FR3105814A3

FR3105814A3 - Torque converter

Info

Publication number: FR3105814A3
Application number: FR1915654A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-02

Abstract

L'invention est une transmission mécanique à rapport variable en fonction du couple transmis ou de la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée ou de l’arbre de sortie ou d’une combinaison de ces paramètres. Elle sélectionne automatiquement le rapport de transmission le plus approprié et ne produit aucun acyclisme. De telles transmissions peuvent entrer dans la fabrication de transmissions robotisées à double embrayage et transférer des puissances importantes, tout en restant très simples à fabriquer et peu coûteuses. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1The invention is a mechanical transmission with variable ratio depending on the torque transmitted or the speed of rotation of the input shaft or the output shaft or a combination of these parameters. It automatically selects the most suitable transmission ratio and produces no acyclism. Such transmissions can be used in the manufacture of robotic dual-clutch transmissions and transfer significant power, while remaining very simple to manufacture and inexpensive. Figure to be published with the abstract: Fig. 1

Description

Torque converter

L’invention est une transmission mécanique dont le rapport de transmission varie automatiquement en fonction du couple résistant ou de la vitesse des arbres d’entrée ou de sortie.The invention is a mechanical transmission whose transmission ratio varies automatically depending on the resistive torque or the speed of the input or output shafts.

Problème techniqueTechnical problem

De nombreux ingénieurs ont conçu des transmissions automatiques dont le rapport change automatiquement soit en fonction du couple transmis soit en fonction de la vitesse de leur arbre d’entrée ou de sortie, mais aucune ne donne vraiment satisfaction.Many engineers have designed automatic transmissions that automatically change the ratio either according to the torque transmitted or according to the speed of their input or output shaft, but none are really satisfactory.

On connait la demande PCT-FR-2019-000030 de Franck Guigan [FR] déposée le 6 Mars 2019, qui propose d'utiliser un moyen mécanique permettant au maneton d'une manivelle de se rapprocher de son axe de rotation sous l’effet d’une force créée par le couple auquel est soumise la transmission, et/ou de s’en éloigner par sa vitesse et/ou par un rappel élastique, ce qui a pour effet de faire varier l'amplitude du mouvement de va et vient d'une bielle entraînée par ce maneton et commandant par une roue libre la rotation d'un arbre de sortie toujours dans le même sens.We know the PCT-FR-2019-000030 application by Franck Guigan [FR] filed on March 6, 2019, which proposes to use a mechanical means allowing the crank pin of a crank to move closer to its axis of rotation under the effect of a force created by the torque to which the transmission is subjected, and / or to move away from it by its speed and / or by an elastic return, which has the effect of varying the amplitude of the back-and-forth movement a connecting rod driven by this crank pin and controlling by a freewheel the rotation of an output shaft always in the same direction.

On connait aussi les documents cités par cette demande, ceux cités dans son rapport de recherche ainsi que ceux cités dans le rapport de recherche de la demande de brevet FR1870485 de Franck Guigan [FR] déposée le 24 avril 2018.We also know the documents cited by this application, those cited in its search report as well as those cited in the search report of patent application FR1870485 by Franck Guigan [FR] filed on April 24, 2018.

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 6 qui représentent toutes des dispositifs ou parties de dispositifs selon l'invention.The invention will be well understood, and other objects, advantages and characteristics thereof will emerge more clearly on reading the description which follows, which is illustrated by FIGS. 1 to 6 which all represent devices or parts of devices according to the invention.

est une vue en perspective d’une transmission à trois transmissions élémentaires selon l’invention, dont le rapport change en fonction de la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée. Elle a donc trois vitesses correspondant à trois rapports de transmissions différents. L’arbre d’entrée 2 fait tourner trois pignons dentés dit d’entrée de diamètres différents dont on ne voit que le plus grand 203. Il est entraîné en rotation par trois bras d’entraînement 403a 403b et 403c qui pivotent chacun autour d’un axe proche de l’axe de rotation de l’arbre d’entrée. Chaque pignon d’entrée entraîné en rotation par l’arbre d’entrée peut entraîner à son tour en rotation par engrenage un pignon denté dit de sortie entraînant l’arbre de sortie 3 par une roue libre. On voit la roue libre 603 par laquelle le pignon de sortie 603 fait tourner l’arbre de sortie. La force centrifuge qui s’applique aux bras tend à les éloigner de l’axe de rotation de l’arbre d’entrée, mais un rappel élastique 803 tend au contraire à rapprocher les extrémités de ces arbres de l’axe de rotation de l’arbre d’entrée. La tension de ce rappel élastique est réglable par le curseur 804. is a perspective view of a transmission with three elementary transmissions according to the invention, the ratio of which changes as a function of the speed of rotation of the input shaft. It therefore has three speeds corresponding to three different transmission ratios. The input shaft 2 rotates three so-called input toothed gears of different diameters, of which only the largest can be seen 203. It is driven in rotation by three drive arms 403a 403b and 403c which each pivot around it. an axis close to the axis of rotation of the input shaft. Each input pinion driven in rotation by the input shaft can in turn drive in rotation by gearing a so-called output toothed pinion driving the output shaft 3 by a freewheel. We see the freewheel 603 by which the output pinion 603 rotates the output shaft. The centrifugal force which is applied to the arms tends to move them away from the axis of rotation of the input shaft, but an elastic return 803 tends on the contrary to bring the ends of these shafts closer to the axis of rotation of the 'input tree. The tension of this elastic return is adjustable by the slider 804.

