FR2901003A1 - Systeme de transmission mecanique destine a repartir une puissance motrice entre plusieurs sorties, avec au moins une sortie pouvant etre utilisee en generatrice de puissance - Google Patents
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Abstract
- Le système comprend un convertisseur d'énergie réversible (M) pouvant fonctionner en source d'énergie mécanique, avec un axe (10') par lequel la puissance motrice peut être amenée, et une pluralité d'axes de sortie (11, 12, 13, 14, 15) auxquels des parties ou la totalité de la puissance motrice est disponible,- un au moins desdits axes de sortie (11, 12, 13, 14, 15) est utilisé comme un axe d'entrée par lequel une puissance mécanique est amenée pour être répartie entre les autres axes de sortie.- Véhicules automobiles. Motoréducteurs à embrayages. Eléments réglables d'équipements automobiles.
Description
SYSTEME DE TRANSMISSION MECANIQUE DESTINE A REPARTIR UNE PUISSANCE MOTRICE
ENTRE PLUSIEURS SORTIES, AVEC AU MOINS UNE SORTIE POUVANT ETRE UTILISEE EN GENERATRICE DE PUISSANCE.
La présente invention concerne un système de transmission mécanique destiné à répartir une puissance motrice entre plusieurs sorties, avec au moins une sortie pouvant être utilisée en génératrice de puissance. La présente invention trouve de nombreuses applications, parmi lesquelles des applications dans le domaine technique automobile. Ainsi, à chaque fonction de réglage d'un équipement automobile (sièges, climatisation, coffre, lave-glaces, etc.), il est associé un actionneur, c'est-à-dire un organe qui permet d'agir sur l'équipement réglable. Dans les systèmes automatiques, les actionneurs sont, en général, des moteurs linéaires ou rotatifs et sont de nature électrique, pneumatique ou hydraulique. Ils agissent sur l'équipement qui leur est soumis par l'intermédiaire d'un organe de réglage, qui peut être, par exemple, un rhéostat, un autotransformateur, une vanne de réglage de débit de fluide, un variateur de vitesse, ou une transmission de mouvement. La Demanderesse a déjà mis au point et réalisé des moyens actionneurs permettant de faire varier de nombreuses fonctions d'une pièce d'équipement automobile.
La demande de brevet français n 0507708 au nom de la Demanderesse décrit un motoréducteur destiné à répartir une puissance motrice entre au moins deux sorties. Ce motoréducteur comprend un axe d'entrée par lequel la puissance motrice est amenée, au moins deux axes de sortie auxquels des parties ou la totalité de la puissance motrice sont disponibles, et un embrayage électronique par axe de sortie destiné à établir ou à défaire, sur commande, la transmission d'une partie ou de la totalité de la puissance motrice vers une sortie. De cette façon, à partir d'un seul actionneur, un couple moteur peut être transmis vers plusieurs sorties. On connaît, selon la demande de brevet français n 2 660 259 au nom de la société ROCKWELL-CIM, un dispositif de commande motorisée d'un ensemble d'éléments, tels que les parties réglables d'un siège de véhicule automobile, qui comprend un moteur dont l'arbre de sortie porte deux vis coaxiales, décalées axialement et à pas de vis opposés. Le dispositif comporte aussi deux paires de roues qui engrènent avec les vis et deux à deux entre elles, à raison de deux roues par vis, disposées de part et d'autre des vis. Il comprend également un arbre de sortie traversant librement chaque roue, et destiné à commander un élément associé, par l'une ou l'autre de ses extrémités opposées, sur chaque arbre et en regard de chaque roue, un embrayage indépendant des autres embrayages et adapté pour pouvoir lier en rotation l'arbre choisi à la roue correspondante. Cet agencement permet la réalisation d'un ensemble de commande compact qui distribue depuis un lieu unique des fonctions multiples à partir d'un boîtier répartiteur léger assurant la commutation des fonctions, avec un encombrement réduit et une connexion unique simplifiée. On connaît également, selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique US 6 553 866 B1 au nom de la société Robert BOSCH GmbH, un système d'entraînement pour des