FR3078754A1

FR3078754A1 - VARIABLE MECHANICAL TRANSMISSION OF A MOVEMENT OF VA AND COMES IN ROTATION MOTION

Info

Publication number: FR3078754A1
Application number: FR1870485A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-11
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-09-13

Abstract

La transmission transforme le va-et-vient d’une crémaillère en rotation d’une roue de sortie, par deux liaisons mécaniques à roues libres qui sont affectées chacune au transfert de mouvement pendant l’une des deux phases du va-et-vient. Chacun des mouvements de va-et-vient de la crémaillère se transmet à une rotation de même sens à la roue de sortie. Une crémaillère peut pivoter autour de l’axe de rotation de ladite roue de sortie, tout en restant liée à l’élément qui provoque son mouvement de va et vient, quel que soit ce mouvement. Cette transmission permet de faire varier l’évolution du rapport de transmission entre le déplacement de la crémaillère et la rotation de la roue de sortie, aussi bien au cours d’un cycle de va-et-vient de la crémaillère que pour un ensemble de cycles successifs. Figure pour l’abrégé : Fig 2The transmission transforms the back and forth of a rack in rotation of an output wheel, by two mechanical links with freewheels which are each assigned to the transfer of movement during one of the two phases of the comings and goings . Each of the back and forth movements of the rack is transmitted to a rotation of the same direction at the output wheel. A rack can pivot about the axis of rotation of said output wheel, while remaining connected to the element that causes its movement back and forth, regardless of this movement. This transmission makes it possible to vary the evolution of the transmission ratio between the movement of the rack and the rotation of the output wheel, both during a cycle of back and forth of the rack and for a set of successive cycles. Figure for the abstract: Fig 2

Description

DescriptionDescription

Titre de l’invention : Transmission mécanique variable d’un mouvement de va-et-vient en mouvement de rotation Domaine technique [0001 ] L’invention est une transmission mécanique transformant un mouvement de va et vient d’une crémaillère en un mouvement de rotation qui s’effectue toujours dans le même sens, dont le rapport de transmission est variable.Title of the invention: Variable mechanical transmission of a reciprocating movement in rotational movement Technical field [0001] The invention is a mechanical transmission transforming a reciprocating movement of a rack into a movement of rotation which always takes place in the same direction, the transmission ratio of which is variable.

Problème technique [0002] De nombreux ingénieurs ont conçu des transmissions permettant de transformer le mouvement de va-et-vient d’une crémaillère en un mouvement rotatif, mais aucun n’a trouvé le moyen de doter une telle transmission d’un rapport de transmission variable. Technique antérieure [0003] Le fardier de Cugnot, en 1770, comportait déjà une transmission convertissant un mouvement de va et vient d’une crémaillère en un mouvement circulaire de direction constante par l’utilisation de roues libres. Dans chacun des deux cylindres, la vapeur poussait un piston vers le bas (un balancier entraînant l’autre piston vers le haut) et l’extrémité de ce piston coopérait avec un secteur circulaire, entraînant lui-même une roue. La remontée du piston n’entraînait pas le secteur circulaire en sens inverse. C’était donc une roue libre. On désigne ci-après par l’expression « convertisseur linéorotatif à roues libres » un tel type de transmissions utilisant des roues libres pour transformer le mouvement de va et vient d’une crémaillère en un mouvement circulaire de sens constant.Technical problem Many engineers have designed transmissions making it possible to transform the back-and-forth movement of a rack into a rotary movement, but none have found a way to provide such a transmission with a ratio of variable transmission. PRIOR ART The Cugnot larder, in 1770, already had a transmission converting a movement back and forth from a rack to a circular movement of constant direction by the use of freewheels. In each of the two cylinders, the steam pushed a piston downwards (a pendulum driving the other piston upwards) and the end of this piston cooperated with a circular sector, itself driving a wheel. Raising the piston did not drive the circular sector in reverse. So it was a freewheel. The expression “linear freewheel converter” below denotes such a type of transmission using freewheels to transform the movement back and forth from a rack into a circular movement of constant direction.

[0004] Ensuite, on a inventé la combinaison d’une bielle et d’un vilebrequin. C’est à ce jour cette méthode qui permet de propulser un vélo ou une auto à pédales avec le mouvement alternatif des jambes du cycliste, et qui est utilisée pour transmettre le mouvement des pistons à la roue de sortie d’un moteur thermique. Cette solution est coûteuse, encombrante et lourde, et le rapport de transmission du mouvement est instable car sinusoïdal, la roue de sortie tournant plus ou moins vite selon la position angulaire du vilebrequin. Cette instabilité du rapport de transmission, et surtout son inadaptation à la courbe de variation de la force exercée par les cylindres au cours d’un cycle conduit les ingénieurs, pour tenter de limiter les acyclismes, à multiplier le nombre de cylindres d’un moteur et à le doter d’un volant d’inertie lourd très pénalisant.Then, we invented the combination of a connecting rod and a crankshaft. To date, this method is used to propel a bicycle or pedal car with the reciprocating movement of the cyclist’s legs, and which is used to transmit the movement of pistons to the output wheel of a heat engine. This solution is expensive, cumbersome and heavy, and the transmission ratio of the movement is unstable because sinusoidal, the output wheel rotating more or less quickly depending on the angular position of the crankshaft. This instability of the transmission ratio, and especially its inadequacy to the curve of variation of the force exerted by the cylinders during a cycle leads the engineers, to try to limit acyclisms, to multiply the number of cylinders of an engine and to equip it with a very penalizing heavy flywheel.

[0005] Un mécanisme concurrent a aussi été présenté, une crémaillère entraînant deux roues dentées auxquelles il manque des dents de telle sorte que l’une est entraînée à l’aller et l’autre au retour de la crémaillère. Appartiennent à cette famille RU2483216 2A competing mechanism has also been presented, a rack driving two toothed wheels which are missing teeth so that one is driven to go and the other to return from the rack. Belong to this family RU2483216 2

2013-05-27 - Nekrasov Vladimire Ivanovich [RU]; et Al. et US2004261750 (Al) 2004-12-30 - Mckeown Steve [CA], Comme le vilebrequin, ces dispositifs ne permettent pas de limiter le mouvement de va et vient d’une crémaillère à une partie seulement de sa trajectoire, sous peine d’inverser le sens de rotation de la roue de sortie. Ils ont aussi l’inconvénient que, en fin de course, le déplacement de la crémaillère peut entraîner la roue de sortie dans un sens ou dans l'autre.2013-05-27 - Nekrasov Vladimire Ivanovich [RU]; et al. and US2004261750 (Al) 2004-12-30 - Mckeown Steve [CA], Like the crankshaft, these devices do not allow the movement back and forth of a rack to be limited to only part of its trajectory, under trouble reversing the direction of rotation of the output wheel. They also have the disadvantage that, at the end of the travel, the movement of the rack can drive the output wheel in one direction or the other.

[0006] On connaît aussi le document W02009122089 (A2) - 2009-10-08 - Daouk Antar [FR] qui décrit un moteur à pistons dont l’arbre de sortie est monté dans l’axe d’un piston, de telle sorte que cet arbre tourne lorsque le piston se déplace en va et vient dans le cylindre, mais ce dispositif produit des frottements importants.We also know the document W02009122089 (A2) - 2009-10-08 - Daouk Antar [FR] which describes a piston engine whose output shaft is mounted in the axis of a piston, so that this shaft rotates when the piston moves back and forth in the cylinder, but this device produces significant friction.

[0007] Les transmissions dites convertisseurs linéo-rotatifs à roues libres ont continué à exister, et ont donné lieu à de nombreux documents dont US 5,673,665 - 1997-10-07 Min-Tae Kim [KR] et WO2012035459 (A2) - 2012-03-22 - Woodward Geoffrey Lewis [NZ] qui décrivent un moteur dont les pistons sont reliés par une crémaillère à une roue de sortie qui est une roue dentée, mais aucun moyen de faire varier le rapport de transmission n’a été proposé, ce qui a pour effet qu’un déplacement donné de la crémaillère produit toujours la même rotation de la roue de sortie avec ce type de mécanisme.The transmissions known as linear-rotary freewheel converters continued to exist, and gave rise to numerous documents including US 5,673,665 - 1997-10-07 Min-Tae Kim [KR] and WO2012035459 (A2) - 2012- 03-22 - Woodward Geoffrey Lewis [NZ] who describe an engine whose pistons are connected by a rack to an output wheel which is a toothed wheel, but no means of varying the transmission ratio has been proposed, this which has the effect that a given movement of the rack always produces the same rotation of the output wheel with this type of mechanism.

Brève description des dessins [0008] L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 17 qui représentent toutes des dispositifs ou parties de dispositifs selon l'invention.Brief Description of the Drawings The invention will be well understood, and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the description which follows, which is illustrated by FIGS. 1 to 17 which all represent devices or parts of devices according to the invention.

[0009] [fig.l] est une vue en perspective d’une transmission selon l’invention, munie d’un moyen supplémentaire permettant de rendre la transmission réciproque.[Fig.l] is a perspective view of a transmission according to the invention, provided with an additional means for making the reciprocal transmission.

