FR2849684A1 - Procede de fonctionnement d'un engrenage a frottement ainsi qu'engrenage a frottement - Google Patents

Abstract

Un engrenage à frottement présente un dispositif de compression en deux parties(10, 11) de manière à ce que les deux dispositifs de compression partiels puissent avoir de préférence des caractéristiques couple de rotation-force de compression à pente constante et que la caractéristique globale présente néanmoins une pente variable. On peut ainsi concevoir une installation relativement insensible aux tolérances avec une caractéristique très avantageuse.

Description

PROCEDE DE FONCTIONNEMENT D'UN ENGRENAGE A FROTTEMENT AINSI QU'ENGRENAGE A

FROTTEMENT

L'invention concerne d'une part un procédé de 5 fonctionnement d'un engrenage à frottement et d'autre part un engrenage à frottement.

L'invention concerne notamment le secteur des engrenages à bague de frottement coniques, tel qu'il est connu par. 10 exemple de par le document EP 0 878 641 Ai ou de par le document EP 0 980 993 A2. Deux roues de frottement coniques à axes parallèles y sont installées de manière à ce qu'il reste entre celles-ci une fente constante dans laquelle une bague de frottement en contact avec les deux 15 roues de frottement coniques d'une des roues de frottement coniques peut être déplacée en les entourant. De cette manière, il est possible de créer un engrenage réglable sans paliers.

De plus, l'invention concerne cependant aussi tous les autres engrenages à frottement dans lesquels au moins un élément d'entrée et au moins un élément de sortie interagissent en frottement l'un avec l'autre. Dans le présent contexte, le terme de " en frottement " englobe 25 toute interaction qui n'est pas à liaison géométrique entre deux éléments d'engrenage en rotation, un glissement non destructif entre les deux éléments d'engrenage pouvant se produire de préférence à des couples de rotation trop élevés. Ce terme englobe notamment aussi une interaction 30 qui agit grâce à des forces hydrostatiques ou hydrodynamiques ou électrostatiques, électrodynamiques ou magnétiques entre les deux éléments d'engrenage. La présente invention comprend donc notamment aussi les engrenages à frottement dans lesquels il reste, entre les 35 éléments d'engrenage mécaniques proprement dits une fente remplie d'un fluide, comme par exemple un gaz ou un liquide, et les vitesses, les largeurs de fente, les pressions et similaires sont dimensionnées de manière à ce que ce fluide provoque par exemple du fait de forces de cisaillement une interaction entre les deux éléments d'engrenage. La présente invention concerne dans elle resure e:ssi les engrenages à frottement dans lesquels sont prévus entre les deux éléments d'engrenage un milieu facteur d'interaction ou plusieurs milieux de ce type, comme des fluides ou alors 10 un autre élément d'engrenage.

Dans toutes ces installations, l'interaction entre les deux éléments d'engrenage est régie pour une part relativement importante par. les forces qui agissent sur la surface 15 interactive respective des éléments d'engrenage. Comme connu par exemple de par le document EP 0 878 641 Al ou le document EP 0 980 993 A2, les deux éléments d'engrenage peuvent être à cet effet serrés d'une manière adéquate, ce qui peut par exemple être garanti par des paliers 20 appropriés. De plus, comme l'illustrent différents exemples de réalisation de ces documents, il peut être prévu des dispositifs de compression qui fournissent des forces de compression variables au delà d'une charge de base définie en fonction du couple de rotation d'entrée de sortie, de 25 sorte qu'avec des couples de rotation de sortie élevés, des forces de compression élevées peuvent aussi être générées, ce qui permet d'augmenter en conséquence le couple de rotation transmissible de l'engrenage à frottement. De telles installations entraînent toutefois des pertes 30 relativement élevées sur de tels engrenages à frottement, ce qui remet en question leur rentabilité.

L'objectif de la présente invention est donc d'augmenter la rentabilité en cours de fonctionnement d'un engrenage à 35 bague de frottement.

L'invention propose comme solution un procédé de fonctionnement d'un engrenage à frottement comportant au moins un élément d'entrée et au moins un élément de sortie, qui sont comprimés l'un contre l'autre au moyen d'un 5 dispositif de compression, lequel engrenage à frottement se distingue du fait que le dispositif de compressicn est utilisé avec une caractéristique état de fonctionnementforce de compression qui a, entre un état de repos de l'engrenage à frottement et un premier état de 10 fonctionnement, une pente moyenne autre qu'entre le premier état de fonctionnement et un deuxième état de fonctionnement. L'invention propose également un engrenage à frottement présentant au moins deux états de fonctionnement, dans lequel au moins un élément d'entrée et 15 au moins un élément de sortie sont comprimés l'un contre l'autre au moyen d'au moins un dispositif de compression à l'aide d'une force de compression variant en fonction de l'état de fonctionnement respectif et qui se distingue par un dispositif de compression présentant une ligne 20 caractéristique état de fonctionnement-force de compression déjà décrite précédemment.

