FR2841957A1 - Variateur de couple continu mecanique a came - Google Patents
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Abstract
Variateur de couple continu mécanique à came comportant un arbre 1', organe d'entrée, monté rotatif par rapport à une pièce de référence 10' ; un premier étage composé au moins une came 2' accouplée en rotation à l'organe d'entrée décompose un mouvement rotatif en un mouvement linéaire en coopérant avec des galets suiveurs 3' guidés dans un mouvement linéaire inhérent à la came 2'; un second étage composé d'un organe de commande simultanée de variation de sous ensembles en mouvement linéaire périodique, comportant notamment les crémaillères 7' de sortie en fonction des mouvements linéaires d'entrée des galets suiveurs 3' et de la configuration instantanée de l'organe de commande 16' ; un troisième étage comportant un ensemble de pignons montés sur roues libres 11' transforme les mouvements linéaires en mouvements rotatifs de planétaires 13' du train épicycloïdal de sortie; un organe de sortie composé d'une couronne 14' superpose les couples des planétaires en un couple unique unidirectionnel continu.
Description
i L'invention concerne un variateur de couple continu à came réglable
par une action externe.
L'invention concerne plus particulièrement un variateur de couple comportant une came susceptible de décomposer un couple d'entrée en une succession d'efforts linéaires suivant une direction intrinsèque à la géométrie de la came (axiale, radiale ou tangentielle), et dont la propriété essentielle est de faire varier ces efforts linéaires, par l'utilisation de biellettes de renvoi ou de plateaux de renvoi inclinables, dont les mouvements linéaires résultants, reconvertis en mouvement de rotation, à l'aide de liaisons crémaillères et de
roues libres, entraînent les satellites d'un train épicyclodal de sortie.
Etat de la technique Il existe actuellement différents systèmes de variation de couple continu. Les plus courant utilisent en amont et en aval deux flasques tronconiques de pincement soit d'une courroie, ou d'une chaîne métallique, ou bien d'un anneau métallique dit " KegelRingGetriebe " avec pour principal inconvénient d'être limité par le couple limite de pincement. Un autre système de variation de couple dit " torodal " augmente la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée et diminue ainsi le couple appliqué sur le galet de variation pour diminuer l'effort de pincement mais le rendement du système reste dépendant des multiples engrenages utilisés. Enfin, il existe divers systèmes de variation de couple utilisant soit le pincement de roulement, soit l'utilisation d'un différentiel de deux sous ensembles d'engrenages décomposant puis recomposant le couple d'entrée. Tout ces systèmes ont le principal inconvénient qu'ils subissent des pertes énergétiques à des degrés divers dues aux mauvais rendements mécaniques de ces techniques de variation de couple et ne sont donc pas directement utilisables sur des cycles, ou autres ensembles mobiles o un effort physique est nécessaire et o un excellent rendement du
variateur est donc requis.
La présente invention s'intéresse particulièrement, mais non exclusivement, à la variation du couple sur des cycles o le mode de régulation se fait principalement par chaîne et la variation du couple se fait par le changement de la position de la chaîne sur des couronnes crantées montées sur un pédalier et sur des pignons montés sur la roue arrière. Ce mode de transmission offre un excellent rendement en dehors des phases de transition o la chaîne passe d'une couronne à une autre à condition que l'ensemble soit maintenu dans un parfait état de fonctionnement et que plateaux et pignons
restent a peu près alignés.