[0010] [fig.2] est une vue en perspective d’une transmission perfectionnée, comportant un moyen d’inversion et de blocage de la roue de sortie 5, un dispositif d’adaptation du rapport de transmission au couple résistant, et un moyen de faire varier à volonté le rapport de transmission.[Fig.2] is a perspective view of an improved transmission, comprising a means for reversing and blocking the output wheel 5, a device for adapting the transmission ratio to the resisting torque, and a means of varying the transmission ratio at will.

[0011] [fig.3] est une vue en perspective de la transmission de la figure 1, dont tous les éléments ont été cachés sauf la roue de sortie 5 et les roues tertiaires 4A et 4B.[Fig.3] is a perspective view of the transmission of Figure 1, all of whose elements have been hidden except the output wheel 5 and the tertiary wheels 4A and 4B.

[0012] [fig.4] est une vue en perspective de la transmission de la figure 1, dont tous les éléments ont été cachés sauf les roues tertiaires 4A et 4B, les secteurs 2A et 2B, et les roues libres qui assure leur rotation conjointe dans un sens de rotation seulement.[Fig.4] is a perspective view of the transmission of Figure 1, all of whose elements have been hidden except the tertiary wheels 4A and 4B, the sectors 2A and 2B, and the freewheels which ensure their rotation joint in one direction of rotation only.

[0013] [fig.5] est une vue en perspective de la transmission de la figure 1, dont tous les éléments ont été cachés sauf les secteurs 2A et 2B et les crémaillères 1 et IA.[Fig.5] is a perspective view of the transmission of Figure 1, all of whose elements have been hidden except sectors 2A and 2B and racks 1 and IA.

[0014] [fïg.6] est une vue en perspective de la transmission de la figure 1, dont tous les éléments ont été cachés sauf les crémaillères 1 et 1A et une roue dentée 7 synchronisant les deux crémaillères 1 et IA.[Fïg.6] is a perspective view of the transmission of Figure 1, all of whose elements have been hidden except the racks 1 and 1A and a gear 7 synchronizing the two racks 1 and IA.

[0015] [fig.7] est une vue en perspective de la transmission de la figure 1, dont tous les éléments ont été cachés sauf les crémaillères 1 et 1A et le moyen de transmission mécanique supplémentaire 6 qui transforme le mouvement de rotation de la roue de sortie 5 en un mouvement de va-et-vient de la crémaillère 1. Ce moyen mécanique supplémentaire est composé d’une bielle 61 entraînée par une manivelle 62 reliée à la roue de sortie 5 par une roue libre 63.[Fig.7] is a perspective view of the transmission of Figure 1, all of whose elements have been hidden except the racks 1 and 1A and the additional mechanical transmission means 6 which transforms the rotational movement of the output wheel 5 in a back-and-forth movement of the rack 1. This additional mechanical means is composed of a connecting rod 61 driven by a crank 62 connected to the output wheel 5 by a free wheel 63.

[0016] [fig.8] est une vue en perspective d’une transmission dans un autre mode de mise en œuvre particulièrement adapté par exemple à un vélo. Deux crémaillères 1 et IA sont ici solidaires l’une de l’autre, et le porte satellite 8 maintient les roues dentées 2A et 2B à une distance constante des crémaillères avec lesquelles elles coopèrent par engrènement. Ces deux roues dentées 2A et 2B entraînent à leur tour par des roues libres de même sens l’une de l’autre les roues dentées 4A et 4B qui entraînent in fine l’une après l’autre la roue de sortie 5.[Fig.8] is a perspective view of a transmission in another embodiment particularly suitable for example for a bicycle. Two racks 1 and IA are here secured to one another, and the satellite carrier 8 maintains the gear wheels 2A and 2B at a constant distance from the racks with which they cooperate by meshing. These two toothed wheels 2A and 2B in turn drive freewheels in the same direction, one from the other, the toothed wheels 4A and 4B which ultimately drive the output wheel 5 one after the other.

[0017] [fig.9] montre une partie de la transmission de la figure 8 qui n’est pas totalement visible sur la figure 8. La roue de sortie 5 est entraînée alternativement par l’une ou l’autre des roues tertiaires 4A et 4B dont on voit les roues libres 3A et 3B.[Fig.9] shows part of the transmission of Figure 8 which is not fully visible in Figure 8. The output wheel 5 is driven alternately by one or the other of the tertiary wheels 4A and 4B, of which the freewheels 3A and 3B are seen.

[0018] [fig.10] est le schéma d’un vélo muni de la transmission de la figure 8. La crémaillère 1 est entraînée dans un mouvement de va et vient par deux pédales. Un mécanisme non représenté fait monter une pédale quand l’autre descend. Les leviers OA et OB sont ceux qui permettent aux pédales de pivoter autour de O vers le haut et vers le bas. La pédale de droite du vélo, OA, est munie d’un levier ON sensiblement perpendiculaire à OA. La crémaillère est fixée à un point M (109) de ce levier ON (106), et le mouvement de la pédale fait donc alternativement avancer et reculer le point M. Le déplacement de ce point M le long de ON modifie le rapport de transmission.[Fig.10] is the diagram of a bicycle provided with the transmission of Figure 8. The rack 1 is driven in a back and forth movement by two pedals. A mechanism not shown causes the pedal to go up when the other goes down. The levers OA and OB are those that allow the pedals to pivot around O up and down. The right pedal of the bike, OA, has an ON lever that is substantially perpendicular to OA. The rack is fixed to a point M (109) of this lever ON (106), and the movement of the pedal therefore alternately moves the point M forward and backward. The displacement of this point M along ON modifies the transmission ratio .

[0019] [fig.ll] est le schéma d’un vélo muni de la transmission de la figure 8 entraînée par un vilebrequin solidaire d’un pédalier à manivelles. C’est ce vilebrequin LP qui entraîne le point M du levier ON.[Fig.ll] is the diagram of a bicycle provided with the transmission of Figure 8 driven by a crankshaft secured to a crankset crankset. It is this LP crankshaft which drives the point M of the lever ON.

[0020] [fig.12] est une vue en perspective d’une partie d’une variante de la transmission de la figure 8, dans laquelle les deux crémaillères 1 et 1A comportent une partie sans dents, respectivement 9 et 9A. Lorsque cette partie de la crémaillère arrive en vis-à-vis des roues dentées secondaires 2A et 2B, ces dernières ne sont pas entraînées. Il est alors possible de faire tourner la roue de sortie en marche arrière. Cela peut se révéler utile pour doter un véhicule à pédale d’une possibilité d’être déplacé en marche arrière, soit en étant poussé soit avec une motorisation complémentaire.[Fig.12] is a perspective view of part of a variant of the transmission of Figure 8, wherein the two racks 1 and 1A have a portion without teeth, respectively 9 and 9A. When this part of the rack comes opposite the secondary toothed wheels 2A and 2B, the latter are not driven. It is then possible to rotate the output wheel in reverse. This can be useful for providing a pedal vehicle with the possibility of being moved in reverse, either by being pushed or with an additional motorization.

[0021] [fig. 13] est une vue en perspective d’un moteur à quatre pistons muni de la transmission de la figure 1.[Fig. 13] is a perspective view of a four-piston engine fitted with the transmission of FIG. 1.

[0022] [fig. 14] est une vue en perspective d’un vélo selon l’invention, en configuration dite de route.[Fig. 14] is a perspective view of a bicycle according to the invention, in the so-called road configuration.

[0023] [fig. 15] est une vue en perspective d’un vélo selon l’invention, en configuration dite de rangement.[Fig. 15] is a perspective view of a bicycle according to the invention, in the so-called storage configuration.

[0024] [fig. 16] est une vue de profil d’un vélo selon l’invention, en configuration dite de route.[Fig. 16] is a side view of a bicycle according to the invention, in the so-called road configuration.

[0025] [fig. 17] est une vue de profil d’un vélo selon l’invention, en configuration dite de rangement.[Fig. 17] is a side view of a bicycle according to the invention, in the so-called storage configuration.