éléments réglables d'un équipement automobile, en particulier pour des éléments d'un siège de véhicule. Il présente un moteur électrique d'entraînement, qui comporte un arbre moteur et une vis sans fin disposée sur cet arbre. Il comprend également un dispositif de réglage mécanique, qui comporte au moins une roue de vis sans fin coopérant avec la vis sans fin, un élément de couplage, et une unité de prise de mouvement (ou prise de force). Dans ce système de l'art antérieur, l'élément de couplage présente au moins deux coupleurs ou embrayages qui sont disposés sur au moins un arbre secondaire relié de manière fixe à l'encontre de la rotation relative de la vis sans fin, et qui, indépendamment l'un de l'autre, peuvent coupler le moteur d'entraînement à au moins deux éléments de prise de mouvement de l'unité de prise de force. Ces systèmes de commande et d'entraînement, selon l'art antérieur, permettent de nombreuses possibilités de transmission de couples, de vitesses différentes et permettent également de faire varier le nombre de sorties mécaniques actives. Le but de la présente invention est de réaliser un nouveau système de transmission mécanique (de type motoréducteur par exemple) destiné à répartir une puissance motrice entre plusieurs sorties, dans lequel au moins une sortie, habituellement réceptrice d'énergie mécanique, est utilisée comme source d'énergie mécanique, d'où le terme de réversibilité pour le concept de l'invention.
C'est également un but de la présente invention de réaliser un tel nouveau système de transmission mécanique, dans lequel au moins une sortie peut être utilisée pour entraîner d'autres récepteurs d'énergie mécanique associés à d'autres sorties du système.
C'est aussi un but de la présente invention de réaliser un tel nouveau système de transmission mécanique, dans lequel au moins une sortie peut être utilisée de telle manière que l'actionneur devienne lui-même une source d'énergie, en transformant de l'énergie mécanique en énergie électrique, pneumatique ou hydraulique. Un autre but, enfin, de la présente invention est de réaliser un tel nouveau système de transmission mécanique, réversible de la manière exposée, qui soit de construction et de montage simples, qui soit fiable et peu coûteux.
Pour atteindre ces buts, la présente invention conçoit un nouveau système de transmission mécanique destiné à répartir la puissance d'un générateur d'énergie mécanique entre plusieurs sorties, qui comprend un axe dudit générateur d'énergie mécanique par lequel la puissance mécanique motrice peut être amenée, et une pluralité d'axes de sortie auxquels des parties ou la totalité de la puissance motrice est disponible. Dans ce nouveau système de transmission, un au moins des axes de sortie est utilisé comme un axe d'entrée par lequel une puissance mécanique est amenée pour être répartie entre les autres axes de sortie. Dans un tel système de transmission de puissance mécanique, une sortie réceptrice de couple mécanique devient une entrée génératrice de couple mécanique.
De préférence, le générateur d'énergie mécanique est un convertisseur d'énergie réversible, et l'un au moins des axes de sortie est utilisé comme un axe d'entrée par lequel une puissance mécanique est amenée à l'axe du générateur d'énergie mécanique réversible pour le faire convertir de l'énergie mécanique en énergie électrique, pneumatique ou hydraulique. De préférence, le système de transmission mécanique comprend un axe d'entrée par lequel une puissance motrice est amenée, une pluralité d'axes de sortie auxquels des parties ou la totalité de la puissance motrice sont disponibles, et au moins un embrayage destiné à établir ou à défaire, sur commande, la transmission d'une partie ou de la totalité de la puissance motrice vers une sortie. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le système comprend un embrayage par axe de sortie.
De manière préférentielle, les embrayages sont des embrayages électromagnétiques. En variante, plusieurs axes de sortie sont utilisés comme des axes d'entrée, générateurs d'énergie mécanique, de façon à entraîner les autres axes de sorties.