Comme déjà expliqué en introduction, l'élément d'entrée et l'élément de sortie n'ont pas besoin d'être reliés 25 directement, mais il est au contraire concevable que puissent exister des éléments d'engrenage intermédiaires ou des mesures assurant la liaison de friction, comme des fluides supplémentaires ou autres mécanismes d'interaction.

En raison de l'équilibre de forces régnant dans un 30 engrenage, l'élément d'entrée et l'élément de sortie peuvent aussi être permutés. Comme on trouve toutefois fréquemment de tels engrenages dans une ligne de propulsion complexe, cette différenciation devra en règle générale être conservée. Il est du reste entendu qu'une compression 35 des deux éléments d'engrenage l'un contre l'autre peut aussi avoir lieu grâce à des degrés de liberté orientés avec un décalage de ces éléments d'engrenage, tant qu'au moins un composant des degrés de liberté utilisés lors de la compression ou de la pression est dirigé de manière adéquate vers la surface interactive d'un élément d'engrenage correspondant.

Les eng:enages a bague de frcttemen. si n Lr1vent!cn peuvent être utilisés dans différents états de fonctionnement ainsi qu'en tenant compte de types d'état de fonctionnement différents. De tels types d'état de 10 fonctionnement différents peuvent être par exemple des couples de rotation d'entrée ou de sortie, des régimes, des forces ou rapports de forces, des pressions ou aussi des températures, des temps ou similaires ainsi que des grandeurs de mesure proportionnelles à ceux-ci. Pendant le 15 fonctionnement d'un engrenage à frottement de ce type; les types d'état de fonctionnement respectifs sont utilisés dans différents états de fonctionnement, certains types d'état de fonctionnement -en fonction de la forme de réalisation concrète ou de la conversion - n'étant que 20 d'une importance subordonnée ou étant proportionnels à d'autres types d'état de fonctionnement facilement mesurables. Une telle gestion du procédé selon l'invention peut être 25 réalisée notamment avec un engrenage à frottement générique proposé comme deuxième solution, dans lequel le dispositif de compression comprend au moins deux unités de compression. Grâce à un dispositif de compression de ce type comprenant au moins deux composants, la caractéristique état de fonctionnement-force de compression peut être adaptée par des moyens relativement simples aux prescriptions souhaitées. Ceci est valable particulièrement pour les différentes pentes moyennes de la caractéristique état de fonctionnement- force de compression telles que 35 décrites précédemment. A ce niveau, le terme de " pente moyenne " entre deux états de fonctionnement ou entre un état de fonctionnement et un état de repos décrit une valeur qui est déterminée par une pente moyenne calculée ou par une ligne moyenne calculée de la première dérivation dans l'intervalle correspondant de la caractéristique état de fonctionnement-force de compression. Du fait de la 5 modification de la pente, il y a une possibilité d'optimiser la carac-.éristiq-ue état de fonctionnemernt-fc-cde compression du moins à deux égards au niveau des nécessités de la propulsion. On peut ainsi veiller, entre les deux états de fonctionnement, à des rapports aussi 10 optimaux que possible au niveau de la force de propulsion en fonction de l'état de fonctionnement concret respectif, de sorte que la force de compression est choisie de manière aussi optimale que possible par rapport à l'état de fonctionnement momentané. On peut ainsi minimiser les 15 pertes avec un rendement optimal de l'engrenage à frottement. L'adaptation de la caractéristique entre le premier état de fonctionnement et l'état de repos permet par contre une transition directe entre ces deux états, ce qui permet de minimiser encore plus les charges de base et 20 donc les pertes de base. Il va de soi que cette mesure ne doit pas obligatoirement aboutir seule à un résultat optimal, ceci pouvant déjà être le cas -en fonction des conditions périphériques existantes. L'homme de métier a toutefois, grâce à la présente invention, la possibilité 25 d'améliorer la performance de tels engrenages à frottement. Il trouvera alors le cas échéant un compromis entre d'autres mesures augmentant la performance et -le cas échéant- des cots plus élevés.

Il est notamment avantageux que les deux unités de compression présentent, en tant que partie intégrante du dispositif de compression, des caractéristiques état de fonctionnement-force de compression différentes. Par combinaison des deux caractéristiques, la caractéristique 35 globale du dispositif de compression peut être adaptée en conséquence de manière visible et compréhensible.