Exposé de l’invention [0026] L'invention est une transmission mécanique transférant le mouvement de va et vient d’une crémaillère 1, ou de deux crémaillères 1 et IA reliées mécaniquement l’une à l’autre, à une roue de sortie 5, la ou les crémaillères entraînant en rotation deux éléments dits secteurs 2A ou 2B tournant chacun autour d’un axe dit axe secondaire, chacun desdits secteurs étant lié par une roue libre respectivement 3A et 3B à une roue dite roue tertiaire respectivement 4A et 4B tournant autour du même axe secondaire que ledit secteur auquel il est ainsi lié, et chacune desdites roues tertiaires entraînant ladite roue de sortie, chacune desdites roues libres ne transmettant le mouvement de rotation que dans l’une des deux phases du mouvement de va-et-vient de ladite crémaillère 1, de telle sorte que ladite roue de sortie tourne toujours dans le même sens quel que soit le sens du mouvement de va et vient de ladite crémaillère qui l’entraîne, caractérisée en ce que :STATEMENT OF THE INVENTION The invention is a mechanical transmission transferring the movement back and forth from a rack 1, or from two racks 1 and IA mechanically connected to each other, to an output wheel 5, the rack (s) driving in rotation two elements known as sectors 2A or 2B each rotating around an axis known as a secondary axis, each of said sectors being linked by a free wheel respectively 3A and 3B to a wheel called tertiary wheel respectively 4A and 4B rotating around the same secondary axis as said sector to which it is thus linked, and each of said tertiary wheels driving said output wheel, each of said free wheels transmitting the rotational movement only in one of the two phases of the back-and-forth movement - comes from said rack 1, so that said output wheel always turns in the same direction regardless of the direction of movement back and forth from said rack which enters it raine, characterized in that:

[0027] - ladite transmission est munie d’un moyen dit moyen de variation, permettant de faire varier le rapport de transmission entre le mouvement de va et vient de ladite crémaillère et celui de ladite roue de sortie, [0028] - et dans le cas où, par construction, l’élément qui provoque son mouvement de va et vient, dit moteur, change de position par rapport à ladite roue de sortie, une crémaillère peut pivoter autour de l’axe de rotation de ladite roue de sortie, [0029] étant précisé que les éléments décrits ci avant peuvent s’entraîner les uns les autres par tout moyen d’entraînement connu comme par exemple une surface de friction, une denture, ou un ensemble d’aimants ou d’électro-aimants.- Said transmission is provided with a means called variation means, making it possible to vary the transmission ratio between the movement back and forth from said rack and that of said output wheel, [0028] - and in the case, by construction, the element which causes its back and forth movement, said motor, changes position relative to said output wheel, a rack can pivot around the axis of rotation of said output wheel, [ Being specified that the elements described above can train each other by any known drive means such as for example a friction surface, a toothing, or a set of magnets or electromagnets.

Description détaillée de l’invention [0030] L’invention appartient à la famille des transmissions dites convertisseurs linéorotatifs à roues libres, qui ont pour avantage que le mouvement de va et vient de la crémaillère peut être interrompu ou modifié avant d’atteindre l’une ou l’autre des extrémités de la course., [0031] La principale innovation consiste à faire varier le rapport de transmission entre la crémaillère et la roue de sortie, pour permettre l’adaptation du rapport de transmission en fonction de la puissance transmise par la crémaillère, et de celle nécessaire pour faire tourner la roue de sortie, autrement dit du couple résistant.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention belongs to the family of transmissions known as freewheeling linearorotative converters, which have the advantage that the movement back and forth from the rack can be interrupted or modified before reaching the one or the other of the ends of the stroke., The main innovation consists in varying the transmission ratio between the rack and the output wheel, to allow the adaptation of the transmission ratio according to the transmitted power. by the rack, and that necessary to turn the output wheel, in other words of the resisting torque.

[0032] La question du guidage du déplacement de la crémaillère est particulièrement importante, car son mouvement doit pouvoir s’adapter au déplacement de l’élément provoquant son déplacement, dit élément moteur, qu’il s’agisse d’une manivelle comme une pédale de vélo, du vilebrequin d’un moteur, du coulissement d’un piston dans un cylindre, de la main d’un utilisateur déplaçant la crémaillère, ou encore du déplacement désordonné d’un poids situé à l’extrémité de la crémaillère pour récupérer son énergie cinétique.The question of guiding the movement of the rack is particularly important, because its movement must be able to adapt to the movement of the element causing its movement, called the driving element, whether it is a crank like a pedal of a bicycle, of the crankshaft of an engine, of the sliding of a piston in a cylinder, of the hand of a user moving the rack, or of the disorderly movement of a weight situated at the end of the rack for recover its kinetic energy.

[0033] Evidemment cette caractéristique n’a d’utilité que dans le cas où l’élément qui provoque son mouvement de va et vient, dit moteur, change de position par rapport à ladite roue de sortie, et l’on peut sans sortir du cadre de la présente invention avoir une crémaillère qui se déplace sans tourner autour de l’axe de rotation de la roue de sortie, lorsque par construction ce moteur ne change pas de position par rapport à la roue de sortie.Obviously this feature is useful only in the case where the element which causes its back and forth movement, said motor, changes position relative to said output wheel, and one can without leaving of the framework of the present invention to have a rack which moves without turning around the axis of rotation of the output wheel, when by construction this motor does not change position relative to the output wheel.

[0034] L’architecture choisie lui permet de pivoter autour de l’axe de rotation de ladite roue de sortie dans le cas où l’élément qui provoque son mouvement de va et vient, dit moteur, change de position par rapport à ladite roue de sortie. Le fait que sa position soit déterminée d’une part par sa liaison à l’élément dit moteur qui provoque son mouvement de va et vient, et d’autre part par sa Raison mécanique directe ou indirecte à l’axe de rotation de ladite roue de sortie, se révèle aussi indispensable pour pouvoir obtenir par des moyens mécaniques simples une modification du rapport de transmission.The architecture chosen allows it to pivot about the axis of rotation of said output wheel in the case where the element which causes its back and forth movement, said motor, changes position relative to said wheel Release. The fact that its position is determined on the one hand by its connection to the so-called motor element which causes it to move back and forth, and on the other hand by its mechanical reason direct or indirect to the axis of rotation of said wheel output, is also essential in order to be able to obtain, by simple mechanical means, a modification of the transmission ratio.

[0035] Elle permet aussi un autre des avantages recherchés et obtenus par la présente invention qui consiste en la possibilité de modification des caractéristiques mécaniques de la coopération entre la crémaillère et la roue de sortie, à tous les stades de la transmission du mouvement.It also allows another of the advantages sought and obtained by the present invention which consists in the possibility of modifying the mechanical characteristics of the cooperation between the rack and the output wheel, at all stages of the transmission of movement.

[0036] L’invention est aussi un procédé consistant à transférer le mouvement de va et vient d’une crémaillère 1, ou de deux crémaillères 1 et IA reliées mécaniquement l’une à l’autre, à une roue de sortie 5, la ou les crémaillères entraînant en rotation deux secteurs 2A ou 2B tournant chacun autour d’un axe secondaire, chacun des secteurs étant lié par une roue libre respectivement 3A et 3B à une roue tertiaire respectivement 4A et 4B tournant autour du même axe secondaire que le secteur auquel il est ainsi lié, et chacune desdites roues tertiaires entraînant la roue de sortie, chacune des roues libres ne transmettant le mouvement de rotation que dans l’une des deux phases du mouvement de va-et-vient de la crémaillère 1, de telle sorte que la roue de sortie tourne toujours dans le même sens quel que soit le sens du mouvement de va et vient de la crémaillère qui l’entraîne, une crémaillère pouvant pivoter autour de l’axe de rotation de ladite roue de sortie dans le cas où l’élément qui provoque son mouvement de va et vient, dit moteur, change de position par rapport à ladite roue de sortie, et la transmission étant munie d’un moyen dit moyen de variation, permettant de faire varier le rapport de transmission entre le mouvement de va et vient de la crémaillère et celui de la roue de sortie.The invention is also a method consisting in transferring the movement back and forth from a rack 1, or from two racks 1 and IA mechanically connected to each other, to an output wheel 5, the or the racks driving in rotation two sectors 2A or 2B each rotating around a secondary axis, each of the sectors being linked by a free wheel respectively 3A and 3B to a tertiary wheel respectively 4A and 4B rotating around the same secondary axis as the sector to which it is thus linked, and each of said tertiary wheels driving the output wheel, each of the free wheels transmitting the rotational movement only in one of the two phases of the reciprocating movement of the rack 1, such so that the output wheel always turns in the same direction whatever the direction of the back and forth movement of the rack which drives it, a rack being able to pivot around the axis of rotation of said output wheel in the case where the element which causes its back and forth movement, said motor, changes position relative to said output wheel, and the transmission being provided with means known as variation means, making it possible to make vary the transmission ratio between the back and forth movement of the rack and that of the output wheel.

[0037] Voici une liste non limitative de moyens pour faire varier le rapport de transmission, tous compatibles avec la présente invention.Here is a non-limiting list of means for varying the transmission ratio, all compatible with the present invention.

[0038] Premier moyen de variation : la modification manuelle du rapport de transmission en amont de la transmission [0039] La figure 2 montre qu’une transmission selon l’invention peut être munie d’un levier dit levier moteur 106 tournant autour d’un axe 108 dit axe de rotation du levier moteur, et comportant un moyen dit moyen d’entrainement moteur 109 assurant l’entraînement d’une crémaillère 1. C’est le mouvement de va et vient ou de rotation de ce levier moteur qui entraîne la transmission.First means of variation: manual modification of the transmission ratio upstream of the transmission [0039] Figure 2 shows that a transmission according to the invention can be provided with a lever called engine lever 106 rotating around an axis 108 called the axis of rotation of the engine lever, and comprising a means called motor drive means 109 ensuring the driving of a rack 1. It is the back and forth or rotation movement of this engine lever which drives the transmission.

[0040] Elle comprend avantageusement un moyen de modification de la distance du moyen d’entrainement moteur 109 à l’axe de rotation de ce levier moteur, de telle sorte que pour un même déplacement du levier moteur, la course de la crémaillère varie en fonction de cette distance. Il est important que ce soit la distance du moyen d’entrainement moteur 109 à l’axe de rotation du levier moteur qui soit modifiable et pas celle du lien mécanique qui entraîne le mouvement de ce levier, car c’est l’amplitude du mouvement de la crémaillère que l’on cherche à modifier, et pas celle du lien mécanique entraînant le mouvement du levier.It advantageously comprises a means for modifying the distance of the motor drive means 109 to the axis of rotation of this motor lever, so that for the same movement of the motor lever, the stroke of the rack varies in function of this distance. It is important that it is the distance of the motor drive means 109 to the axis of rotation of the motor lever which is modifiable and not that of the mechanical link which causes the movement of this lever, because it is the amplitude of the movement of the rack that we are trying to modify, and not that of the mechanical link causing the movement of the lever.