Dans la pratique, ce type de transmission perd très rapidement son excellent rendement dans une utilisation intensive du fait des sauts de chaîne répétés et agressifs d'un pignon à un autre, du fait de la vulnérabilité de ce type de transmission à une mauvaise utilisation (chaîne en frottement permanent ou traction de biais) et à l'environnement extérieur (atmosphère humide, éléments naturels bloquant l'enchaînement, projections abrasives...) et de l'aspect contraignant des opérations d'entretien après chaque utilisation dans ce type d'environnement. Synthèse de l'invention Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose un variateur de couple et de vitesse mécanique continu comportant: * un organe d'entrée monté rotatif par rapport à une pièce de référence autour d'un axe de référence, * un premier étage de conversion d'un mouvement rotatif en une succession de mouvement linéaires comportant au moins une came accouplée en rotation à l'organe d'entrée et coopérant avec des galets suiveurs guidés en mouvement linéaires par rapport au repère de la pièce de référence, * un second étage de variation de mouvements linéaires comportant un organe de commande de variation mobile par rapport à la pièce de référence, et corrélant des mouvements linéaires de sortie en fonction des mouvements linéaires d'entrée issues des galets suiveurs et de la configuration instantanée de l'organe de commande, un troisième étage de conversion mouvements linéaires en mouvements rotatifs comportant un ensemble de roues dentées montées sur roues libres corrélant les mouvements linéaires de sortie du second étage à des mouvements de rotation de roues d'axes fixes par rapport à la pièce de référence, * un organe de sortie monté rotatif dans un seul sens de rotation par rapport à l'axe de référence comportant un train épicyclodal dont les planétaires sont mues en rotation par les axes actionnés par les roues libres du troisième étage On peut noter que l'invention propose ainsi un système de variation de vitesse et de couple basé sur la décomposition d'un mouvement de rotation en une succession de mouvements linéaires déphasés dont la superposition des mouvements de rotation résultants permet de retrouver sur la couronne du train épicyclodal de sortie une puissance quasi identique à celle appliquée sur l'arbre d'entrée mais avec une vitesse de rotation et un couple d'intensité différentes, et qui peut être régulée instantanément et de façon continue soit par déplacement du centre instantané de rotation de biellettes de renvoi, soit par récupération du mouvement linéaire du plateau de renvoi résultant de l'ouverture de l'angle de celui-ci par rapport au mouvement linéaire initial, commandés soit manuellement dans le cas d'utilisation sur un cycle ou soit par le biais d'actionneurs mécaniques dans une utilisation motorisée. L'ensemble du système peut grâce à sa compacité être enfermé dans un carter de
protection pour garantir ainsi une lubrification permanente.
Présentation des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la
description qui suit, donnée à titre d'exemple indicatif non limitatif en regard des
dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un premier exemple de réalisation d'un variateur selon l'invention, s'appliquant particulièrement aux cycles et comprenant pour le premier étage d'une came composée de huit profils actifs en développante de cercle et pour le deuxième étage d'un ensemble de trois biellettes de renvoi, La figure 2 en est une vue selon la flèche 1, permettant de comprendre le principe de transformation du mouvement de rotation uniforme en un mouvement linéaire uniforme, Les figures 3 et 4 en sont des vues partielles, sans la came, montrant les éléments de variation de couple dans deux situations extrêmes de régulation du couple, La figure 5 en est une autre vue partielle, sans la came ni les éléments de variation, montrant les éléments du troisième étage intervenant dans la récupération des mouvement linéaires en mouvement de rotation, La figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un second exemple de réalisation d'un variateur selon l'invention, comprenant notamment pour premier étage une came dont le profil de la partie active suit la forme d'une spirale d'Archimède et pour deuxième étage deux plateaux de variation du couple utilisant le principe de renvoi d'angle, La figure 7 est une vue selon l'axe montrant le principe d'action des galets sur des plateaux, La figure 8 en est une vue partielle schématique, sans la came, représentent un moyen de régulation de l'inclinaison des plateaux par un pignon central (les dentures des roues ne sont pas représentées), La figure 9 est une vue en perspective explosée d'un troisième exemple de réalisation d'un variateur selon l'invention, comprenant notamment pour premier étage une double came hélicodale montée en opposition et pour second étage des biellettes de renvoi en opposition, La figure 10 est un diagramme représentant graphiquement le principe de superposition sur la couronne 14 des couples générées à partir de chacun des mouvements rotatifs des roues libres 11 du variateur du premier
mode de réalisation.
La description porte ainsi sur trois cas particuliers fondés,
respectivement, sur une came à Développante de cercle, une came à spirale d'Archimède, et une came Hélicodale, utilisant deux principes de variation
d'efforts linéaires, respectivement biellettes et plateaux de renvoi.
Catalogue du premier mode de réalisation Les figures là 5 représentent ainsi un premier variateur comportant: * un élément de référence 10 du variateur admettant un axe de référence, par rapport auxquels sont examinés ci-dessous les mouvements des autres éléments du variateur, * un arbre d'entrée 1 adapté à tourner par rapport à l'élément de référence 1 0, * une came 2 solidaire en rotation de l'arbre d'entrée 1, * un nombre N de galets 3, identiques, ici d'axes parallèles à l'arbre d'entrée 1, adaptés à coopérer avec la came 2, en suivant ici son contour externe, sous l'action de ressorts de rappel 15, * un nombre N de liaisons glissières 4 dont les galets 3 sont solidaires, * un nombre N de biellettes de renvoi 5 dans une configuration non limitative, en liaison pivot à l'une de ses extrémités sur les axes des galets 3 comportant dans la zone milieu une liaison glissière montée sur le pivot de l'axe des centres instantanés de rotation de régulation et en son autre extrémité une
liaison glissière montée sur la liaison pivot 8 des crémaillères 7.