Les deux unités de compression peuvent de préférence apporter respectivement, dans le premier état de fonctionnement, une première contribution à la force de compression et, dans le deuxième état de fonctionnement, 5 respectivement une deuxième contribution à la force de compression, la différence entre la première et la deuxième contribution du premier dispositif de compression divergeant de la différence entre la première et la deuxième contribution du deuxième dispositif de 10 compression. On crée ainsi un système dans lequel les états de fonctionnement respectifs apportent, dans les états de fonctionnement respectifs, une contribution différente à l'ensemble de la force de compression du dispositif de compression, ce qui permet d'influer sur la caractéristique 15 de l'ensemble du dispositif de compression de manière simple au niveau de la conception.

Les deux unités de compression peuvent alors être conçues, indépendamment des autres caractéristiques de la présente 20 invention, au niveau de la détermination de l'état de fonctionnement et/ou de la force de compression, de manière à agir parallèlement ou en série.

De cette façon ainsi que grâce à des rapports de 25 transmission adaptés avec un couplage correspondant, la caractéristique globale du dispositif de compression peut être adaptée sans problèmes aux exigences existantes.

Il est certes possible, grâce à des glissières à cames 30 appropriées ou à des mesures similaires, d'adapter une caractéristique état de fonctionnement-force de compression pour un tel dispositif de compression dans des limites relativement étendues. Ceci a toutefois en règle générale pour inconvénient que les influences extérieures comme les 35 tolérances, le jeu, l'expansion thermique ou similaires provoquent un décalage sur la caractéristique, de sorte que cette caractéristique n'est plus suivie correctement en fonction de l'état de fonctionnement correspondant. Il n'est donc notamment dans ces cas plus garanti qu'une modification de l'état de fonctionnement provoque aussi la modification souhaitée de la force de compression. C'est 5 pour cette raison qu'il est présentement proposé -aussi indépendamment des autres caractéristiques de La présenrte invention- qu'au moins une unité de compression, de préférence les deux unités de compression ou toutes, présentent une caractéristique état de fonctionnement-force 10 de compression comportant une pente sensiblement constante.

Une telle installation est relativement insensible aux problèmes de tolérance ou aux perturbations mentionnées précédemment car, pour chaque unité de compression qui est conçue en conséquence, une perturbation extérieure ne 15 présente pas d'importance dans la mesure o une modification de l'état de fonctionnement du fait de la pente constante de la caractéristique respective provoque, indépendamment de perturbations de ce type, la même modification de la force de compression correspondante. 20 Dans cette mesure, une telle solution est particulièrement avantageuse si les engrenages à frottement sont utilisés avec des dispositifs de compression dont la caractéristique globale diverge d'une droite. Dans ce contexte, il est entendu que le terme de " pente sensiblement constante " 25 est à considérer, pour ce qui est des autres tolérances existant de toute façon autrement dans le système ainsi que des autres exigences de précision dans la ligne de propulsion globale, de telle sorte qu'à ce niveau le terme de " constance " d'une pente ne doit pas être utilisé dans 30 un cadre plus étroit que ne l'exige l'exactitude globale ou la tolérance globale du système.

Les unités de compression sont de préférence couplées les unes aux autres, le couplage pouvant être réalisé de 35 manière mécanique ou hydrodynamique ou hydrostatique. Ceci est valable notamment aussi pour le cas o les unités de compression sont prévues respectivement séparées sur un élément d'engrenage. Notamment dans un dispositif de compression ou une unité de compression prévu côté entrée, on peut considérer une charge d'entrée, ceci pouvant avoir lieu du fait qu'avec des charges partielles, la force de 5 compression diminue, ce qui permet de réduire les pertes globales de l'engrenage à bague à frottement, de sorte qu'un tel dispositif de compression ou unité de compression prévu du côté de la propulsion est aussi avantageux indépendamment des autres caractéristiques de la présente 10 invention.

En couplant l'unité de compression côté entrée à l'unité de compression côté sortie, il devient de plus possible de réduire la force de compression sou.s charge partielle avec 15 un comportement de pleine charge optimal de manière à pouvoir réduire les pertes globales.

On peut utiliser comme type d'état de fonctionnement différents paramètres de l'engrenage à frottement 20 respectif. Ceux-ci peuvent être notamment un couple de rotation d'entrée, un couple de rotation de sortie, la charge globale, des forces apparaissant ou d'autres paramètres déjà mentionnés précédemment.

Il est particulièrement avantageux de vérifier le couple de rotation d'entrée et/ou de sortie ainsi que -le cas échéant- la charge globale, car on peut en retirer directement des informations sur les forces apparaissant ou nécessaires à la liaison de frottement des deux éléments 30 d'engrenage.