[0041] L’utilisateur dispose ainsi d’un moyen de faire varier en continu le rapport de transmission.The user thus has a means of continuously varying the transmission ratio.

[0042] Lorsque le moyen d’entrainement moteur est dans l’axe de rotation 108 du levier moteur 106, les crémaillères 1 et 1A restent immobiles, c'est-à-dire lorsque la distance du moyen d’entrainement moteur 109 à l’axe de rotation dudit levier moteur est nulle, a transmission à variation continue selon l’invention a ainsi aussi nativement une fonction d’embrayage.When the engine drive means is in the axis of rotation 108 of the engine lever 106, the racks 1 and 1A remain stationary, that is to say when the distance from the engine drive means 109 to l the axis of rotation of said engine lever is zero, a continuously variable transmission according to the invention thus also natively has a clutch function.

[0043] La distance du moyen d’entrainement moteur 109 à l’axe de rotation de ce levier moteur peut être modifiée manuellement, ou par un moyen motorisé et commandé par un ordinateur, ou par tout autre moyen connu.The distance from the motor drive means 109 to the axis of rotation of this motor lever can be changed manually, or by motorized means and controlled by a computer, or by any other known means.

[0044] Second moyen de variation : La modification automatique du rapport de transmission en amont de la transmission [0045] Une transmission selon l’invention peut comprendre, comme celle illustrée par la figure 2, un arbre entrant 100 entraînant le mouvement de va-et-vient d’un des crémaillères 1 et IA par un ensemble comportant une manivelle 101 reliée audit arbre entrant et une bielle 105, cette bielle peut être reliée directement ou indirectement à la crémaillère 1 ou 1 a considéré.Second variation means: The automatic modification of the transmission ratio upstream of the transmission A transmission according to the invention may include, like that illustrated in FIG. 2, an incoming shaft 100 causing the movement of and forth from one of the racks 1 and IA by an assembly comprising a crank 101 connected to said incoming shaft and a connecting rod 105, this connecting rod can be connected directly or indirectly to the rack 1 or 1 considered.

[0046] Avantageusement, la distance entre l’axe de rotation de l’arbre entrant 100 et l’extrémité de la manivelle 101 reliée à la bielle 105 est variable, le couple résistant né de la résistance au mouvement de ladite crémaillère tend à rapprocher ladite extrémité de l’axe de rotation dudit arbre entrant, et un rappel élastique tend à s’opposer à ce rapprochement [0047] Dans cette configuration, la transmission selon l’invention a ainsi un rapport de transmission qui varie en fonction du couple résistant. Une telle configuration a aussi l’avantage de lisser la variation du couple de sortie comme le ferait un volant d’inertie.Advantageously, the distance between the axis of rotation of the input shaft 100 and the end of the crank 101 connected to the connecting rod 105 is variable, the resistive torque born from the resistance to movement of said rack tends to approximate said end of the axis of rotation of said incoming shaft, and an elastic return tends to oppose this approximation In this configuration, the transmission according to the invention thus has a transmission ratio which varies according to the resisting torque . Such a configuration also has the advantage of smoothing the variation of the output torque as a flywheel would do.

[0048] Il est à noter qu’une telle transmission redresse automatiquement le sens de rotation reçu de l’arbre entrant, tout en conservant l’avantage d’une modification automatique du rapport de transmission.It should be noted that such a transmission automatically straightens the direction of rotation received from the incoming shaft, while retaining the advantage of an automatic modification of the transmission ratio.

[0049] Une telle transmission a aussi la fonction d’embrayage puisque que la distance entre l’axe de rotation de l’arbre entrant 100 et l’extrémité de la manivelle 1Ό1 reliée à la bielle 105 peut être nulle, et que la jonction entre la manivelle et la bielle se trouve dans ce cas alignée avec l’axe de rotation de l’arbre d’entrée.Such a transmission also has the clutch function since the distance between the axis of rotation of the input shaft 100 and the end of the crank 1Ό1 connected to the connecting rod 105 may be zero, and that the junction between the crank and the connecting rod is in this case aligned with the axis of rotation of the input shaft.

[0050] Troisième moyen de variation : la modification de l’orientation de la crémaillère, en amont de la transmission [0051] C’est le moyen le plus simple, qui consiste par exemple à faire tourner manuellement ou de façon motorisée la crémaillère autour de l’axe de rotation de la roue de sortie. Le rapport de couple est différent de celui obtenu lors de la coopération par va et vient de la crémaillère avec le secteur 2A ou 2B. Cette rotation de la crémaillère peut se combiner avec sa coopération avec un moyen dit secondaire pour obtenir une grande plage de variation du rapport de transmission.Third means of variation: the modification of the orientation of the rack, upstream of the transmission This is the simplest means, which consists for example in manually or motorized turning the rack around the axis of rotation of the output wheel. The torque ratio is different from that obtained during the back and forth cooperation of the rack with sector 2A or 2B. This rotation of the rack can be combined with its cooperation with a so-called secondary means to obtain a wide range of variation in the transmission ratio.

[0052] Quatrième moyen de variation : l’utilisation de formes particulières pour la crémaillère et/ou pour des secteurs, au cœur de la transmission [0053] Le mouvement de va-et-vient d’une crémaillère peut être de toute nature et une crémaillère n’est pas obligatoirement parfaitement rectiligne. Il est en revanche nécessaire que la coopération entre l’élément dit crémaillère 1 et le secteur 2A ou 2B soit permanente et que la crémaillère 1 ait un mouvement de va-et-vient.Fourth means of variation: the use of particular shapes for the rack and / or for sectors, at the heart of the transmission The back-and-forth movement of a rack can be of any kind and a rack is not necessarily perfectly straight. On the other hand, it is necessary that the cooperation between the so-called rack element 1 and the sector 2A or 2B is permanent and that the rack 1 has a back-and-forth movement.

[0054] Ainsi, le secteur 2A ou 2B n’est pas obligatoirement une roue située à une distance constante de l’axe de déplacement de la crémaillère qui l’entraîne. En revanche, il peut être avantageux que l’axe de rotation de la roue tertiaire soit maintenu à une distance constante de l’axe de ladite roue de sortie pour pouvoir coopérer avec elle.Thus, the sector 2A or 2B is not necessarily a wheel located at a constant distance from the axis of movement of the rack which drives it. On the other hand, it may be advantageous for the axis of rotation of the tertiary wheel to be kept at a constant distance from the axis of said output wheel in order to be able to cooperate with it.

[0055] L’homme du métier peut concevoir une crémaillère et un secteur de telle sorte que le rapport entre le mouvement de la crémaillère 1 et la rotation du secteur 2A ou 2B soit constant, ou bien qu’il varie afin que la courbe de variation de la puissance de la crémaillère 1 transmise à la roue de sortie 5 au cours d’un cycle soit la plus linéaire possible. Il peut aussi optimiser la forme de la crémaillère 1 dans le même objectif.A person skilled in the art can design a rack and a sector so that the ratio between the movement of the rack 1 and the rotation of the sector 2A or 2B is constant, or else it varies so that the curve of variation of the power of the rack 1 transmitted to the output wheel 5 during a cycle is as linear as possible. It can also optimize the shape of rack 1 for the same purpose.

[0056] Il peut faire en sorte que le rapport entre le travail fourni par la crémaillère 1 et celui fourni par la rotation du secteur 2A ou 2B soit rendu constant par la combinaison des formes du moyen d’entraînement de la crémaillère 1 et du secteur 2A ou 2B.It can cause the ratio between the work provided by the rack 1 and that provided by the rotation of the sector 2A or 2B to be made constant by the combination of the shapes of the drive means of the rack 1 and of the sector 2A or 2B.

[0057] Plus généralement, le rapport entre le mouvement de la crémaillère 1 et la rotation du secteur 2A ou 2B peut être déterminé par la combinaison des formes du moyen d’entraînement de la crémaillère 1 et du secteur 2A ou 2B, et l’homme de l’art peut par exemple avantageusement combiner les formes du moyen d’entraînement de la crémaillère 1 et du secteur 2A ou 2B, afin de déterminer tout au long d’un cycle de vaet-vient de la crémaillère 1 un rapport de transmission tel que la puissance transmise par la crémaillère 1 à la roue de sortie 5 à travers toutes les liaisons mécaniques actives de la transmission reste sensiblement constante pendant ce cycle.More generally, the ratio between the movement of the rack 1 and the rotation of the sector 2A or 2B can be determined by the combination of the shapes of the drive means of the rack 1 and the sector 2A or 2B, and the a person skilled in the art can for example advantageously combine the forms of the drive means of the rack 1 and of the sector 2A or 2B, in order to determine throughout a back-and-forth cycle of the rack 1 such that the power transmitted by the rack 1 to the output wheel 5 through all the active mechanical connections of the transmission remains substantially constant during this cycle.