est une vue en perspective de la même transmission, vue du même côté mais sous une perspective différente. Les pignons dentés d’entrée ne sont pas montrés pour que l’on voie les trois ensembles de bras d’entraînement. Ces bras d’entraînement sont synchronisés et toutes leurs extrémités sont à la même distance de l’axe de l’arbre d’entrée. is a perspective view of the same transmission, seen from the same side but from a different perspective. Input sprockets are not shown for viewing of all three drive arm assemblies. These drive arms are synchronized and all their ends are at the same distance from the axis of the input shaft.

est une vue en perspective sous un autre angle de la même transmission cette fois munie de tous ses pignons d’entrée. is a perspective view from another angle of the same transmission, this time fitted with all its input gears.

est une vue en perspective du mécanisme de synchronisation des bras d’entraînement 401a401b et 401c. Chacun de ces trois bras d’entraînement est solidaire des bras d’entraînement homologues associés aux deux autres pignons d’entrée. is a perspective view of the synchronization mechanism of the drive arms 401a401b and 401c. Each of these three drive arms is integral with the corresponding drive arms associated with the other two input pinions.

est une vue en perspective d’une transmission perfectionnée dont l’une des transmissions élémentaires à rapport de transmission variable, comprenant une manivelle 101 reliée par une bielle 106 à un levier moteur 105 qui est souple. Cette première transmission à trois transmissions élémentaires est associée en parallèle avec une autre transmission comportant aussi trois transmissions élémentaires de rapports différents, dits rapports impairs pour les différencier des rapports dits pairs de la première transmission. Il y a donc six vitesses dont une à rapport de transmission variable. Chacune transmet son mouvement à un disque d’embrayage, 801 pour les rapports impairs et 802 pour les rapports pairs. Un disque d’embrayage mobile 800 coopère alternativement avec l’un et avec l’autre pour bénéficier des avantages d’une transmission robotisée à double embrayage. is a perspective view of an improved transmission including one of the elementary transmissions with variable transmission ratio, comprising a crank 101 connected by a connecting rod 106 to an engine lever 105 which is flexible. This first transmission with three elementary transmissions is associated in parallel with another transmission also comprising three elementary transmissions of different ratios, called odd ratios to differentiate them from the so-called even ratios of the first transmission. There are therefore six speeds, one of which has a variable transmission ratio. Each transmits its movement to a clutch disc, 801 for odd gears and 802 for even gears. A movable clutch disc 800 cooperates alternately with one and with the other to benefit from the advantages of a robotic dual-clutch transmission.

est une vue en perspective d’une transmission dont les transmissions élémentaires sont connectées ou non en fonction du couple transmis. A l’opposé des transmissions des figures 1 à 3 et 5, le réglage rappel élastique 803 tend à éloigner les extrémités des arbres de l’axe de rotation de l’arbre d’entrée, et la tension de ce rappel élastique est réglable par le curseur 804. On peut distinguer un ressort hélicoïdal 806 qui permet à la partie d’un pignon denté comportant les dents de se décaler angulairement de la partie centrale de ce pignon sous la force d’un couple transféré par le pignon, afin de réduire le choc imposé à la roue libre lorsque ce pignon commence à être entraîné. is a perspective view of a transmission whose elementary transmissions are connected or not depending on the torque transmitted. Unlike the transmissions of Figures 1 to 3 and 5, the elastic return adjustment 803 tends to move the ends of the shafts away from the axis of rotation of the input shaft, and the tension of this elastic return is adjustable by the slider 804. We can distinguish a coil spring 806 which allows the part of a toothed pinion comprising the teeth to shift angularly from the central part of this pinion under the force of a torque transferred by the pinion, in order to reduce the shock imposed on the freewheel when this pinion begins to be driven.

