dans le cas des modes de réalisation cidessus, le premier pignon soleil 41 est monté sur l'arbre d'entrée 40 via un palier 42 ayant une fonction d'embrayage à une voie, le second pignon soleil 43 étant fixé sur l'arbre d'entrée 40 Cependant, le premier pignon soleil 41 peut être fixé sur l'arbre d'entrée 40, le second pignon soleil 43 étant monté sur l'arbre d'entrée via un palier ayant une fonction d'embrayage à une voie, à condition que les directions de blocage et de libre rotation de l'embrayage à une voie du palier soient choisies de manière appropriée Par ailleurs, le nombre des premiers ou des seconds engrenages planétaires n'est pas limité à deux Le nombre des premiers et des seconds engrenages planétaires (et celui des premières et des secondes bagues satellites) peut être de un, deux, trois, quatre ou plus et le nombre des premiers engrenages planétaires (ou celui des premiers engrenages satellites) peut être différent de celui des seconds engrenages planétaires (ou celui des seconds engrenages satellites) Par ailleurs, dans le cas des modes de réalisation ci-dessus, les arbres satellites

sont fixés aux extrémités des arbres planétaires.

Cependant, quand l'excentricité des arbres satellites par rapport aux axes respectifs des arbres planétaires est choisie à une plus grande valeur, les arbres satellites peuvent être fixés sur les surfaces latérales des engrenages planétaires Par ailleurs, dans le cas des modes de réalisation ci-dessus, les fentes de guidage des disques de guidage engageant les bagues satellites s'étendent radialement tout droit (le long des directions radialement droites Ml et M 2) Cependant la totalité ou une partie peut être courbée Par ailleurs, dans le cas des modes de réalisation ci-dessus, les fentes de guidage du disque de guidage sont en engagement coulissant avec les arbres satellites via des bagues satellites annulaires qui sont supportés rotatifs sur les arbres satellites Cependant, les fentes de guidage du disque de guidage peuvent être en engagement direct et coulissant avec les arbres satellites ou, même si l'on utilise des bagues satellites, ils peuvent avoir une forme autre que celle de bagues annulaires, lesquelles formes peuvent comprendre des surfaces planes ou courbées correspondant aux formes des surfaces latérales des fentes de guidage du disque de guidage Par ailleurs, les premier et second appuis pour porter les engrenages planétaires peuvent avoir toute forme bien connue, à condition qu'ils soient capables de supporter les engrenages planétaires pour

permettre les mouvements planétaires.

Le principe de cette invention par lequel un mécanisme de transmission est utilisé pour limiter le couple transmis et par conséquent o aucune énergie n'est dissipée, est totalement différent des dispositifs de transmission conventionnels avec limitation du couple o le couple est limité au moyen d'un contact de glissement avec frottement Comme la quantité de chaleur produite par le frottement est négligeable, la fiabilité et la durabilité du dispositif sont fortement améliorées Le dispositif de transmission selon l'invention offre ainsi un joint flexible idéal qui est applicable à une grande variété de systèmes de transmission du couple Par exemple, dans le domaine d'application relativement dynamique, le dispositif selon cette invention offre une transmission idéale dans le cas o des moteurs électriques ou des moteurs à combustion interne qui ont intrinsèquement des caractéristiques de nombre de tours par minute constant sont utilisés comme source motrice pour des machines industrielles ou des automobiles, dont les vitesses de rotation doivent être changées sur une large plage Les domaines d'application relativement statiques comprennent ceux des dispositifs multiplica- teurs de couple, des dispositifs d'enroulement ou divers

types de dispositifs de fixation à vis.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de transmission d'une rotation pour transmettre un couple dans une direction prédéterminée de rotation, ayant une fonction de limitation du couple, caractérisé en ce qu'il comprend un logement cylindrique creux ( 10) ayant deux extrémités fermées par des premier et second supports ( 12, 13), respectivement; un premier organe de rotation ( 20) disposé concentriquement dans ledit logement et supporté par ledit premier support du logement de manière qu'il ne soit rotatif que dans ladite direction prédéterminée de rotation; un arbre de sortie ( 33) supporté rotatif par ledit second support du logement; un second organe de rotation ( 30) disposé concentriquement dans ledit logement et relié intégralement audit arbre de sortie et supporté rotatif par ledit second support du logement, lesdits premier et second organes de rotation se faisant face à travers une longueur axiale dans ledit logement; un organe élastique annulaire de torsion ( 80) reliant les premier et second organes de rotation en forme de coupe à travers ladite longueur axiale, ledit organe élastique de torsion exerçant, entre les premier et second organes de rotation, un couple de torsion qui est proportionnel à un déplacement relatif en rotation du premier organe de rotation par rapport au second; un arbre d'entrée ( 40) entraîné dans ladite direction prédéterminée de rotation et s'étendant concentriquement dans lesdits premier et second organes de rotation pour être supporté rotatif par lesdits premier et second organes de rotation; et un mécanisme de transmission du couple pour transmettre un couple de l'arbre d'entrée au premier organe de rotation tandis que le couple de torsion exercé par ledit organe élastique de torsion du premier au second organe de rotation dans ladite direction prédéterminée de rotation est en dessous d'une grandeur prédéterminée, ledit mécanisme de transmission du couple limitant à la grandeur prédéterminée le couple transmis