[0058] Ce quatrième moyen de variation peut aussi être mis à profit pour bénéficier de rapport de transmission qui dépendent de la plage de déplacement retenue pour le mouvement de la crémaillère.This fourth means of variation can also be used to benefit from transmission ratio which depend on the range of movement chosen for the movement of the rack.

[0059] Cinquième moyen de variation : la multiplication des secteurs et ou des crémaillères et leur interchangeabilité [0060] Il est possible de doter une transmission selon l’invention d’une première série de secteurs 2A et 2B qui détermine une première règle d’évolution du rapport de transmission au cours d’un cycle, et d’une seconde série de secteurs 2A et 2B qui déterminent une règle différente. Une telle configuration est représentée à la figure 2.Fifth means of variation: the multiplication of sectors and or racks and their interchangeability It is possible to provide a transmission according to the invention with a first series of sectors 2A and 2B which determines a first rule of evolution of the transmission ratio during a cycle, and a second series of sectors 2A and 2B which determine a different rule. Such a configuration is shown in Figure 2.

[0061] Une des configurations peut par exemple entraîner la roue de sortie dans un sens différent de l’autre configuration, parce que les secteurs de la deuxième série comportent des roues libres qui sont de sens opposé à celles de la première série.One of the configurations can for example drive the output wheel in a direction different from the other configuration, because the sectors of the second series have freewheels which are in opposite directions to those of the first series.

[0062] Une fourchette (non représentée) permet de déplacer la double crémaillère 1-1A du plan d’une série à celui de l’autre.A fork (not shown) makes it possible to move the double rack 1-1A from the plane of a series to that of the other.

[0063] Il est possible de placer avec cette fourchette la crémaillère 1-1A à cheval sur deux séries de moyens secondaire. Cela peut dans certains cas, comme dans celui où les deux configurations correspondent à des sens de rotation opposés de la roue de sortie 5, de bloquer la transmission. Pour un véhicule, cela correspond à la position « Parking » d’une transmission automatique.It is possible to place with this fork the rack 1-1A straddling two series of secondary means. This can, in some cases, such as that where the two configurations correspond to opposite directions of rotation of the output wheel 5, block the transmission. For a vehicle, this corresponds to the "Parking" position of an automatic transmission.

[0064] De la même façon, il est possible de doter une transmission selon l’invention d’une première crémaillère 1 ou série de crémaillères 1 et 1A qui détermine une première règle d’évolution du rapport de transmission au cours d’un cycle, et d’une seconde crémaillère ou série de crémaillères qui déterminent une règle différente.Similarly, it is possible to provide a transmission according to the invention with a first rack 1 or series of racks 1 and 1A which determines a first rule for changing the transmission ratio during a cycle , and a second rack or series of racks which determine a different rule.

[0065] La conception de la transmission [0066] Depuis Cugnot et son fardier, en 1770, l’homme du métier sait concevoir une liaison mécanique d’une ou plusieurs crémaillères à une roue dentée de telle sorte que la roue dentée tourne dans le même sens. Pour prendre un exemple, lorsque deux roues dentées sont connectées directement l’une à l’autre, la deuxième tourne dans un sens opposé à la première, mais si l’on intercale une troisième roue dentée entre la première et la deuxième, la deuxième tourne dans le même sens que la première. Il lui est donc facile concevoir une transmission mécanique selon l’invention, dont le mouvement d’une crémaillère est transféré à la roue de sortie dans le même sens de rotation pendant la phase où sa roue libre la rend active.The design of the transmission Since Cugnot and his tanker, in 1770, the skilled person knows how to design a mechanical connection of one or more racks to a toothed wheel so that the toothed wheel turns in the Same direction. To take an example, when two cogwheels are connected directly to each other, the second rotates in a direction opposite to the first, but if we insert a third cogwheel between the first and the second, the second turns in the same direction as the first. It is therefore easy for him to design a mechanical transmission according to the invention, the movement of a rack of which is transferred to the output wheel in the same direction of rotation during the phase when its free wheel makes it active.

[0067] On entend ci-avant et ci-après par roue libre aussi bien une roue libre à cliquet que tout type de dispositif permettant un embrayage unidirectionnel comme par exemple un embrayage à clabots.Above and below is meant by freewheel as well a ratchet freewheel as any type of device allowing a one-way clutch such as for example a clutch with spikes.

[0068] Comme représenté dans les figures, les deux crémaillères 1 et IA peuvent avoir un mouvement de va-et-vient identique ou opposé. Il peut s’agir d’une pièce unique comportant deux dentures comme sur la figure 2 ou de deux pièces différentes comme sur la figure I. Dans le cas où il s’agit de deux pièces différentes, ces deux éléments peuvent aussi être reliés entre eux par une liaison mécanique 7 de telle sorte qu’ils aient des mouvements de va-et-vient synchrones, qui peuvent être aussi bien semblables qu’opposés.As shown in the figures, the two racks 1 and IA can have an identical or opposite movement back and forth. It can be a single piece with two teeth as in Figure 2 or two different pieces as in Figure I. In the case of two different pieces, these two elements can also be connected between them by a mechanical link 7 so that they have synchronous back-and-forth movements, which can be both similar and opposite.

[0069] Les figures 8 et 9 montrent la version la plus simple d’un convertisseur linéo-rotatif à roues libres. La double crémaillère 1-1A peut pivoter librement autour de l’axe de la roue de sortie 5. Tout mouvement d’aller ou de retour de cette double crémaillère entraîne un mouvement de rotation de la roue de sortie 5, toujours dans le même sens, parce que les roues fibres 3A et 3B entraînent chacune le mouvement de rotation de la roue de sortie dans le même sens. Ainsi, dans une direction de déplacement de la crémaillère, le mouvement est transmis par la crémaillère 1, la roue dentée 2A, la roue libre 3A et la roue dentée 4A à la roue de sortie 5, tandis que dans la direction opposée de la crémaillère, il est transmis par la crémaillère 1 A, la roue dentée 2B, la roue libre 3B et la roue dentée 4B à la roue de sortie 5. La couronne 5 peut évidemment être remplacée par un soleil pour obtenir un rapport de transmission de base qui soit différent.Figures 8 and 9 show the simplest version of a freewheeling linear-rotary converter. The double rack 1-1A can pivot freely around the axis of the output wheel 5. Any upward or return movement of this double rack causes a rotational movement of the output wheel 5, always in the same direction , because the fiber wheels 3A and 3B each cause the rotational movement of the output wheel in the same direction. Thus, in a direction of movement of the rack, the movement is transmitted by the rack 1, the toothed wheel 2A, the free wheel 3A and the toothed wheel 4A to the output wheel 5, while in the opposite direction of the rack , it is transmitted by the rack 1 A, the toothed wheel 2B, the free wheel 3B and the toothed wheel 4B to the output wheel 5. The crown 5 can obviously be replaced by a sun to obtain a basic transmission ratio which be different.

[0070] Les deux crémaillères peuvent être confondues en une seule, et l’homme du métier doit alors adapter le sens des roues libres en conséquence, mais la disposition du dispositif présenté sur les figures 8 et 9 est préférée car elle permet un meilleur équilibre et un plus faible encombrement.The two racks can be merged into one, and the skilled person must then adapt the direction of the freewheels accordingly, but the arrangement of the device presented in Figures 8 and 9 is preferred because it allows a better balance and a smaller footprint.

[0071] Pour transférer des puissances importantes, la crémaillère 1 coopère avantageusement avec un secteur 2A ou 2B par des dents d’engrenage, et une roue tertiaire 4A ou 4B coopère aussi avantageusement avec la roue de sortie 5 par des dents d’engrenage. La présente invention n’est pas limitée aux transmissions par contact solide, et aussi bien la liaison entre la crémaillère 1 et le moyen dit secondaire que celle entre la roue tertiaire 4A ou 4B et la roue de sortie 5 peuvent aussi être des liaisons magnétiques, électromagnétiques ou par fluides, cette liste n’étant pas limitative.To transfer significant powers, the rack 1 advantageously cooperates with a sector 2A or 2B by gear teeth, and a tertiary wheel 4A or 4B also advantageously cooperates with the output wheel 5 by gear teeth. The present invention is not limited to transmissions by solid contact, and both the connection between the rack 1 and the so-called secondary means and that between the tertiary wheel 4A or 4B and the output wheel 5 can also be magnetic connections, electromagnetic or fluids, this list is not exhaustive.

[0072] La coopération directe des roues tertiaires avec une roue de sortie unique [0073] Avantageusement, pour diminuer les frottements et améliorer le rendement, les roues tertiaires coopèrent directement à la roue de sortie ; et cette dernière est unique.Direct cooperation of the tertiary wheels with a single output wheel Advantageously, to reduce friction and improve efficiency, the tertiary wheels cooperate directly with the output wheel; and the latter is unique.

[0074] Le passage automatique d’un cycle au cycle suivant [0075] Avantageusement, la transmission comprend un rappel élastique (non représenté) tendant à éloigner la crémaillère d’une au moins de ses positions de fin de course. Cela a pour effet que le rappel élastique stocke de l’énergie en atteignant cette position de fin de course, et engage automatiquement un cycle de direction opposée en restituant cette énergie.Advantageously, the automatic transition from one cycle to the next cycle. Advantageously, the transmission comprises an elastic return (not shown) tending to move the rack away from at least one of its end-of-travel positions. This has the effect that the elastic return stores energy when reaching this end position, and automatically initiates a cycle of opposite direction by restoring this energy.