La présente invention est une transmission mécanique comportant au moins deux moyens de transfert du mouvement d’un arbre d’entrée à un arbre de sortie, dits transmissions élémentaires, ayant chacune un rapport de transmission différent, caractérisé en ce qu’une au moins desdites transmissions élémentaires comporte un moyen d’embrayage unidirectionnel dit roue libre de telle sorte que ledit arbre de sortie est entraîné par celle de ces deux transmissions élémentaires lui transmettant la plus grande vitesse de rotation, et que l’une au moins desdites transmissions élémentaires comporte un limiteur de couple ou de vitesse de rotation, dit limiteur, de telle sorte qu’elle ne lie mécaniquement l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie que si le couple auquel est soumis ladite transmission élémentaire est inférieur à une valeur prédéterminée, ou que si la vitesse de rotation à laquelle elle est soumise est inférieure ou supérieure à une valeur prédéterminée, selon le cas.The present invention is a mechanical transmission comprising at least two means for transferring movement from an input shaft to an output shaft, called elementary transmissions, each having a different transmission ratio, characterized in that at least one of said elementary transmissions comprises a one-way clutch means called freewheel so that said output shaft is driven by that of these two elementary transmissions transmitting to it the highest speed of rotation, and that at least one of said elementary transmissions comprises a torque or speed limiter, called limiter, so that it only mechanically links the input shaft to the output shaft if the torque to which said elementary transmission is subjected is less than a predetermined value, or if the speed of rotation to which it is subjected is lower or higher than a predetermined value, as the case may be.

Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention

Le principe de la présente invention consiste à relier un arbre d’entrée à un arbre de sortie par au moins deux moyens différents, et à utiliser un limiteur de couple ou de vitesse dit limiteur pour déterminer quels sont la ou les transmissions élémentaires qui transmettent le mouvement de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie.The principle of the present invention consists in connecting an input shaft to an output shaft by at least two different means, and in using a torque or speed limiter called a limiter to determine which are the elementary transmission (s) which transmit the movement from input shaft to output shaft.

Le limiteur a pour effet que l’arbre d’entrée n’entraîne en mouvement que la transmission élémentaire la plus adaptée, et l’embrayage unidirectionnel dit roue libre associé à au moins une des transmissions élémentaires l’empêche celle des deux transmissions dont la sortie tourne le moins vite de transmettre son mouvement à l’arbre de sortie.The effect of the limiter is that the input shaft only drives the most suitable elementary transmission in motion, and the one-way clutch called freewheel associated with at least one of the elementary transmissions prevents that of the two transmissions whose output rotates the least quickly to transmit its movement to the output shaft.

Pour simplifier l’exposé on dira ci-après qu’une transmission élémentaire est connectée ou embrayée dans le cas où elle entraîne son arbre de sortie selon son rapport de transmission, et qu’elle est déconnectée ou débrayée dans le cas inverse.To simplify the explanation, we will say below that an elementary transmission is connected or engaged in the case where it drives its output shaft according to its transmission ratio, and that it is disconnected or disengaged in the reverse case.

Un perfectionnement important est que la déconnexion du limiteur s’opérant en premier n’entraîne pas la déconnexion de l’autre limiteur, car dans le cas contraire, lorsqu’un limiteur associé à une transmission élémentaire déconnecterait cette transmission élémentaire, les conditions provoquant la déconnexion cessant parce que le couple subi par cette transmission élémentaire deviendrait nul, ou bien parce que la vitesse deviendrait supérieure ou inférieure au seuil prévu, le limiteur considéré se reconnecterait alors instantanément et il en résulterait des à-coups dans la transmission. Cela serait préjudiciable à sa qualité et sa durabilité. Il faut pour cela qu’un limiteur d’une des deux transmissions élémentaires soit lié mécaniquement au limiteur de l’autre transmission élémentaire. Une telle liaison mécanique entre deux limiteurs est asymétrique, seule la déconnexion de l’un des deux limiteurs ayant cet effet sur l’autre.An important improvement is that the disconnection of the limiter taking place first does not lead to the disconnection of the other limiter, because otherwise, when a limiter associated with an elementary transmission would disconnect this elementary transmission, the conditions causing the disconnection ceasing because the torque undergone by this elementary transmission would become zero, or else because the speed would become higher or lower than the planned threshold, the limiter in question would then reconnect instantly and jerkiness in the transmission would result. This would be detrimental to its quality and durability. This requires that a limiter of one of the two elementary transmissions is mechanically linked to the limiter of the other elementary transmission. Such a mechanical connection between two limiters is asymmetrical, only the disconnection of one of the two limiters having this effect on the other.