Selon une variante également de la présente invention, plusieurs axes de sortie sont utilisés comme axes d'entrée, générateurs d'énergie mécanique, pour faire fonctionner ledit convertisseur d'énergie réversible en source d'énergie électrique, pneumatique ou hydraulique.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les axes de sortie et d'entrée sont coaxiaux deux à deux, chaque paire d'axes coaxiaux portant une roue dentée qui coopère avec une roue dentée d'une autre paire d'axes pour constituer un engrenage à axes parallèles qui transmet le mouvement de rotation d'une paire d'axes à l'autre. De manière préférentielle, le convertisseur d'énergie réversible est un moteur à courant continu.
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - les figures lA et 1B illustrent, de façon schématique, le principe dit de réversibilité d'un système de transmission mécanique, - la figure 2 illustre l'application dudit principe de réversibilité à un motoréducteur à embrayages, dans lequel toutes les sorties transmettent une partie de la puissance motrice amenée par l'arbre d'entrée, - la figure 3 illustre le motoréducteur de la figure 2, dans lequel, contrairement à la figure 2, une sortie transmet une 15 puissance vers une autre sortie, selon la présente invention, - la figure 4 illustre une variante du motoréducteur de la figure 3, dans laquelle est prévue un embrayage sur l'arbre moteur. Sur le schéma de la figure 1A, on a représenté un système de 20 transmission mécanique, qui comprend un arbre d'entrée 1 par lequel est amenée une puissance mécanique développée par un actionneur A, deux sorties, désignées 2a et 2b, et une transmission mécanique proprement dite, représentée par les roues dentées 3 et 4 auxquelles est associé un certain rapport de réduction. Un couple générateur C1 est réparti entre les deux sorties 2a et 2b, auxquelles des parties de la puissance motrice sont disponibles, représentées par les couples de sortie C2a et C2b. On a, par conséquent, un système de transmission avec une entrée 1, génératrice de couple, et deux sorties, 2a et 2b, qui sont réceptrices de couple. Sur le schéma de la figure 1B, les éléments identiques à ceux de la figure lA sont désignés par les mêmes références numériques. Mais dans le système représenté sur la figure 1B, une des deux sorties, en l'espèce la sortie 2a de la figure 1A, est devenue une entrée, référencée 2'a sur la figure 1B, génératrice de puissance mécanique. L'autre sortie 2b reste une sortie réceptrice de couple et l'entrée 1 de la figure lA elle-même est devenue aussi une sortie réceptrice d'énergie mécanique, référencée 1' sur la figure I B. La transformation de la sortie 2a du dessin de la figure lA en entrée 2'a du dessin de la figure 1B illustre ce que l'on appelle le principe de réversibilité : la sortie 2a (figure 1A) qui était réceptrice de couple mécanique est devenue génératrice de couple mécanique 2'a (figure 1B) et pilote l'autre sortie 2b. Grâce à cette réversibilité, une sortie du motoréducteur à embrayages peut piloter d'autres sorties. Une sortie (ou plusieurs), par exemple la sortie 2a de la figure lA devenue entrée 2'a sur la figure 1B, pilote d'autres sorties, à savoir les sorties 1' et 2b de la figure 1B.