Il est en conséquence avantageux que, pour la comparaison de la pente moyenne entre l'état de repos et le premier état de fonctionnement ou le premier état de fonctionnement 35 et le deuxième état de fonctionnement, le premier état de fonctionnement soit le couple de rotation le plus bas attendu sous pleine charge et que le deuxième état de fonctionnement soit le couple de rotation le plus élevé attendu sous pleine charge. En conséquence, on peut, pour un dimensionnement adapté de la caractéristique, déterminer la force de compression nécessaire pour le couple de 5 rotation le plus bas attendu sous pleine charge et pour le coupde de rota:ion le plus élevé attendu scs pler, .- rôt de manière à ce que la caractéristique correspondante puisse être conçue directement sous forme de droite entre ces deux points.

L'avantage d'une droite comme caractéristique a déjà été expliquée en détails précédemment. On peut également, entre l'état de repos ou la force de compression minimale requise afin que l'engrenage ne glisse pas et/ou ne cliquette pas 15 au démarrage et la force de compression nécessaire pour le couple de rotation le plus bas attendu sous pleine charge, définir une droite, de sorte qu'ici aussi l'insensibilité à la tolérance puisse être utilisée lors de l'utilisation de caractéristiques à pente constante. Ce choix de 20 caractéristique a pour gros avantage qu'une charge de base est réduite au minimum impérativement nécessaire, de sorte qu'à ce niveau aussi, un tel engrenage de frottement est optimisé. Il peut être avantageux de varier les deux unités de compression au niveau de leur force de compression respective ou au niveau de leur contribution à la force de compression globale du dispositif de compression grâce à des types d'états de fonctionnement différents. On peut 30 ainsi à cet égard faire varier une unité de compression par exemple au niveau du couple de rotation d'entrée ou de la charge globale et une unité de compression au niveau du couple de rotation de sortie dans sa force de compression.

Ce cette façon, le comportement global de l'engrenage à 35 frottement peut être adapté dans une large amplitude aux exigences données de manière à pouvoir être optimisé notamment en ce qui concerne son degré d'efficacité.

D'autres avantages, propriétés et objectifs de la présente invention sont expliqués en se basant sur la description suivante du dessin joint. On voit sur le dessin en: figure 1 un premier l'invention schématique; engrenage a frottement en représentation en sel -on coupe figure 2 figure 3 15 figure 4 figure 5 une coupe schématique de la figure 1; la caractéristique de l'unité à billes intérieure de l'installation suivant les figures 1 et 2; la caractéristique de l'unité à billes extérieure de l'installation suivant les figures 1 et 2; la caractéristique de l'ensemble de l'unité de compression de l'installation suivant les figures 1 et 2; une caractéristique alternative de l'unité à billes intérieure de l'installation suivant les figures 1 et 2; figure 6 figure 7 figure 8 une caractéristique adaptée à la caractéristique suivant la figure 6 de l'unité à billes extérieure de l'installation suivant les figures 1 et 2; la caractéristique de l'ensemble de l'unité de compression en tenant compte des caractéristiques suivant les figures 6 et 7 de l'installation suivant les figures 1 et 2; figure 9 une caractéristique possible d'un dispositif de compression; 2849684 il figure 10 une autre caractéristique possible d'une unité de compression; figure 11 une configuration de uarticuière.,ent avantagc.se; caractéristique figure 12 un deuxième l'invention schématique; engrenage à frottement en représentation en selon coupe figure 13 la caractéristique de l'unité de compression d'entrée de l'installation suivant la figure 12; figure 14 la caractéristique de l'unité de compression de sortie de l'installation suivant la figure 12; figure 15 la caractéristique de l'ensemble de l'unité de compression de l'installation suivant la figure 20 12; figure 16 un troisième engrenage à frottement l'invention en coupe schématique; figure 17 un quatrième engrenage à frottement l'invention en représentation en schématique; selon selon coupe figure 18 la caractéristique de l'unité de compression d'entrée des installations suivant les figures 16 et 17; figure 19 la caractéristique de l'ensemble de l'unité de compression de sortie des installations suivant les figures 16 et 17 et figure 20 la caractéristique de l'ensemble du dispositif de compression des installations suivant les figures 16 et 17.

L'engrenage à frottement représenté dans les figures 1 à 8 et expliqué y compris ses caractéristiques présente un cons, d'entrée 1 et un cône de sortie 2, qui interagissent l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'une bague de frottement réglable 3. Le cône d'entrée 1 est alors en liaison 10 fonctionnelle avec un arbre moteur 4 et le cône de sortie 2 avec un arbre mené 5. Les cônes 1, 2 sont, dans cet exemple de réalisation, soutenus dans le sens radial par des paliers à roulements cylindriques 6 (représentés seulement schématiquement en figure 1). De plus, les cônes 1, 2 sont, 15 dans cet exemple de réalisation, serrés l'un contre l'autre dans le sens axial par des paliers à roulements cylindriques axiaux 7, de sorte que les forces de compression nécessaires peuvent être appliquées afin que le couple de rotation puisse être transmis par la bague de 20 frottement 3 du cône d'entrée au cône de sortie 2 et vice versa. Pour serrer ou pour générer les forces de compression nécessaires, il est de plus prévu entre l'arbre mené 5 et 25 le cône de sortie 2 un dispositif de compression 8 tandis que, dans cet exemple de réalisation, l'arbre d'entrée 4 est relié directement au cône d'entrée 1. Le dispositif de compression 8 est en mesure de faire varier la distance axiale entre le cône d'entrée 2 et le palier à roulements 30 cylindrique axial 7 sur l'arbre de sortie 5 ou -à l'état de serrage- de générer des forces de compression variant en conséquence du fait d'un dispositif à ressorts 9.