On peut bien sûr assembler un plus grand nombre de transmissions élémentaires que deux, et une transmission élémentaire peut comporter plusieurs limiteurs de caractéristiques différentes assemblés en série. Les possibilités sont donc très nombreuses. Cela permet d’embrayer une transmission élémentaire en fonction d’une combinaison de paramètres de vitesse de rotation et de couple transmis.It is of course possible to assemble a greater number of elementary transmissions than two, and an elementary transmission may include several limiters with different characteristics assembled in series. The possibilities are therefore very numerous. This makes it possible to engage an elementary transmission based on a combination of rotational speed and transmitted torque parameters.

Les grands avantages de cette solution sont que le changement de rapport de transmission peut être entièrement automatisé en fonction du couple transmis et/ou de la vitesse d’un arbre d’entrée ou de sortie, et qu’il n’est pas nécessaire de munir une transmission de synchros ou même d’embrayage comme on le verra plus loin.The great advantages of this solution are that the change of transmission ratio can be fully automated depending on the torque transmitted and / or the speed of an input or output shaft, and it is not necessary to provide a synchromesh transmission or even a clutch, as will be seen below.

Un limiteur de couple ou de vitesse peut être muni d’un moyen dit de réglage de sensibilité 803 permettant de faire varier la valeur du couple ou de la vitesse entraînant la connexion d’une transmission élémentaire. Ce moyen peut modifier aussi bien un seul limiteur ou être commun à plusieurs limiteurs comme cela est représenté aux figures 1 à 3.A torque or speed limiter may be provided with a so-called sensitivity adjustment means 803 making it possible to vary the value of the torque or of the speed causing the connection of an elementary transmission. This means can modify a single limiter as well or be common to several limiters as shown in FIGS. 1 to 3.

Un tel moyen de réglage peut aussi permettre de déconnecter une transmission élémentaire, ce qui donne ainsi une fonction de débrayage à la transmission. Il est à noter que cet embrayage se produit sans friction, donc sans pratiquement aucune perte d’énergieou usure ou poussière.Such an adjustment means can also make it possible to disconnect an elementary transmission, which thus gives a disengaging function to the transmission. It should be noted that this clutch operates without friction, so with virtually no loss of energy or wear or dust.

Un tel moyen de réglage peut aussi permettre de sélectionner manuellement ou par ordinateur la connexion ou la déconnexion d’une transmission élémentaire, et donc de changer sur commande le rapport de transmission.Such an adjustment means can also make it possible to manually or by computer select the connection or disconnection of an elementary transmission, and therefore to change the transmission ratio on command.

Ce perfectionnement est particulièrement utile parce qu’il permet de doter la transmission d’une marche arrière, laquelle peut ainsi être débrayée lorsque la transmission fonctionne en marche avant. Symétriquement, la ou les transmissions élémentaires correspondant à la marche avant peuvent être débrayées lorsque la transmission élémentaire correspondant à la marche arrière est mise en service.This improvement is particularly useful because it enables the transmission to be fitted with reverse gear, which can thus be disengaged when the transmission is operating in forward gear. Symmetrically, the elementary transmission (s) corresponding to forward gear can be disengaged when the elementary transmission corresponding to reverse gear is put into service.

Lorsqu’elle est entraînée par un moteur thermique tournant toujours dans le même sens, une transmission élémentaire assurant la marche arrière diffère d’une transmission élémentaire assurant la marche avant par la nature de ses engrenages qui doit entraîner un changement de direction par rapport à celui d’une transmission élémentaire assurant la marche avant, mais lorsque l’arbre d’entrée est entraîné en rotation par un moteur électrique qu’il est facile de faire tourner dans un sens ou dans l’autre, une transmission élémentaire assurant la marche arrière ne diffère d’une transmission élémentaire assurant la marche avant que par le sens de rotation de son embrayage unidirectionnel.When it is driven by a heat engine always rotating in the same direction, an elementary transmission ensuring reverse gear differs from an elementary transmission ensuring forward gear by the nature of its gears which must cause a change of direction relative to that an elementary transmission ensuring forward travel, but when the input shaft is rotated by an electric motor that can easily be rotated in one direction or the other, an elementary transmission ensuring reverse gear differs from an elementary transmission ensuring forward travel only by the direction of rotation of its one-way clutch.