[0076] La limitation de la course de la crémaillère [0077] Un dispositif selon l’invention comporte avantageusement un moyen de limitation de la course de la crémaillère. Ce moyen peut par exemple être une butée ou un rappel élastique. On peut aussi modifier facilement la course de la crémaillère en modifiant les caractéristiques du rappel élastique décrit au paragraphe précédent pour le passage automatique d’un cycle au cycle suivant.Limiting the rack stroke [0077] A device according to the invention advantageously includes a means for limiting the rack stroke. This means can for example be a stop or an elastic return. You can also easily modify the rack stroke by modifying the characteristics of the elastic return described in the previous paragraph for automatic passage from one cycle to the next cycle.

[0078] L’emplacement du volant d’inertie [0079] Dans le cas où une transmission selon la présente invention tire son énergie d’un moteur à piston, ou plus généralement d’une source d’énergie provoquant des variations de puissance au cours d’un cycle, il est avantageux de disposer un volant d’inertie le plus en aval possible, et par exemple de le lier à la roue de sortie. Il est avantageux dans ce cas de ne pas disposer de volant d’inertie en amont, par exemple à la sortie du moteur.The location of the flywheel In the case where a transmission according to the present invention draws its energy from a piston engine, or more generally from an energy source causing variations in power at during a cycle, it is advantageous to have a flywheel as far downstream as possible, and for example to link it to the output wheel. It is advantageous in this case not to have a flywheel upstream, for example at the engine outlet.

[0080] La transmission réciproque [0081] Dans une version perfectionnée représentée à la figure 1, une transmission selon l’invention peut être rendue réciproque, ce qui lui permet par exemple de disposer d’un frein moteur, ou de faire démarrer un moteur à explosion. Pour cela, un moyen de transmission mécanique supplémentaire imprime un mouvement de va-et-vient à ladite crémaillère 1 lorsque la roue de sortie 5 tourne. De tels moyens sont connus comme les systèmes pignon-crémaillère, les systèmes à cames ou les systèmes bielle-manivelle. Pour mettre en œuvre ce perfectionnement, il faut que ce moyen de transmission mécanique supplémentaire ait les deux caractéristiques suivantes :The reciprocal transmission In an improved version shown in Figure 1, a transmission according to the invention can be made reciprocal, which allows it for example to have an engine brake, or to start an engine explosion. For this, an additional mechanical transmission means prints a back-and-forth movement to said rack 1 when the output wheel 5 rotates. Such means are known as rack and pinion systems, cam systems or rod-crank systems. To implement this improvement, this additional mechanical transmission means must have the following two characteristics:

[0082] - il ne doit pas provoquer un mouvement de la crémaillère 1 qui lui-même entraîne la roue de sortie 5 à une vitesse supérieure car, dans le cas contraire, la transmission se bloquerait, [0083] - et il doit être relié à ladite crémaillère 1 par une roue libre de telle sorte que la cré maillère 1 puisse avoir un mouvement plus important que celui qui lui est transmis par ce moyen de transmission mécanique supplémentaire.- it must not cause a movement of the rack 1 which itself drives the output wheel 5 at a higher speed because, otherwise, the transmission would block, [...] - and it must be connected to said rack 1 by a free wheel so that the created link 1 can have a greater movement than that which is transmitted to it by this additional mechanical transmission means.

[0084] Les moteurs à piston sans vilebrequin [0085] L’invention s’applique particulièrement aux moteurs à combustion, à air comprimé ou à fluide qui comportent des pistons ou des soufflets comme celui illustré par la figure 13.The piston engines without crankshaft The invention is particularly applicable to combustion, compressed air or fluid engines which include pistons or bellows like that illustrated in FIG. 13.

[0086] Le fait que la forme de la crémaillère 1 et celle du secteur 2A ou 2B puissent être optimisées par l’homme du métier est un avantage majeur, aussi bien pour améliorer le rendement que pour diminuer voire supprimer les acyclismes qui sont une grande cause de fatigue de tous les éléments d’une transmission mécanique, générant de surcroît des vibrations et du bruit, et obligeant à limiter le régime de rotation du moteur.The fact that the shape of the rack 1 and that of the sector 2A or 2B can be optimized by a person skilled in the art is a major advantage, both for improving the yield and for reducing or even eliminating acyclisms which are great. cause of fatigue of all the elements of a mechanical transmission, generating in addition vibrations and noise, and obliging to limit the engine rotation speed.

[0087] La suppression du vilebrequin et des bielles permet de limiter considérablement le poids et l’encombrement des moteurs à piston. Elle permet aussi de limiter Γusure de la liaison étanche entre cylindre et piston, car la force transmise par le piston l’est dans le même axe que celui de son mouvement, ce qui ouvre la voie à la réalisation de moteurs supercarrés qui peuvent tourner à de très hauts régimes. Pour des moteurs destinés à tourner à faible régime, c’est l’inverse qui devient possible, l’allongement de la course des pistons qui offre ici l’avantage de n’augmenter que peu l’encombrement du moteur et son poids. Cela permet d’améliorer le rendement en augmentant la durée de l’admission et celle de l’échappement qui est plus complet dans ce cas.The removal of the crankshaft and connecting rods can significantly limit the weight and size of the piston engines. It also makes it possible to limit the wear of the sealed connection between cylinder and piston, because the force transmitted by the piston is in the same axis as that of its movement, which opens the way to the production of supercarred motors which can rotate at very high regimes. For engines intended to run at low revs, it is the opposite which becomes possible, the extension of the piston stroke which here offers the advantage of only slightly increasing the size of the engine and its weight. This improves performance by increasing the duration of the intake and that of the exhaust which is more complete in this case.

[0088] La présente invention supprime l’intérêt qu’il y avait dans l’art antérieur, avec des vilebrequins, de multiplier le nombre de pistons et de cylindres, dans la mesure où l’objectif de cette augmentation du nombre de pistons et cylindres était en particulier de limiter les acyclismes et les vibrations.The present invention eliminates the interest that there was in the prior art, with crankshafts, to multiply the number of pistons and cylinders, insofar as the objective of this increase in the number of pistons and cylinders was in particular to limit acyclisms and vibrations.

[0089] Pour un moteur à deux temps, l’association de deux pistons suffit à réduire ou supprimer complètement les acyclismes, soit en les disposant « a plat » opposés l’un à l’autre - ils peuvent dans ce cas avantageusement former un seul élément mécanique rigide - soit en les disposant « en ligne » ou « en V » et en les reliant mécaniquement, par exemple par une roue dentée 7 les obligeant à avoir un mouvement en sens inverse l’un de l’autre comme représenté dans les figures. On a ainsi un temps de détente pour chaque aller ou retour du mouvement de va-et-vient de chacun des deux pistons. Pour un moteur à quatre temps, il suffit d’associer quatre pistons pour avoir un temps de détente pour chaque aller ou retour de chacun des quatre pistons.For a two-stroke engine, the association of two pistons is sufficient to reduce or completely eliminate acyclisms, either by placing them "flat" opposite one another - in this case they can advantageously form a single rigid mechanical element - either by placing them “in line” or “in V” and by connecting them mechanically, for example by a toothed wheel 7 forcing them to have a movement in opposite directions from one another as shown in the figures. There is thus a relaxation time for each round trip of the back and forth movement of each of the two pistons. For a four-stroke engine, it is enough to combine four pistons to have a relaxation time for each round trip of each of the four pistons.

[0090] Deux pistons peuvent être opposés en vis-à-vis dans le même cylindre. On peut alors disposer deux mécanismes selon l’invention au centre ou à chaque extrémité du cylindre. Les roues de sortie peuvent entraîner une roue qui fait tourner un arbre à cames. Les moyens d’admission et d’échappement peuvent être localisés dans les pistons, par exemple comme décrit dans le document W02009/122089 A2 - Daouk Antar [FR] -2009-10-08 Engine with a variable volume chamber déjà cité.Two pistons can be opposite vis-à-vis in the same cylinder. We can then have two mechanisms according to the invention in the center or at each end of the cylinder. The output wheels can drive a wheel that rotates a camshaft. The intake and exhaust means can be located in the pistons, for example as described in the document W02009 / 122089 A2 - Daouk Antar [FR] -2009-10-08 Engine with a variable volume chamber already mentioned.

[0091] L’homme du métier peut avantageusement combiner les formes des moyens d’entraînement des crémaillères et des secteurs, pour déterminer tout au long d’un cycle, par exemple celui d’un moteur à plusieurs pistons, un rapport de transmission tel que la puissance transmise par l’ensemble de toutes les crémaillères à la roue de sortie à travers toutes les liaisons mécaniques actives de la transmission reste sensiblement constante pendant ce cycle.A person skilled in the art can advantageously combine the shapes of the rack and sector drive means, to determine throughout a cycle, for example that of a multi-piston engine, a transmission ratio such that the power transmitted by all of the racks to the output wheel through all the active mechanical connections of the transmission remains substantially constant during this cycle.