* un nombre N de liaisons glissière 6 sur l'élément de référence 10 montées perpendiculairement aux axes des mouvements linéaires des galets 3 formant des centres instantanés de rotation pour les biellettes 5, * une pièce de commande 16 centrée sur l'arbre d'entrée en ayant un débattement angulaire donné par rapport à la pièce de référence 10, comportant des fentes dans lesquelles sont engagées les axes reliés aux liaisons pivot glissantes 6 formant centres instantanés de rotation, * un nombre N de crémaillères 7 montées coulissantes sur la pièce de référence 10 selon une direction parallèle aux axes des mouvements linéaires des galets 3, menées par des axes des liaisons pivot glissantes de renvoi des biellettes 5, * un nombre N de roues libres 11 montées sur des arbres en rotation autour d'axes fixes par rapport à la pièce de référence 10 et munies de N pignons 9 engrenant avec les N crémaillères 7, * un nombre N de planétaires 13 solidaires des N arbres 12 actionnés par intermittences par les roues libres 11 et coopérant avec une
couronne 14 formant un organe de sortie.
Il est à noter que l'ensemble présente une symétrie d'ordre N par rapport à l'axe de l'élément de référence. N est un nombre entier, ici égal à 3, au moins égal à 2 et pouvant être aussi important que l'on souhaite, du moment qu'il est compatible avec les
contraintes existant en matière d'encombrement et de fonctionnalité.
Description du premier mode de réalisation
La came à un profil de développante de cercle, avec une partie active répartie en une pluralité de secteurs angulaires, ici huit secteurs désignés sous référence 2A, 2B,.... 2H de 250 environ correspondant à l'angle nécessaire pour déplacer un des galets 3 sur la zone active; elle est basée sur la forme d'une développante de cercle dont la propriété est que le déplacement linéaire tangentiel au cercle primaire de la développante choisi est proportionnel à l'angle de rotation de l'arbre d'entrée, et donc de permettre aux galets 3 roulant sur la périphérie de la came de posséder une vitesse linéaire proportionnelle à la vitesse de rotation de l'axe d'entrée. Ces secteurs actifs sont définis sur 250 de façon à ce qu'au moins un galet roule toujours sur la
zone active de la came quand un ou deux galets roulent sur la zone passive.
Cet angle peut être adapté à d'autres caractéristiques de fonctionnement.
Les galets 3, montés sur un axe en liaison glissière sur le support fixe 10, appliquent un effort linéaire sur des biellettes de renvoi 5. Les galets 3 sont en contact permanent avec la came, soit par l'utilisation des trois ressorts de rappel 15 de raideur permettant uniquement de vaincre l'inertie de retour de l'ensemble galet - biellette - crémaillère, l'effort de compression des ressorts étant restitué sur la zone passive de la came. Une came inversée 20 représentée en pointillées sur la figure 2, appliquant un effort de retour sur les galets, peut aussi être envisagé bien que cette solution s'avère plus délicate à réaliser. Cela aurait cependant pour avantage de supprimer l'utilisation de
ressorts de renvoi et donc de simplifier le mécanisme.
Les trois centres instantanés de rotation 6, montés en liaison glissière sur l'élément de référence 10 et positionnés simultanément en translation par la came de commande 16, permettent de réguler l'amplitude de l'inclinaison angulaire des biellettes de renvoi en liaison pivot autour de l'axe du galet 3 et de transmettre le bras de levier induit aux crémaillères 7 en liaison glissière sur l'élément de référence 10 parallèle à l'axe du mouvement des
galets 3.
Les pignons 9, solidaires des bagues extérieures des roues libres 11 et actionnés par les crémaillères 7, transforment des mouvements linéaires en des mouvements de rotation unidirectionnels. Les planétaires 13 du train épicyclodal de sortie sont montés sur ces mêmes arbres, dont les axes sont
fixes par rapport à l'élément de référence 10.