Avantageusement, toutes les transmissions élémentaires comportent un limiteur de couple ou de vitesse de rotation, mais ce n’est pas indispensable car l’une d’entre elles, par exemple la première vitesse, peut ne pas en comporter et être entrainée en permanence. L’avantage de munir la première vitesse d’un limiteur de couple ou de vitesse de rotation est de pouvoir utiliser cette transmission élémentaire comme embrayage.Advantageously, all elementary transmissions include a torque or rotational speed limiter, but this is not essential because one of them, for example first gear, may not have one and be continuously driven. The advantage of providing the first gear with a torque or speed limiter is that this basic transmission can be used as a clutch.

Une solution très simple est que le limiteur de couple comporte un bras d’entraînement qui relie directement ou indirectement l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie de ladite transmission élémentaire à laquelle il appartient lorsque le couple auquel est soumise la transmission élémentaire considérée excède une valeur déterminée ou est inférieur à une valeur déterminée. Cette méthode est connue parce qu’elle est utilisée pour certains limiteurs de couple à rupture. La liaison permanente de ce bras d’entraînement peut se situer à l’une ou l’autre de ses deux extrémités, celle la plus prochede son axe de rotation ou l’autre.A very simple solution is for the torque limiter to include a drive arm which directly or indirectly connects the input shaft to the output shaft of said elementary transmission to which it belongs when the torque to which the elementary transmission is subjected. considered exceeds a determined value or is less than a determined value. This method is known because it is used for certain breaking torque limiters. The permanent linkage of this drive arm may be at either end of its two ends, the one closest to its axis of rotation or the other.

En jouant sur la position du centre de gravité de ce bras d’entraînement, on peut aussi mettre en service et hors service une telle transmission élémentaire en fonction de la vitesse de rotation de son arbre d’entrée ou de son arbre de sortie. C’est ainsi que fonctionne la transmission des figures 1 à 3 et 5.By adjusting the position of the center of gravity of this drive arm, such an elementary transmission can also be switched on and off depending on the speed of rotation of its input shaft or its output shaft. This is how the transmission in Figures 1 to 3 and 5 works.

Lors d’une surcharge mécanique, un bras d’entraînement fléchit et son extrémité mobile cesse de coopérer avec son moyen de liaison mécanique avec l’arbre d’entrée ou avec l’arbre de sortie, selon le cas. Le pignon d’entrée n’est dans ce cas plus accouplé à l’arbre d’entrée, tandis que le ré-accouplement est automatique. On peut utiliser des bras rigides et articulés ou des bras flexibles, ou même des bras qui sont à la fois articulés et flexibles. Ils peuvent être munis ou non de crochets comme représenté sur les figures 1 à 3 et 5.During a mechanical overload, a drive arm flexes and its movable end ceases to cooperate with its mechanical connection means with the input shaft or with the output shaft, as the case may be. In this case, the input pinion is no longer coupled to the input shaft, while re-coupling is automatic. One can use rigid and articulated arms or flexible arms, or even arms which are both articulated and flexible. They may or may not be fitted with hooks as shown in Figures 1 to 3 and 5.

Un bras d’entraînement peut être muni d’un rappel élastique lui conférant plusieurs positions intermédiaires de repos privilégiées, ou de crantages. D’une façon plus générale, un limiteur peut être muni d’un rappel élastique ne permettant sa mise en service ou hors service que dans une plage limitée de couple transmis ou de vitesse. Ainsi, on évite que deux transmissions élémentaires voisines soient sélectionnées alternativement en passant trop fréquemment de l’une à l’autre lorsque leur limiteur de couple ou de vitesse de rotation est proche de la vitesse à laquelle chacune des deux peut s’embrayer.A training arm can be provided with an elastic return giving it several privileged intermediate resting positions, or notches. More generally, a limiter can be provided with an elastic return allowing it to be put into service or out of service only within a limited range of transmitted torque or speed. This prevents two neighboring elementary transmissions from being selected alternately by switching too frequently from one to the other when their torque or speed limiter is close to the speed at which each of the two can engage.

La liaison entre un bras d’entraînement et le pignon dont il assure l’entraînement peut être mécanique ou magnétique. D’une façon générale, tous les types de limiteurs de couple ou de vitesse connus peuvent être utilisés.The connection between a drive arm and the pinion which it drives can be mechanical or magnetic. In general, all known types of torque or speed limiters can be used.