Il est entendu qu'au lieu des paliers 6 et 7, également 35 d'autres installations de paliers, comme des roulements à billes obliques axiaux, des roulements à rotules à rouleaux axiaux, des roulements à billes à gorges axiaux, des roulements à billes à rouleaux coniques ou des paliers ou types de paliers similaires peuvent être combinés les uns aux autres pour maintenir les cônes 1, 2 serrés d'une part radialement et d'autre part suffisamment radialement. On 5 peut également utiliser par exemple des paliers hydrodynamiques ou hvdrostatiques.

On peut en cours de fonctionnement régler la bague de frottement de manière non expliquée plus précisément ici 10 mais connue et choisir ainsi le rapport de transmission. Il est entendu qu'en cours de fonctionnement, l'ensemble de l'installation est soumis notamment à des couples de rotation différents. Du fait qu'il s'agit, en ce qui concerne notamment la liaison fonctionnelle entre les deux 15 cônes 1, 2, d'une liaison à frottement, les forces de compression doivent de préférence être choisies suffisamment élevées pour qu'il ne se produise pas de glissement ou alors seulement un glissement minimal sur la bague de frottement 3. D'autre part, des forces de 20 compression inutilement élevées entraîneraient une charge de base relativement forte, qui nuirait à son tour au degré d'efficacité de l'engrenage à frottement. C'est pourquoi on choisit, dans le présent exemple de réalisation, une régulation de force de compression dépendante du couple, la 25 force de compression pouvant toutefois être choisie aussi en fonction d'autres états de fonctionnement. Comme on le distingue directement dans les figures 1 et 2, on choisit comme grandeur de réglage pour la régulation de force de compression le couple de rotation de sortie, d'autres états 30 de fonctionnement, comme par exemple la charge globale ou le couple de rotation d'entrée pouvant à ce niveau être aussi utilisés comme il sera démontré en se basant sur les exemples de réalisation expliqués ci-après.

Dans le présent exemple de réalisation, le dispositif de compression 8 comprend deux unités de compression 10 et hl branchées parallèlement au niveau de leur mesure de couple de rotation et en série au niveau de leur efficacité de force de compression, qui sont respectivement représentées par des billes intérieures 12 ou des billes extérieures 13 (voir figure 2) . Les billes 12, 13 circulent respectivement 5 dans des glissières de billes qui sont prévues dans des plaques de compressior 14, 15 et 16 situées d-u csté d-u cône ou du côté de l'arbre.

Dans cet exemple de réalisation, les plaques de compression 10 14 et 15 situées du côté de l'arbre sont disposées de manière fixe en rotation par rapport à l'arbre mené 5, tandis que la plaque de compression 16 située du côté du cône est disposée de manière fixe en rotation par rapport au cône mené 2. D'autre part, les plaques de compression 15 14, 15, 16 s'appuie de manière déplaçable axialement au moyen de paliers à glissement correspondants 17, 18, 19 sur ces agrégats respectifs. Tandis qu'ainsi un couple de rotation peut être transmis du cône mené 2 par l'intermédiaire du palier 19 à la plaque de compression 16, 20 de là par l'intermédiaire des billes 12, 13 ainsi que par l'intermédiaire de la plaque de compression 15 et du palier 18 à la plaque de compression 14 et de la plaque de compression 14 par l'intermédiaire du palier 17 à l'arbre mené 5, les plaques de compression 14, 15, 16 peuvent se 25 déplacer axialement à l'encontre de la force de ressort des dispositifs à ressorts 9 et contre un palier de compression 20 qui s'appuie par un palier à roulements cylindrique axial 21 et une plaque d'appui 22 sur le cône mené 2, et génèrent de cette façon en fonction des glissière à cames 30 une force de compression dépendant du couple de rotation. A ce sujet, les figures 1 et 2 montrent, dans la zone périphérique supérieure du dispositif de compression 8, l'installation avec un couple de rotation bas, tandis que la zone inférieure représente l'installation avec un couple 35 de rotation élevé, alors qu'on peut voir dans la zone inférieure que la plaque de compression 16 repose, à un couple de rotation plus élevé, sur un épaulement 23 du cône mené 2, de sorte qu'on peut de cette façon influer facilement sur la caractéristique de l'ensemble de l'installation 1 en fonction du couple de rotation.