Les roues 11 sont définies comme libres en ce sens que, lorsqu'elles tournent dans le sens imposé par la zone active de la came 2, leur périphérie est accouplée par emmanchement conique à leur moyeu tandis que, lorsqu'elles tournent dans le sens contraire, leur périphérie est désaccouplée de
leur moyeu, de sorte qu'il y a transmission de couple dans un sens seulement.
La précision d'enclenchement des roues libres est prépondérante pour le bon fonctionnement du système et dépend principalement de la fréquence
d'utilisation, du couple imposé et de la vitesse de la bague extérieure.
Fonctionnement du premier mode de réalisation
La rotation de l'arbre d'entrée 1 entraîne celle de la came 2.
Cette rotation provoque un déplacement des galets suiveurs 3 dans une direction tangentielle au cercle primitif de la développante de cercle de la came et donc, en coopération avec le pivotement des biellettes 5 autour de leurs centre instantané de rotation, un coulissement des crémaillères 7
parallèlement à la direction du mouvement des galets 3.
Suivant la valeur de l'angle de la zone active,ici 250, et la position angulaire de la came par rapport à l'élément de référence 10, un ou deux galets seront précisément positionnés sur la zone active de la came. De même, suivant la valeur de l'angle de la zone passive et de la position angulaire de la
came un ou deux galets se trouveront sur un endroit précis de la zone passive.
Le nombre de galets positionnés sur la zone active ou sur la zone passive dépendra principalement de l'angle de recouvrement souhaité des efforts sur la
superposition des phases.
Le déplacement des crémaillères 7 provoque une rotation des pignons 9, des roues libres 11, et donc des planétaires 13, toujours dans le même sens de rotation. Il en résulte globalement un mouvement continu de rotation de la couronne de sortie 14. Cette superposition partielle de mouvement de rotation est rendue possible par la répartition des zones actives de la came 2 et par les roues libres qui font qu'au moins un ou deux planétaires
transmettent la variation de couple à la couronne 14 du train épicycloldal.
En fonctionnement, on commence par régler, par un quelconque moyen à la portée de l'homme de métier, la configuration de la pièce de commande 16 par rapport à la pièce de référence. Cela fixe les positions des centres instantanés de rotation des biellettes. Une rotation de l'élément de commande 16 crée, suivant la position des biellettes 5 par rapport à la position des centres instantanés de rotation 6, un effort additionnel sur les crémaillères 7 et sur les galets suiveurs 3. Cet effort de régulation, intégré au bilan des efforts mécaniques du variateur, dépend du déséquilibre entre la puissance
d'entrée appliquée et de sortie imposée.
On comprend aisément que, en fonction de la position de la pièce de commande 16, le rapport des bras de levier entre l'entrée et la sortie, est plus ou moins important, étant réglé par le rapport des distances au centre instantané de rotation des biellettes, la direction du mouvement des galets suiveurs 3 d'une part, et les mouvements des liaisons 8 solidaires des glissières 7 d'autre part. C'est ainsi que, dans la configuration de la figure 3, la distance entre le centre instantané de rotation et les plots 3 est d'égale distance de celle entre ce centre instantané de rotation et les liaisons 8: il en découle que les efforts appliqués sur les galets seront intégralement restitués aux crémaillères. Par contre, dans la configuration de la figure 4 o la première distance est maximale et la seconde distance est minimale, on a une configuration dans laquelle on obtient une augmentation de l'effort et une
diminution de la vitesse appliquée sur la crémaillère.
On peut noter que les fentes aménagées dans les bras de la pièce de commande permettent à l'axe du centre instantané de rotation instantané des biellettes d'avoir le jeu nécessaire pour obtenir une plage de variation
appropriée commandée par utilisateur.
La figure 10 représente graphiquement l'évolution du couple appliqué sur la bague extérieure des roues libres 11A, 11B, 11C dans le cas du premier mode de réalisation. Pour un angle donné de la came 2, la bague extérieure des roues libres 1 1 recevront simultanément les couples Cl 1 A, Cl 1 B, Cl 1 C, et
leurs superpositions sur la couronne 14 donnera le couple continu C14.
Description du deuxième mode de réalisation
Les figures 6 à 8 représentent un variateur qui se distingue principalement de celui des figures précédentes non seulement par le fait que son premier étage a une came en profil de spirale d'Archimède mais aussi par
son deuxième étage, utilisant des plateaux de réglage par variation angulaire.