du premier ou second organe de rotation.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de transmission du couple comprend: un premier engrenage interne ( 21) faisant corps avec ledit premier organe de rotation pour s'en étendre axialement vers le second organe de rotation; un second engrenage interne ( 31) faisant corps avec ledit second organe de rotation pour s'en étendre axialement vers ledit premier organe de rotation un premier pignon soleil ( 41) supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée, en alignement axial avec ledit premier engrenage interne; un second pignon soleil ( 43) supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée, en alignement axial avec ledit second engrenage interne, o l'un des premiers pignons soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans une direction opposée à ladite direction prédéterminée de rotation tandis que le second pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée ou bien le premier pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée tandis que le second pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans ladite direction prédéterminée de rotation; un certain nombre de premiers engrenages planétaires ( 55) en prise avec ledit premier pignon soleil et le premier engrenage interne et supportés rotatifs à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée sur un premier support supporté rotatif sur l'arbre d'entrée, de manière que les premiers engrenages planétaires puissent avoir un mouvement planétaire autour du premier pignon soleil; un certain nombre de seconds engrenages planétaires ( 65) en prise avec le second pignon soleil et le second engrenage interne et supportés rotatifs, à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée, sur un second appui supporté rotatif sur l'arbre d'entrée, de manière que les seconds engrenages planétaires puissent avoir un mouvement planétaire autour du second pignon soleil; des premiers arbres satellites ( 56) fixés sur et s'étendant axialement des premiers engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des premiers engrenages planétaires; des seconds arbres satellites ( 66) fixés sur et s'étendant des seconds engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des seconds engrenages planétaires, l'excentricité des seconds arbres satellites par rapport aux axes respectifs des seconds engrenages planétaires étant égale à l'excentricité des premiers arbres satellites par rapport aux axes respectifs des premiers engrenages satellites; et un organe de guidage ( 70) en forme de disque supporté rotatif sur l'arbre d'entrée entre les premier et second organes de rotation et ayant des fentes de guidage s'étendant radialement, qui sont en engagement coulissant avec lesdits premier et second arbres satellites de manière qu'un couple dans ladite direction prédéterminée soit transmis via l'organe de guidage tandis que le couple est en dessous de ladite grandeur prédéterminée. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fentes de guidage ( 72) de l'organe de guidage sont en engagement avec les premier et second arbres satellites via des bagues satellites qui sont supportées rotatives et concentriques sur les arbres satellites.

4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les angles de révolution des premiers arbres satellites ( 56) autour des axes respectifs des premiers engrenages planétaires ( 55) sont initialement différents des angles de révolution des seconds arbres satellites ( 66) autour des axes respectifs

des seconds engrenages planétaires ( 65).

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de transmission du couple comprend: un premier pignon soleil ( 41) supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée; un second pignon soleil ( 43) supporté concentriquement sur ledit arbre d'entrée, o le premier pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans une direction opposée à ladite direction prédéterminée de rotation tandis que le second pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée ou bien le premier pignon soleil est fixé sur l'arbre d'entrée tandis que le second pignon soleil est supporté sur l'arbre d'entrée de manière qu'il ne soit rotatif que dans ladite direction prédéterminée de rotation; un certain nombre de premiers engrenages planétaires ( 55) en prise avec ledit premier pignon soleil et supportés rotatifs, à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée, sur un premier appui qui fait corps avec ledit premier organe de rotation de manière que lesdits premiers engrenages planétaires soient capables d'un mouvement planétaire autour du premier pignon soleil; un certain nombre de seconds engrenages planétaires ( 65) en prise avec ledit second pignon soleil et supportés rotatifs, à une excentricité égale par rapport à l'arbre d'entrée, sur un second appui faisant corps avec ledit second organe de rotation, de manière que les seconds engrenages planétaires soient capables d'un mouvement planétaire autour du second pignon soleil; des premiers arbres satellites ( 56) fixés sur et s'étendant axialement des premiers engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des premiers engrenages planétaires; des seconds arbres satellites ( 66) fixés sur et s'étendant des seconds engrenages planétaires respectifs avec une excentricité par rapport aux axes respectifs de rotation des seconds engrenages planétaires, l'excentricité des seconds arbres satellites par rapport aux axes respectifs des seconds engrenages planétaires étant égale à l'excentricité des premiers arbres satellites par rapport aux axes respectifs des seconds engrenages planétaires; et un organe de guidage ( 70) en forme de disque supporté rotatif sur l'arbre d'entrée entre lesdits premier et second organes de rotation et ayant des fentes de guidage s'étendant radialement, en engagement coulissant avec lesdits premier et second arbres satellites, de manière qu'un couple dans ladite direction prédéterminée soit transmis via l'organe de guidage tandis que le couple est en dessous de ladite grandeur prédéterminée. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les fentes de guidage ( 72) de l'organe de guidage sont en engagement avec les premier et second arbres satellites via des bagues satellites supportées rotatives et concentriques sur les arbres satellites.

7 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les angles de révolution des premiers arbres satellites autour des axes respectifs des premiers engrenages planétaires sont initialement différents des angles de révolution des seconds arbres satellites autour des axes respectifs des seconds

engrenages planétaires.