[0092] Lorsque le moteur comporte un tel moyen de détermination de la course de la crémaillère 1, cela permet de faire varier à la demande la course des pistons et donc la cylindrée du moteur. Il devient ainsi possible d’adapter la puissance de son moteur en fonction des besoins. Pour obtenir ce résultat, l’homme de l’art peut aussi bien déplacer la position des cylindres que limiter la course des pistons. Un moyen avantageux consiste à modifier les caractéristiques de rappel élastique de la crémaillère en fin de la partie du cycle dans lequel le volume libre du cylindre est maximal. Cette modification peut être faite pendant le fonctionnement du moteur, soit sur commande de l’utilisateur, soit par un ordinateur de gestion du moteur prenant en compte ses paramètres de fonctionnement en temps réel.When the engine includes such a means for determining the stroke of the rack 1, this makes it possible to vary the piston stroke and therefore the engine displacement on demand. It thus becomes possible to adapt the power of its engine according to needs. To obtain this result, a person skilled in the art can move the position of the cylinders as well as limit the stroke of the pistons. An advantageous means consists in modifying the elastic return characteristics of the rack at the end of the part of the cycle in which the free volume of the cylinder is maximum. This modification can be made during engine operation, either on user command, or by an engine management computer taking into account its operating parameters in real time.

[0093] Le cas particulier des moteurs Stirling [0094] La présente invention permet de remédier au principal inconvénient des moteurs Stirling qui est la difficulté de faire varier rapidement leur puissance, en faisant varier la course des pistons pour modifier rapidement le rythme de transfert de calories entre la source chaude et la source froide.The particular case of Stirling engines The present invention overcomes the main drawback of Stirling engines which is the difficulty of rapidly varying their power, by varying the stroke of the pistons to quickly change the transfer rate of calories between hot and cold source.

[0095] Les outils tournants [0096] Un dispositif selon l’invention permet aussi de réaliser un outil tournant comme un tournevis ou une perceuse. Cela est illustré en particulier par la figure 8. Il suffit pour cela que l’axe de la roue de sortie 5 soit muni d’un support pour un tournevis ou une mèche de perceuse ou n’importe quel outil tournant. En manœuvrant à la main la crémaillère, aussi bien en lui imprimant un mouvement d’aller et retour qu’en la faisant pivoter autour de l’axe de la roue de sortie 5, on fait tourner l’outil tournant dans le sens choisi.Rotating tools [0096] A device according to the invention also makes it possible to produce a rotating tool such as a screwdriver or a drill. This is illustrated in particular in FIG. 8. It suffices for this that the axis of the output wheel 5 is provided with a support for a screwdriver or a drill bit or any rotating tool. By maneuvering the rack by hand, both by giving it a back and forth movement and by rotating it around the axis of the output wheel 5, the rotary tool is rotated in the chosen direction.

[0097] L’outil peut être conçu de façon réversible, en ce sens que le support de l’outil tournant peut être placé sur sa face avant ou sur sa face arrière. Cela permet de l’utiliser dans un sens pour visser et dans l’autre pour dévisser.The tool can be designed reversibly, in the sense that the support of the rotary tool can be placed on its front face or on its rear face. This allows it to be used in one direction for screwing and in the other for unscrewing.

[0098] Le porte-planète 8 a avantageusement une forme (non représentée) telle qu’elle sert d’appui à une main pour plaquer le dispositif contre la pièce sur laquelle l’outil doit travailler, par exemple sur la vis à visser ou sur la surface à percer.The planet carrier 8 advantageously has a shape (not shown) such that it serves to support a hand to press the device against the part on which the tool must work, for example on the screw to be screwed or on the surface to be drilled.

[0099] Les brouettes et chariots [0100] Il est possible de faire tourner une roue d’un chariot en exerçant une pression ou une traction sur une crémaillère. Pour une brouette, une telle crémaillère 1 peut être intégré par exemple dans un moyen de suspension de la roue ayant pour effet de la faire reculer. Ainsi, toute pression vers l’avant sur les poignées de la brouette aura pour effet de faire reculer la roue lors de la rencontre d’un obstacle, et de la faire tourner avec la démultiplication souhaitée.Wheelbarrows and carts [0100] It is possible to rotate a wheel of a carriage by exerting pressure or traction on a rack. For a wheelbarrow, such a rack 1 can be integrated for example in a means of suspension of the wheel having the effect of making it move back. Thus, any forward pressure on the handles of the wheelbarrow will have the effect of rolling the wheel back when it encounters an obstacle, and turning it with the desired gear reduction.

[0101] Le stockage temporaire d’énergie [0102] Il est possible d’accumuler de l’énergie dans un tel levier déformable élastiquement, pour qu’elle soit restituée lorsque l’énergie ainsi stockée est suffisante pour vaincre le couple résistant de la roue de sortie 6. D’une façon générale, l’homme du métier peut trouver plusieurs façons d’insérer dans le dispositif un élément déformable élastiquement permettant de stocker temporairement de l’énergie.The temporary energy storage [0102] It is possible to accumulate energy in such an elastically deformable lever, so that it is restored when the energy thus stored is sufficient to overcome the resistant torque of the output wheel 6. Generally, a person skilled in the art can find several ways of inserting an elastically deformable element into the device making it possible to temporarily store energy.

[0103] Les dispositifs à accélération additionnelle [0104] On connaît les transmissions à engrenages à diamètre variables comme celles décrites dans la présente demande ou dans la demande PCT7ER2017000174 - Engrenage à géométrie variable - Franck Guigan [FR] déposée le 21 septembre 2017. Certaines de ces transmissions ont un rapport de transmission qui varie en fonction du couple résistant. L’association d’un dispositif selon la présente invention et d’une telle transmission est particulièrement avantageuse. Un mode d’association particulier est celui dans lequel la roue de sortie 6 entraîne une transmission à diamètre variable dont le rapport de transmission varie en fonction du couple résistant, car cela permet d’utiliser un mouvement linéaire qui peut être alternatif pour accélérer à chaque cycle la roue de sortie d’une telle transmission. La roue de sortie peut par exemple être reliée mécaniquement à un volant d’inertie, lequel accélère à chaque mouvement de la crémaillère 1, stockant à chaque cycle un peu plus d’énergie. Ceci permet de réaliser de puissants systèmes de freinage par récupération d’énergie.Additional acceleration devices [0104] Variable diameter gears transmissions such as those described in this application or in PCT7ER2017000174 - Variable geometry gear - Franck Guigan [FR] filed on September 21, 2017 are known. of these transmissions have a transmission ratio which varies according to the resistive torque. The combination of a device according to the present invention and such a transmission is particularly advantageous. A particular mode of association is that in which the output wheel 6 drives a variable-diameter transmission, the transmission ratio of which varies as a function of the resisting torque, since this allows the use of a linear movement which can be alternating to accelerate each cycles the output wheel of such a transmission. The output wheel can for example be mechanically connected to a flywheel, which accelerates with each movement of the rack 1, storing a little more energy in each cycle. This allows for powerful energy recovery braking systems.

[0105] Les engins à pédale [0106] Le mouvement de la crémaillère peut être provoqué par une manivelle comme un pivot solidaire du pédalier, de préférence situé sur un point de ce dernier qui est perpendiculaire au rayon allant de l’axe de rotation du pédalier à une pédale, ou par un pivot d’un levier.Pedal gear [0106] The movement of the rack can be caused by a crank as a pivot integral with the pedal, preferably located on a point of the latter which is perpendicular to the radius from the axis of rotation of the pedal with a pedal, or by a pivot of a lever.

[0107] On peut conserver un pédalier à manivelle comme illustré à la figure 12, mais l’homme du métier peut concevoir un dispositif avec deux pédales, les deux leviers étant reliés par un moyen mécanique simple (non représenté) tel que le mouvement de l’un d’eux entraîne le mouvement inverse de l’autre. Un tel moyen peut par exemple consister en deux manivelles ou leviers comprenant chacune un engrenage sur son axe de rotation, ces deux engrenages coopérant simultanément avec une crémaillère ou deux crémaillères solidaires l’une de l’autre reliées mécaniquement directement ou non à la crémaillère. Pour un vélo, ces deux engrenages sont avantageusement situés du même côté du vélo, qui est celui où est situé la crémaillère assurant par va et vient la propulsion du vélo.We can keep a crank pedal as illustrated in Figure 12, but those skilled in the art can design a device with two pedals, the two levers being connected by simple mechanical means (not shown) such as the movement of one of them causes the reverse movement of the other. Such a means may for example consist of two cranks or levers each comprising a gear on its axis of rotation, these two gears cooperating simultaneously with a rack or two racks secured to each other mechanically connected directly or not to the rack. For a bicycle, these two gears are advantageously located on the same side of the bicycle, which is the one on which the rack is located, which moves the bicycle back and forth.

[0108] Dans les deux cas, il est possible de doter le vélo des moyens de modification du rapport de transmission décrit ci-avant.In both cases, it is possible to provide the bicycle with means for modifying the transmission ratio described above.

[0109] Les vélos pliants [0110] Une transmission selon l’invention permet de réaliser des vélos pliants dont le volume en configuration de rangement est beaucoup plus faible, comme par exemple celui illustré aux figures 14 à 17.Folding bikes [0110] A transmission according to the invention makes it possible to produce folding bikes whose volume in the storage configuration is much lower, such as that illustrated in FIGS. 14 to 17.