Les glissières à came peuvent être par exemple conçues de maonère à ce qu'en résultent les ca rac_ ris - es représentées dans les figures 3 et 4. Du fait du circuit parallèle fonction du couple de rotation, on obtient la caractéristique représentée en figure 5, les couples 10 s'ajoutant du fait du circuit parallèle au niveau du couple de rotation et la force de compression étant identique dans les deux unités de compression du fait du circuit en série - au niveau de la force de compression axiale. Une fois l'épaulement 23 atteint, seule l'unité de compression 15 extérieure 11 contribue par sa caractéristique à la caractéristique globale.

Une autre conformation de caractéristique est illustrée par las figures 6 à 8, une caractéristique globale 20 particulièrement souhaitable résultant de la pente négative dans l'unité de compression intérieure (figure 8).

Comme on le distingue directement dans les figures 3 à 8, les unités de compression présentent, dans les présents 25 exemples de réalisation, une caractéristique état de fonctionnement-force de compression ou une caractéristique couple de rotation-force de compression présentant une pente sensiblement constante. Grâce à l'utilisation de deux unités de compression, on peut réaliser une caractéristique 30 adaptée aux exigences respectives malgré ces pentes sensiblement constantes. Ceci est possible entre autres du fait que les deux unités de compression 10, Il apportent, à un premier couple de rotation, respectivement une première contribution à la force de compression et, à un deuxième 35 couple de rotation, respectivement une deuxième contribution à la force de compression, la différence entre la première et la deuxième contribution du premier dispositif de compression divergeant de la différence entre la première et la deuxième contribution du deuxième dispositif de compression 11.

En règle générale, les engrenages à frottement fonctionnent dans un certain intervalle de fonctionnenen_ par rapt rt aux différents types d'état de fonctionnement. En ce qui concerne la force de compression, il devient alors en règle général impératif qu'une première force de compression 10 définie existe à l'extrémité inférieure de cet intervalle et une force de compression plus élevée à l'extrémité supérieure de cet intervalle. Pour ne pas avoir de problèmes en ce qui concerne d'éventuelles tolérances, il peut être avantageux de prévoir dansl'intervalle de 15 fonctionnement une pente constante de la caractéristique état de fonctionnement-force de compression entre ces deux points. Dans ces conditions, par exemple la caractéristique représentée en figure 9 peut être convertie avec un dispositif de compression comprenant simplement une unité 20 de compression, même si l'intervalle de fonctionnement se situe simplement entre 50 Nm et 350 Nm. Ceci a toutefois pour conséquence qu'il reste dans le système une charge de base considérable qui réduit notablement le degré d'efficacité. On peut contrecarrer cela par exemple en 25 donnant à la glissière à came une pente variable, comme illustré en figure 10. La caractéristique présente alors de préférence, dans la plage de fonctionnement allant de 50 Nm à 350 Nm, une pente sensiblement constante et chute en dessous de la plage de fonctionnement jusqu'à une force de 30 compression aux environs de 0 N, notamment en dessous de 1 Nm, à l'état de repos (0 Nm). La charge de base dans l'ensemble du système diminue ainsi considérablement, ce qui permet d'accroître le degré d'efficacité globale. Une pente variable de la glissière à came sur une unité de 35 compression recèle toutefois des problèmes de tolérances, ce qui est résolu par la présente invention grâce à l'utilisation d'au moins deux unités de compression, comme déjà décrit précédemment.

L'invention propose de préférence que, comme illustré 5 notamment en figures 10 et 11, la caractéristique état de fonctionnement-force de compression présente une plus faible pente moyenne dans une plage de fonctionnement (compar. 50 Nm à 350 Nm en figure 10 ou 11) qu'en dessous de cette plage de fonctionnement. Ceci permet de réduire la 10 charge de base de l'ensemble du système, ce qui augmente le degré d'efficacité. D'autre part, des installations qui laissent apparaître comme souhaité une caractéristique semblable à la caractéristique représentée en figure 5 avec une plage de fonctionnement allant de 100 Nm à 350 Nm sont 15 aussi concevables. Une telle caractéristique peut aussi notamment être réalisée grâce à deux unités de compression avec une faible sensibilité à la tolérance.