La figure 2 illustre l'application de ce principe de réversibilité à un motoréducteur à embrayages. Le motoréducteur de la figure 2 comprend un moteur M, un arbre de sortie 10 du moteur par lequel la puissance motrice du moteur M est amenée au système de transmission, et cinq axes de sortie du système, référencés 11, 12, 13, 14 et 15, respectivement. Chaque axe de sortie comprend un embrayage, par exemple un embrayage électromagnétique, à savoir les embrayages référencés 21, 22, 23, 24 et 25 pour les axes 11, 12, 13, 14 et 15, respectivement. Ces embrayages sont destinés chacun à établir ou à défaire, sur commande, la transmission d'une partie ou de la totalité de la puissance motrice vers la sortie à laquelle l'embrayage est associé. Dans le schéma de la figure 2, donné à titre d'exemple non limitatif de l'objet de l'invention, on a représenté les embrayages 22, 23 et 24 établissant une transmission de mouvement, tandis que les embrayages 21 et 25 n'établissent pas de transmission, les sorties correspondantes 11 et 15 étant, en conséquence, non actives. L'arbre de sortie 10 du moteur, qui est l'arbre d'entrée du système de transmission, est relié aux axes de sortie 11, 12, 13, 14 et 15, par un mécanisme de transmission à engrenages, de type connu en soi, illustré dans le présent exemple par les roues dentées 30, 31 et 32. Dans le système schématiquement représenté sur le dessin de la figure 2, toutes les sorties sont destinées à transmettre une partie du couple issu du moteur M par l'arbre 10. Toutes les sorties, 11, 12, 13, 14 et 15, sont réceptrices d'énergie mécanique, tandis que l'entrée 10 est génératrice d'énergie mécanique, le motoréducteur répartissant tout ou partie de la puissance motrice d'entrée (arbre 10) entre tout ou partie des cinq sorties (11 à 15), la sélection des chemins de transmission de l'énergie mécanique se faisant grâce aux embrayages électromagnétiques (21 à 25) du système. La figure 3 illustre le motoréducteur de la figure 2, dans lequel, contrairement à la figure 2, une sortie transmet une puissance vers une autre sortie, selon l'enseignement de la présente invention. Les éléments de la figure 3 identiques aux éléments de la figure 2 conservent les mêmes références numériques. Dans le système, tel qu'illustré sur le dessin de la figure 3, l'arbre 13 de la figure 2, récepteur d'énergie mécanique, est devenu un arbre générateur d'énergie mécanique 13' et entraîne dorénavant les autres sorties 11, 12, 14 et 15, restées des sorties réceptrices d'énergie. Dans le système illustré sur la figure 3, donné seulement à titre d'exemple non limitatif de l'objet de l'invention, les sorties 11, 14 et 15 sont non actives parce que leurs embrayages respectifs, 21, 24 et 25, ne sont pas en prise. La sortie 12 est active, et reste réceptrice de couple. L'arbre 10 est devenu un arbre 10' récepteur d'énergie mécanique, laquelle énergie est transmise au moteur M.
On peut, dans une telle construction, utiliser le moteur M comme source d'énergie par transformation de cette énergie mécanique transmise sur l'arbre d'entrée 10' (à partir de l'axe 13') en énergie électrique, pneumatique ou hydraulique.
Pour qu'une partie opérative, telle que la sortie 13 de la figure 2, puisse devenir une entrée 13' et piloter à son tour d'autres parties opératives par l'intermédiaire du motoréducteur à embrayages, il faut que sa fonction de transfert puisse être réversible, comme toute machine électromagnétique, par exemple un moteur électrique à courant continu. Le moteur à courant continu reçoit de l'énergie électrique P = U x I (tension et courant aux bornes), et produit de l'énergie mécanique C x SZ (couple et vitesse), ou reçoit l'énergie mécanique C x SZ et produit l'énergie électrique U x I. Le moteur à courant continu est réversible en dynamo. On a illustré, sur le dessin de la figure 4, une autre possibilité du motoréducteur à embrayage dans le cadre de la réversibilité exposée ci-dessus en regard des figures 1, 2 et 3. On peut, en effet, selon cette possibilité, découpler le moteur M du système mécanique en intercalant un embrayage E, en particulier un embrayage électromagnétique, entre l'arbre de sortie 10' du moteur M et le reste dudit système. Les éléments de la figure 4, identiques à ceux de la figure 3, portent les mêmes références numériques, à savoir une entrée 13', génératrice de couple, quatre sorties, 11, 12, 14 et 15, réceptrices de couple, un arbre de sortie 10' du moteur qui est devenu une sortie réceptrice d'énergie mécanique, et cinq embrayages 21, 22, 23 24 et 25, auxquels on a ajouté l'embrayage électromagnétique E, disposé sur l'arbre moteur 10'. L'embrayage E, sur l'arbre moteur 10', permet, lors d'une transmission de puissance mécanique d'une sortie vers une (ou plusieurs) autre (s), de coupler ou non le moteur M aux étages de transmission. Ainsi, on peut faire fonctionner le moteur en génératrice de puissance électrique pour le chargement d'une batterie, par exemple, l'embrayage E étant en position de couplage, et laisser le moteur M au repos, l'embrayage E réalisant le découplage du moteur du reste du motoréducteur.