[0111] Assemblage de transmissions [0112] Des transmissions selon l’invention peuvent avantageusement être assemblées en série ou en parallèle. Par exemple, on peut associer en série une transmission amont dont le rapport de transmission varie au cours du cycle parce que sa ou ses crémaillères et/ou ses secteurs ont des formes particulières, selon la méthode décrite plus haut comme quatrième moyen de variation, pour lisser le couple malgré la variation de puissance d’un moteur thermique au cours d’un cycle, et ensuite transformer le mouvement de rotation de la roue de sortie de cette transmission amont en mouvement de va et vient par une transmission aval dont cette roue de sortie est un arbre entrant 100 entraînant le mouvement de va-et-vient d’une crémaillère 1 par un ensemble comportant une manivelle 101 reliée audit arbre entrant et une bielle 105 comme illustré par la figure 2, pour modifier automatiquement le rapport de transmission selon la méthode décrite plus haut comme second moyen de variation.Transmission assemblies [0112] Transmissions according to the invention can advantageously be assembled in series or in parallel. For example, an upstream transmission can be associated in series, the transmission ratio of which varies during the cycle because its rack (s) and / or its sectors have particular shapes, according to the method described above as the fourth means of variation, for smooth the torque despite the variation in power of a heat engine during a cycle, and then transform the rotational movement of the output wheel of this upstream transmission into a reciprocating movement by a downstream transmission including this output is an incoming shaft 100 causing the back-and-forth movement of a rack 1 by an assembly comprising a crank 101 connected to said incoming shaft and a connecting rod 105 as illustrated in FIG. 2, for automatically modifying the transmission ratio according to the method described above as a second means of variation.

[0113] Un assemblage de transmissions en parallèle peut aussi permettre de jouer la fonction de différentiel, pour entraîner les deux roues du train avant ou arrière d’une voiture, ou pour entraîner ses deux trains avant et arrière.[0113] An assembly of transmissions in parallel can also make it possible to play the differential function, to drive the two wheels of the front or rear axle of a car, or to drive its two front and rear axle.

Avantages apportés [0114] Une transmission selon l’invention permet de maîtriser l’évolution du rapport de transmission lors d’un cycle de va-et-vient entre le déplacement de la crémaillère 1 et la rotation de la roue de sortie 5, ce qui permet d’améliorer le rendement d’un moteur ou de nombreux autres types de systèmes mécaniques.Advantages provided A transmission according to the invention makes it possible to control the evolution of the transmission ratio during a back-and-forth cycle between the movement of the rack 1 and the rotation of the output wheel 5, this which improves the efficiency of an engine or many other types of mechanical systems.

[0115] La présente invention permet de réaliser une transmission à variation continue du rapport de transmission, aussi bien sur commande de l’utilisateur qu’automatiquement en fonction du couple résistant.The present invention makes it possible to produce a continuously variable transmission of the transmission ratio, both on command of the user and automatically as a function of the resistive torque.

[0116] Une transmission selon l’invention peut aussi avoir les avantages d’avoir nativement les fonctions de marche avant et marche arrière, de variation continue du rapport de couple aussi bien en marche avant qu’en marche arrière, d’embrayage et donc de freinage, ainsi que de blocage de frein de parking par blocage de la transmission.A transmission according to the invention can also have the advantages of having natively the functions of forward and reverse, of continuous variation of the torque ratio both in forward and in reverse, of clutch and therefore braking, as well as parking brake lock by blocking the transmission.

[0117] Une transmission selon l’invention remplace le vilebrequin d’un moteur à pistons, ce qui apporte des avantages supplémentaires : un encombrement plus faible grâce à l’absence de cet élément, et une diminution de l’usure de la liaison entre pistons et cylindres.A transmission according to the invention replaces the crankshaft of a piston engine, which provides additional advantages: a smaller footprint thanks to the absence of this element, and a reduction in the wear of the connection between pistons and cylinders.

[0118] Elle permet aussi de supprimer les manivelles que constituent habituellement les pédaliers des vélos, en les remplaçant par des pédaliers constitués de leviers à mouvement de va-et-vient. Cela permet de limiter l’encombrement de la transmission et d’améliorer son rendement, le rapport de transmission pouvant s’exercer de façon constante pendant toute la course de la pédale.It also removes the cranks that usually constitute the pedal boxes of bikes, replacing them with pedal boxes made up of levers with reciprocating movement. This makes it possible to limit the size of the transmission and to improve its efficiency, the transmission ratio being able to be exerted constantly during the entire stroke of the pedal.

[0119] Un cycle pliant selon l’invention occupe une place très réduite en configuration de rangement, et reste un excellent vélo de route ou de course en configuration de route.A folding cycle according to the invention occupies a very small place in the storage configuration, and remains an excellent road or racing bike in road configuration.

Applications [0120] L’invention s ’ applique en particulier [0121] - aux transmissions mécaniques de toutes natures, comme par exemple celles des véhicules, dont les transmissions variables en continu, [0122] - aux moteurs à pistons, et en particulier aux moteurs Stirling, [0123] - aux engins à pédales, voiturettes et bicyclettes en solo ou en tandem, pour transformer le mouvement de va-et-vient de pédales ou de manettes en rotation d’une roue, [0124] - aux palans, crics, treuils et winches, [0125] - aux dispositifs de récupération d’énergie par mouvements de va et vient (vibrations, mouvements dans les aéronefs, les bateaux et les véhicules terrestres, houle, amortisseurs et suspensions de véhicules, mouvements du corps humain servant par exemple à recharger des batteries situées à l’intérieur du corps ou dans des accessoires comme des chaussures, etc.),Applications [0120] The invention applies in particular [0121] - to mechanical transmissions of all kinds, such as for example those of vehicles, including continuously variable transmissions, [0122] - to piston engines, and in particular to Stirling engines, [0123] - with pedal machines, carts and bicycles solo or in tandem, to transform the reciprocating movement of pedals or levers in rotation of a wheel, [0124] - with hoists, jacks, winches and winches, [0125] - to energy recovery devices by back and forth movements (vibrations, movements in aircraft, boats and land vehicles, swell, shock absorbers and vehicle suspensions, movements of the human body for example to recharge batteries located inside the body or in accessories such as shoes, etc.),

Claims

Claims [Claim 1] Mechanical transmission transferring the movement back and forth from a rack (1), or from two racks mechanically connected to each other (1 and 1A) to an output wheel (5), the or the racks according to the case driving in rotation two elements called sectors (2A or 2B) each rotating around an axis called secondary axis, each of said sectors being linked by a free wheel (respectively 3A and 3B) to a wheel called tertiary wheel (respectively 4A and 4B) rotating around the same secondary axis as said sector to which it is thus linked, and each of said tertiary wheels driving said output wheel, each of said free wheels transmitting the rotational movement only in one of the two phases back and forth movement of said rack 1, so that said output wheel always turns in the same direction regardless of the direction of back and forth movement of said rack which l leads, characterized in that

- said transmission is provided with a means called variation means, making it possible to vary the transmission ratio between the movement back and forth of said rack and that of said output wheel,

- And in the case where, by construction, the element which causes its back and forth movement, said motor, changes position relative to said output wheel, a rack can pivot around the axis of rotation of said wheel output, it being specified that the elements described above can drive each other by any known drive means such as for example a friction surface, a toothing, or a set of magnets or electromagnets.

[Claim 2] Mechanical transmission according to claim 1 characterized in that it comprises a lever called the engine lever (106) rotating about an axis (108) said axis of rotation of said engine lever, said engine lever itself comprising a means called motor drive means (109) ensuring the drive of a rack (1) and means for modifying the distance of said motor drive means (109) to the axis of rotation of said motor lever.

[Claim 3] Mechanical transmission according to claim 2 characterized in that the distance from said motor drive means (109) to the axis of rotation of said motor lever is zero.

[Claim 4] Mechanical transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an input shaft (100) causing the reciprocating movement of a rack (1) by an assembly comprising a crank ( 101) connected to said incoming shaft and a connecting rod (105), that said connecting rod is connected directly or indirectly to said rack (1), that the distance between the axis of rotation of said incoming shaft (100) and the end of said crank (101) connected to said connecting rod (105) is variable, that the resistive torque born from the resistance to movement of said rack tends to bring said end of said axis of rotation closer to said incoming shaft, and that an elastic return tends to oppose to this rapprochement.

[Claim 5] Mechanical transmission according to claim 4 characterized in that the distance between the axis of rotation of said input shaft (100) and the end of said crank (101) connected to said connecting rod (105) is zero.

[Claim 6] Mechanical transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that an additional mechanical transmission means (6) transforms the rotational movement of said output wheel into a reciprocating movement of a rack, thus allowing the transmission to be reciprocal.

[Claim 7] Mechanical transmission according to one of the preceding claims, characterized in that it includes means for limiting the travel of a rack.

[Claim 8] Mechanical transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an elastic return tending to move said rack away from one of its end-of-travel positions.

[Claim 9] Machine, in particular an engine, a vehicle, or a hand tool, characterized in that it is provided with a transmission according to any one of the preceding claims.