Pour minimiser en outre les pertes dans l'ensemble du 20 système, il peut être avantageux de réduire la force de compression en fonction d'un deuxième état de fonctionnement, notamment par exemple de la charge globale ou d'un couple de rotation d'entrée, comme cela est illustré par exemple en figure 11. On peut de cette façon 25 augmenter davantage le degré d'efficacité de l'ensemble du système. Ce dernier point peut par exemple être garanti par l'installation représentée en figure 12. Cette installation 30 équivaut sensiblement à l'installation représentée dans les figures 1 et 2, les cônes étant, dans cette installation, outre un appui sur les roulements à billes cylindriques 6, soutenus par des roulements à billes obliques 24 dans le sens axial.

Dans cet exemple de réalisation aussi, le dispositif de compression est constitué par deux unités de compression 25, 26. A la différence de la configuration de l'installation suivant les figures 1 et 2, une unité de compression 25 est toutefois prévue sur le cône de sortie 2 et l'autre unité de compression 26 sur le cône d'entrée 1. 5 De cette façon, l'ensemble de l'unité de compression peut aussi bien déterminer directement le couple d'entrée que le couple de sortie et le transformer en une force de compression. Les unités de compression 25, 26 présentent les caractéristiques représentées dans les figures 13 et 10 14. Il en résulte la caractéristique représentée en figure 15, qui équivaut sensiblement à la caractéristique de l'unité de compression de sortie 25, mais se continue en une horizontale à des couples faibles en fonction de la charge.-La pente de la caractéristique de l'unité de 15 compression de sortie 25 est choisie de manière à ce que cette caractéristique coupe la caractéristique de pleine charge idéale dans l'intervalle de fonctionnement, de sorte qu'il en résulte une force de compression suffisamment élevée à des couples de sortie élevés. L'ensemble de 20 l'installation est de plus conçu de manière à ce qu'à pleine charge, la caractéristique de pleine charge idéale ne soit pas sous-dépassée même dans la plage inférieure de couple de rotation. En cas de charges partielles, la caractéristique de pleine charge idéale peut être sous25 dépassée en fonction de la charge, de sorte que la charge globale dans le système est ainsi davantage réduite bien que des forces de compression trop élevées en soi soient fournies en fonctionnement à pleine charge. En choisissant la pente de la caractéristique pour l'unité de compression 30 de sortie 25, on peut décaler son point d'intersection avec la caractéristique de pleine charge idéale pour réduire ainsi les pertes globales. Comme on le distingue directement en figure 15, la pente de la caractéristique de l'unité de compression de sortie 25 peut être choisie non 35 égale à la pente de la caractéristique de pleine charge idéale dans la plage de fonctionnement, car les effets n'ont pas alors à être supportés par la deuxième unité de compression 26.

Ceci est d'autre part possible lors du couplage des deux 5 unités de compression 25 et 26, comme cela est représenté à titre d'exemple en se basant sur les fig ues 16 et 17. Ce_, installations aussi équivalent sensiblement aux installations suivant les figures 1 et 2 ou 12, des agrégats agissant de manière identique étant aussi désignés 10 de manière identique.

Dans ces formes de réalisation également, les unités de compression 25, 26 sont respectivement disposées dans différents éléments d'engrenage de l'engrenage à frottement 15 comme ceci est déjà le cas dans la forme de réalisation suivant la figure 12. Les unités de compression 25, 26 comprennent alors respectivement des dispositifs à billes 27, 28 qui s'appuient respectivement sur des plaques de compression 29, 30 de l'arbre d'entrée 4 ou de l'arbre de 20 sortie 5. Les billes 28 s'appuient d'autre part sur une plaque de compression 31 qui est conçue déplaçable axialement mais fixe en rotation par rapport au cône d'entrée 1. Cette plaque de compression sert en même temps de piston pour un rétrocouplage hydraulique 32 comportant 25 un piston 33, qui est de son côté relié à la plaque de compression 30. Dans l'unité de compression côté sortie 25, il n'est pas prévu d'autre plaque de compression car les billes 27 sont disposées du reste directement sur le cône mené 2, une plaque de compression séparée pouvant 30 aussi être prévue à ce niveau pour recevoir les glissières à cames correspondantes.

Le rétrocouplage hydraulique 32 est guidé par des passages 34, 35 à l'intérieur des cônes 1, 2, un système mécanique 35 35 suivant l'installation de la figure 17, qui interagit avec des plaques correspondantes 36, 37 des unités de compression 25, 26, pouvant aussi être prévu au lieu d'un tel rétrocouplage hydraulique 32.