L'intégration, telle qu'exposée ci-dessus, du concept de réversibilité aux motoréducteurs à embrayages, offre de nombreux avantages : - la possibilité pour une partie opérative de commander plusieurs autres parties opératives, - la possibilité de découpler l'actionneur (moteur), -la possibilité de transformer l'énergie mécanique en énergie électrique lorsqu'il y a couplage moteur, cette possibilité ayant pour résultat une amélioration du rendement global du système.
Le caractère réversible du motoréducteur a également pour résultat une répartition et une réutilisation de l'énergie du véhicule. Les possibilités de configurations différentes du motoréducteur à embrayages sont nombreuses, n'importe quelle sortie réceptrice d'énergie mécanique pouvant devenir une entrée génératrice d'énergie et le motoréducteur permettant le pilotage des entrées/sorties simultanément ou de façon indépendante.
Le motoréducteur à embrayages peut, grâce aux perfectionnements apportés par la présente invention, être considéré comme un routeur d'énergie mécanique.
Claims (9)
1. Système de transmission mécanique destiné à répartir la puissance d'un générateur d'énergie mécanique (M) entre plusieurs sorties, qui comprend un axe (10) dudit générateur d'énergie mécanique par lequel la puissance mécanique motrice peut être amenée, et une pluralité d'axes de sortie (11, 12, 13, 14, 15) auxquels des parties ou la totalité de la puissance motrice est disponible, caractérisé en ce que l'un au moins desdits axes de sortie (11, 12, 13, 14, 15) est utilisé comme un axe d'entrée par lequel une puissance mécanique est amenée pour être répartie entre les autres axes de sortie.
2. Système de transmission mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur d'énergie mécanique (M) est un convertisseur d'énergie réversible, et en ce que l'un au moins desdits axes de sortie (11, 12, 13, 14, 15) est utilisé comme un axe d'entrée par lequel une puissance mécanique est amenée à l'axe (10') du générateur d'énergie mécanique réversible (M) pour le faire convertir de l'énergie mécanique en énergie électrique, pneumatique ou hydraulique.
3. Système de transmission mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un axe d'entrée (10) par lequel une puissance motrice est amenée, une pluralité d'axes de sortie (11, 12, 13, 14, 15) auxquels des parties ou la totalité de la puissancemotrice sont disponibles, et au moins un embrayage destiné à établir ou à défaire, sur commande, la transmission d'une partie ou de la totalité de la puissance motrice vers une sortie.
4. Système de transmission mécanique selon la revendication 5 3, caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage (21, 22, 23, 24, 25) par axe de sortie (11, 12, 13, 14, 15).
5. Système de transmission mécanique selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits embrayages (21, 22, 23, 24, 25) sont des embrayages 10 électromagnétiques.
6. Système de transmission mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs axes de sortie sont utilisés comme des axes d'entrée, générateurs d'énergie mécanique, de façon à entraîner les autres axes de sorties. 15
7. Système de transmission mécanique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que plusieurs axes de sortie sont utilisés comme axes d'entrée, générateurs d'énergie mécanique, pour faire fonctionner ledit convertisseur d'énergie réversible (M) en source d'énergie 20 électrique, pneumatique ou hydraulique.
8. Système de transmission mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les axes de sortie et d'entrée (10, 11, 12, 13, 14, 15) sont coaxiaux deux à deux, chaque paire d'axes coaxiaux portant une rouedentée (30 ; 31 ; 32) qui coopère avec une roue dentée (30 31 ; 32) d'une autre paire d'axes pour constituer un engrenage à axes parallèles qui transmet le mouvement de rotation d'une paire d'axes à l'autre.
9. Système de transmission mécanique selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit convertisseur d'énergie réversible (M) est un moteur à courant continu.
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