Les éléments de ce second variateur qui sont analogues à ceux du premier variateur portent les mêmes numéros de référence, mais affectés d'un
indice " prime ".
On peut noter que la came 2' montée sur l'axe 1' a sa partie active répartie par exemple sur 2000 permettant ainsi que au moins un galet roule sur la zone active. Sa forme en spirale d'Archimède a pour avantage que le mouvement linéaire radial résultant est proportionnel à la valeur de l'angle, ce qui permet, plus concrètement, que les galets roulant sur la périphérie de la came possèdent une vitesse linéaire proportionnelle à la vitesse de rotation de l'axe d'entrée. Le profil de la came dépend essentiellement de l'utilisation qui doit être faite du variateur de couple: à titre d'exemple, pour des vitesses de rotation élevées, on prendra un profil de came de faible amplitude radiale pour obtenir un effet réducteur plus fort et des efforts linéaires sur les galets plus
importants.
Les galets 3' et donc 21 ont un déplacement radial imposé et un déplacement d'une amplitude définie par la came. De même que pour le premier mode de réalisation, des ressorts ou une came inversée imposent un contact permanent entre les galets et la came 2'. Le contact permanent entre les galets 21 et les plateaux de renvoi 22 est assuré par des galets de retour
reliés directement aux galets 21 soit par des ressorts de contact.
Les plateaux de renvoi 22 sont montés en liaison glissière sur des roues de réglages 23 dont l'axe de rotation est fixe sur l'élément de référence '. Ces plateaux de renvoi, dont l'inclinaison angulaire, gérée par exemple par une roue de commande 16', peut varier de 0 à 900, permettent d'utiliser le principe de renvoi d'angle, à savoir d'engendrer un déplacement du plateau de renvoi et donc de la crémaillère en fonction de l'angle former entre l'axe de
glissement des galets 21 et l'axe de glissement des plateaux.
L'amplitude de mouvement des plateaux de renvoi 22 sera au minimum de 0 et au maximum de l'amplitude de mouvement de la zone active
de la came 2'.
Les crémaillères 7' solidaires des plateaux de renvoi 22 seront positionnées de façon à ce qu'elles assurent une transmission optimale des
efforts avec les pignons 9' quelque soit l'inclinaison angulaire des plateaux.
La description du troisième étage et de l'organe de sortie, à savoir
des pignons 9', roues libres 1 1', planétaires 13' et couronne 14', s'apparente en tout point à celle du premier mode de réalisation, à la différence près que le
train épicyclodal comprend pour cet exemple deux planétaires.
Fonctionnement du deuxième mode de réalisation Cette rotation de la came 2' crée un effort radial qui dépend du couple appliqué sur l'axe d'entrée 1' et de l'angle d'attaque défini entre la came
2' et les galets suiveurs 3'.
Les galets suiveurs 3' appliquent des efforts sur des plateaux de renvoi 22 par le biais des galets roulant 21. Les efforts appliqués sur les plateaux de renvoi 22 créent un effort dans le sens de déplacement de leurs liaison glissière ainsi qu'un moment variable dépendant de la distance de positionnement des galets 21 par rapport à l'axe du centre de rotation des
roues de réglage 23.
il Les efforts appliqués aux plateaux sont retransmis au pignon 9' par coopération des crémaillères 7', tandis que les moments induits aux roues de réglage 23 sont bloqués par l'élément de réglage 16'. La géométrie de la came devra être adaptée au couple et à la vitesse de rotation appliqués, de façon à minimiser les moments induits à la roue de commande 16'. Tout comme pour le premier mode de réalisation, l'effort de régulation, intégré au bilan des efforts mécaniques du variateur, dépend du déséquilibre entre la puissance d'entrée
appliquée et de sortie imposée.
Le fonctionnement du troisième étage et de l'organe de sortie, à savoir des pignons 9', roues libres 11', planétaires 13' et couronne 14', est
identique au premier mode de réalisation.
On comprend aisément que, pour une petite ouverture d'angle entre le mouvement radial des galets 21 et la surface de roulement des plateaux de renvoi, les efforts résultant appliqués sur ceux-ci est important et leurs vitesses sont inversement faibles. Pour un angle s'approchant de 900, les efforts et les vitesses appliqués aux plateaux de renvoi seront proches des efforts et des
vitesses transmises aux galets par la came.