Un tel couplage permet de choisir l'unité de compression de 5 sortie 25 dans sa caractéristique précisément avec la pente de la caractéristique idéale dans la pan de fonctionnement (voir par exemple figure 11). Cette caractéristique est ensuite élevée au niveau souhaité grâce à l'unité de compression d'entrée 26. A des charges faibles 10 se produit en conséquence une diminution fonction de la charge, de sorte que la disposition globale de la caractéristique idéale suivant la figure lîse fait sensiblement comme le montre la figure 20.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fonctionnement d'un engrenage à frottement comportant au moins un élément d'entrée (1) et au moins un élément de sortie (2), qui sont comprimés l'un contre l'autre au mcyen d'un ddspos ' Lf e compression (8; 25, 26), caractérisé en ce que le dispositif de compression (8; 25, 26) fonctionne avec une caractéristique état de fonctionnement-force de compression qui a, entre un état de repos de l'engrenage à frottement et un premier état de fonctionnement, une pente moyenne autre qu'entre le premier état de fonctionnement et un deuxième état de fonctionnement.

2. Engrenage à frottement présentant au moins deux états de fonctionnement, dans lequel au moins un élément d'entrée (1) et au moins un élément de sortie (2) sont comprimés l'un contre l'autre au moyen d'au moins un dispositif de compression à l'aide d'au moins une force de compression variant en fonction de l'état de fonctionnement respectif, caractérisé en ce que le dispositif de compression (8; 25, 26) comprend au moins deux dispositifs de compression (10, 11; 25, 26).

3. Engrenage à frottement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux unités de compression (10, 11; 25, 26) présentent des caractéristiques état de fonctionnement-force de compression différentes.

4. Engrenage à frottement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux unités de compression (10, 11; 25, 26) apportent, dans le premier état de fonctionnement, respectivement une première contribution à la force de compression et, dans le deuxième état de fonctionnement, respectivement une deuxième contribution à la force de compression, la différence entre la première et la deuxième contribution du premier dispositif de compression divergeant de la différence entre la première et la deuxieme contribution du d e Xi--e Oi sit f de ^ compression.

5. Engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les deux unités de compression sont conçues de manière à agir parallèlement au niveau la détermination de l'état de fonctionnement et/ou au niveau de la force de compression.

6. Engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les deux unités de compression (10, Il; 25, 26) sont conçues de manière à agir en série au niveau de la détermination de l'état de fonctionnement et/ou au niveau de la force de compression.

7. Engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une unité de compression (10, 11; 25, 26) présente une caractéristique état de fonctionnement-force de compression présentant une pente sensiblement constante.

8. Engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de compression (8; 25, 26) comprend au moins deux unités de compression (10, 11; 25, 26) couplées l'une à l'autre.

9. Engrenage à frottement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le couplage est réalisé de manière mécanique.

10. Engrenage à frottement selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le couplage est réalisé de manière hydrodynamique ou hydrostatique.

11. Engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'une unité de compression (26) est disposée côté entrée et une unité de compression (25) côté sortie.

12. Engrenage à frottement présentant au moins deux états de fonctionnement, dans lequel au moins un élément d'entrée (1) et au moins un élément de sortie (2) sont comprimés l'un contre l'autre au moyen d'au moins un dispositif de compression (8; 25, 26) à l'aide d'une force de compression variant en fonction de l'état de fonctionnement respectif, caractérisé en ce que le dispositif de compression présente une caractéristique état de fonctionnement-force de compression qui a, entre un état de repos de l'engrenage à frottement et un premier état de fonctionnement, une pente moyenne autre qu'entre le premier état de fonctionnement et un deuxième état de fonctionnement.

13. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'état de fonctionnement est choisi proportionnellement au couple de rotation de sortie et/ou d'entrée.

14. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le premier état de fonctionnement est le couple de rotation le plus bas attendu à pleine charge.

15. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le deuxième état de fonctionnement est le couple de rotation le plus élevé attendu à pleine charge.

16. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par au moins deux unités de compression (25, 26) dont on fait varier la force de compression respective grâce à différents types d'état de fonctionnement, comme par exemple le couple de rotation d'entrée, le couple de rotation de sortie, la charge globale, des forces ou similaires.

17. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le dispositif de compression (8; 25, 26) présente une caractéristique couple de rotation-force de compression qui provoque, lors d'une disparition du couple de rotation, une force de compression aux environs de O N, notamment moins de 1 N.

18. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le dispositif de compression (8; 25, 26) présente une caractéristique couple de rotation-force de compression qui présente, à pleine charge, entre un couple de rotation le plus bas attendu en cours de fonctionnement et un couple de rotation le plus élevé attendu en cours de fonctionnement, une pente moyenne plus faible qu'en dessous du couple de rotation le plus bas attendu en cours de fonctionnement.

19. Procédé ou engrenage à frottement selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le dispositif de compression (8; 25, 26) présente une caractéristique couple de rotation-force de compression dépendant de la charge.

20. Procédé ou engrenage à frottement selon la revendication 19, caractérisé en ce que a:orce de compression est, à des charges inférieures à la pleine charge, plus faible que la force de compression sous pleine charge.