Description du troisième mode de réalisation
La figure 9 représente un variateur qui se distingue principalement de celui des figures précédentes par le fait que son premier étage a une double came à profil hélicodal montée en opposition et que le deuxième étage est identique au principe du premier variateur mais dédoublé et monté en opposition. Les éléments de ce troisième variateur qui sont analogues à ceux du premier variateur portent les mêmes numéros de référence, mais affectés d'un indice " second ". Pour des raisons de lisibilité, seuls certains éléments seront numérotés. On peut noter que la double came 2" montée en opposition, entraînée par l'axe 1", a une zone active répartie par exemple sur 2000. La géométrie de la came, de forme hélicodale, a pour propriété que le mouvement linéaire axial résultant soit proportionnel à la valeur de l'angle, et donc plus concrètement de permettre aux galets roulants sur la périphérie de la came de posséder sur la zone active une vitesse linéaire proportionnelle à la vitesse de
rotation de l'axe d'entrée.
Les galets suiveurs 3" sont montés sur l'élément fixe 10" en opposition et en liaison glissière sur le support fixe 10". Le contact permanent avec la double came 2" est assurée par des ressorts de compression 15" entre les deux support galets, de raideur suffisante pour vaincre l'inertie de retour de l'étage 2, l'effort de compression des ressorts étant restitué sur la zone passive
de la came.
Les galets suiveurs 3" et donc les biellettes de réglage 5" sont réparties sur 1200 de façon à ce que au moins deux galets roulent toujours sur
la zone active de la came quand un galet roule sur la zone passive.
De même que pour le premier mode de réalisation, les trois centres instantanés de rotation 6", montés en liaison glissière sur le support fixe 10" et positionnés identiquement par un élément de commande non représenté, permettent de réguler l'amplitude de l'inclinaison angulaire des biellettes de renvoi en liaison pivot autour de l'axe des galet 3" et de transmettre le bras de levier induit aux crémaillères 7" en liaison glissière sur l'élément fixe 10" parallèlement à l'axe du mouvement des galets 3". Le montage en opposition permet d'appliquer idéalement un couple sur les roues 9", permettant ainsi de
réduire de moitié les contraintes dans le deuxième étage.
La description du troisième étage et de l'organe de sortie, à savoir
des pignons 9", roues libres 11", planétaires 13" et couronne 14", s'apparente en tout point à celle du premier mode de réalisation, à la différence près que le
train épicyclodal est composé de trois planétaires en engrenages coniques.
Fonctionnement du troisième mode de réalisation Le premier étage fonctionne de manière similaire aux deux précédents modes de réalisation, à la différence près que l'effort appliqué sur
les galets suiveurs reste parallèle et à distance fixe de l'axe de rotation 1".
La rotation de la came 2" applique, par coopération des galets suiveurs 3", un effort linéaire sur des biellettes de réglage 5", dont l'inclinaison angulaire dépend du positionnement identique des trois supports de centres
instantanés de rotation 6".
Ceux ci sont positionnés simultanément en translation par une came de commande non représentée sur la perspective permettant de réguler l'amplitude de l'inclinaison angulaire des biellettes de réglage 5", d'un facteur multiplicateur de 2, représenté sur la figure 9, à un facteur réducteur proche de 0 et de transmettre le bras de levier induit aux crémaillères 7", parallèlement au
mouvement des galets suiveurs 3".
On comprend aisément que, tout comme le premier et le deuxième mode de réalisation, l'équilibre permanent entre l'organe d'entrée appliqué et l'organe de sortie imposé, est appliqué aux centres instantanés de rotation 6" des six bras de levier et ne peut être déplacé que dans des phases de décalage
entre la puissance d'entrée et de sortie.
Le fonctionnement du troisième étage et de l'organe de sortie, à savoir des pignons 9", roues libres 11", planétaires 13" et couronne 14", est
identique au premier mode de réalisation.
On peut noter que le variateur de couple est caractérisé d'une part, en ce qu'il comporte un deuxième étage de régulation dans une configuration dite à biellettes de renvoi 5 en pivotement permanent sur les centres instantanés de rotation 6, permettant de faire varier les moments dans la biellettes de renvoi 5 et donc les efforts appliqués parallèlement par les galets suiveurs 3 sur les crémaillères 7 suivant des rapports de réduction amplification prédéfinis, d'autre part, en ce que l'organe de commande de régulation 16 par le biais d'un effort externe de commande, permette de réguler identiquement et simultanément soit linéairement les centres instantanés de rotation 6 en modifiant ainsi le bras de levier dans les biellettes, soit en rotation les plateaux
de renvoi 22 en modifiant l'angle de renvoi. Les combinaisons issues de l'utilisation combinée des différents étages
présentés, à savoir cames, ensembles de variation d'efforts linéaires et des roues libres montées sur planétaires de trains épicyclodaux, sont multiples,
et les configurations présentées dans ce document ne sont pas limitatives.
D'autres combinaisons telles que montage en série, en parallèle et en opposition des différents systèmes présentés représentent aussi des
configurations possibles.
Claims (9)
1. Variateur de couple continu mécanique à came comportant: * un arbre 1 organe d'entrée monté rotatif par rapport à une pièce de référence autour d'un axe de référence, * un premier étage composé au moins d'une came 2 accouplée à l'organe d'entrée en rotation décompose un mouvement rotatif en un mouvement linéaire en coopérant avec des galets 3 guidés dans un mouvement linéaire inhérent à la came 2, qui suivent sa géométrie soit par le biais de ressorts de rappel 15, soit par l'action de contre came 20, * un second étage composé d'un organe de commande de variation mobile par rapport à la pièce de référence fait varier, à partir des mouvements linéaires d'entrée des galets suiveurs 3, la vitesse et la force des mouvements linéaires des crémaillères de sortie en fonction de la configuration instantanée de l'organe de commande 16, * un troisième étage comportant un ensemble à roues libres 11 par rapport à la pièce de référence 10 recompose des mouvements linéaires en mouvements rotatifs de planétaires 13 d'un train épicyclodal, * un organe de sortie composé d'une couronne 14 d'un train épicyclodal de sortie monté rotatif par rapport à une pièce de référence autour
d'un axe de référence.
2. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une configuration de came à développante de cercle, les galets suiveurs 3 sont entraînés suivant une direction tangentielle au cercle primitif de la came 2 et dont la valeur du déplacement linéaire induit est proportionnel à
l'angle de rotation de l'organe d'entrée.
3. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une configuration de came au profil en spirale d'Archimède, les galets suiveurs 3 sont entraînés suivant une direction normale à l'axe de la came 2 et dont la valeur du déplacement linéaire induit est proportionnel à
l'angle de rotation de l'organe d'entrée.
4. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une configuration de came au profil hélicodal, les galets suiveurs 3 sont entraînés suivant une direction parallèle à l'axe de la came 2 et dont la valeur du déplacement linéaire induit est proportionnel à l'angle de rotation de l'organe d'entrée.
5. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième étage de régulation dans une configuration dite à biellettes de renvoi 5 en pivotement permanent sur les centres instantanés de rotation 6, permettant de faire varier les moments dans la biellettes de renvoi 5 et donc les efforts appliqués parallèlement par les galets suiveurs 3 sur les
crémaillères 7 suivant des rapports de réduction amplification prédéfinis.
6. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième étage de régulation dans une configuration dite à plateaux de renvoi 22 en pivotements angulaires de O à 90 autour d'axes de rotation fixes par rapport à l'élément de référence 10, permettant par le principe de renvoi d'angle d'obtenir un déplacement linéaire résultant des crémaillères 7 pouvant varier de O à 100% du déplacement linéaire des galets suiveurs 3 et 21
en contact permanent avec les plateaux de renvoi 22.
7. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'organe de commande de régulation 16 par le biais d'un effort externe de commande, permette de réguler identiquement et simultanément soit linéairement les centres instantanés de rotation 6 en modifiant ainsi le bras de levier dans les biellettes, soit en rotation les plateaux de renvoi 22 en modifiant
l'angle de renvoi.
8. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un troisième étage comportant un ensemble pignon 9, roues libres 11 et planétaires 13 de position fixe par rapport à la pièce de référence 10 transforme les mouvements linéaires issues des crémaillères issues du second étage en des mouvements rotatif de planétaires 13 d'un train épicyclodal de sortie, dans
un seul sens de rotation imposé par les roues libres 11.
9. Variateur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un organe de sortie composé d'une couronne ou d'un pignon 14 d'un train épicyclodal de sortie transmette un couple unique unidirectionnel provenant de
la superposition des couples des planétaires 13 du troisième étage.
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