Dans une version perfectionnée représentée à la figure 5, une au moins desdites transmissions élémentaires a un rapport de transmission qui varie en fonction du couple auquel elle est soumise ou de sa vitesse de rotation. Il existe de nombreuses façons de réaliser de telles transmissions, dont celles décrites dans les demandes PCT-FR-2019-000030 et FR1870485 précitées.In an improved version shown in FIG. 5, at least one of said elementary transmissions has a transmission ratio which varies as a function of the torque to which it is subjected or of its speed of rotation. There are many ways of carrying out such transmissions, including those described in the aforementioned applications PCT-FR-2019-000030 and FR1870485.

Le moyen d’embrayage unidirectionnel dit roue libre peut être constitué par le fait (non représenté) que les pignons dentés ont des dentures asymétriques et qu’une déformabilité d’une partie quelconque du dispositif leur permet de ne pas coopérer dans une des deux directions possibles de coopération.The one-way clutch means called freewheel can be constituted by the fact (not shown) that the toothed gears have asymmetric teeth and that a deformability of any part of the device allows them not to cooperate in one of the two directions. possible cooperation.

Il est également possible de réaliser avec l’invention des boites de vitesses à double embrayage comme celle représentée à la figure 5. Une telle transmission comporte deux ensembles de transmissions élémentaires correspondant à des rapports de transmission dit pairs et impairs comme cela est largement connu. Chacune de ces transmissions élémentaires transmet son mouvement à un disque d’embrayage, respectivement 801 et 802. Ces disques d’embrayage coopèrent alternativement avec l’arbre de sortie de l’ensemble par un troisième disque d’embrayage 800. L’avantage est d’éviter les chocs lors de la mise en service d’une roue libre, puisque celle-ci est mise en service avant d’assurer la transmission du couple à l’arbre de sortie. Cette disposition est donc particulièrement adaptée aux transmissions de puissance.It is also possible to achieve with the invention dual clutch gearboxes like the one shown in Figure 5. Such a transmission comprises two sets of elementary transmissions corresponding to so-called even and odd transmission ratios as is widely known. Each of these elementary transmissions transmits its movement to a clutch disc, respectively 801 and 802. These clutch discs cooperate alternately with the output shaft of the assembly via a third clutch disc 800. The advantage is avoid shocks when commissioning a freewheel, since it is commissioned before ensuring the transmission of torque to the output shaft. This arrangement is therefore particularly suitable for power transmissions.

Une autre méthode plus simple permettant d’éviter les chocs lors de la mise en service d’une roue libre peut consister à munir un élément quelconque 806 d’une transmission élémentaire d’une possibilité de déformation élastique. La partie d’un pignon denté comportant les dents peut par exemple se décaler angulairement de la partie centrale de ce pignon sous la force d’un couple transféré par le pignon comme représenté à la figure 6. Lorsqu’une transmission élémentaire ne transfère pas le couple, le pignon considéré est ainsi en configuration de repos, et il ne passe que progressivement en position de travail lorsque la transmission élémentaire considérée est mise en service. Un tel pignon denté représenté à la figure 7 peut aussi bien être un pignon d’entrée qu’un pignon de sortie.Another simpler method of avoiding shocks during the commissioning of a freewheel may consist in providing any element 806 of an elementary transmission with the possibility of elastic deformation. The part of a toothed pinion comprising the teeth may for example shift angularly from the central part of this pinion under the force of a torque transferred by the pinion as shown in FIG. 6. When an elementary transmission does not transfer the torque, the pinion in question is thus in the rest configuration, and it only gradually passes into the working position when the elementary transmission in question is put into service. Such a toothed pinion shown in Figure 7 may equally well be an input pinion or an output pinion.

Dispositions et combinaisons particulièresSpecial provisions and combinations

Les transmissions selon l’invention peuvent être assemblées en parallèle ou en série. L’assemblage en parallèle permet par exemple d’entraîner deux roues d’un même essieu sans avoir besoin de différentiel, tandis que l’assemblage en série permet de sélectionner un rapport de transmission qui est celui de la première transmission, ou bien celui de la seconde, ou bien encore la multiplication des deux.The transmissions according to the invention can be assembled in parallel or in series. The parallel assembly makes it possible, for example, to drive two wheels of the same axle without the need for a differential, while the series assembly makes it possible to select a transmission ratio which is that of the first transmission, or that of the second, or even the multiplication of the two.

L’arbre d’entrée et l’arbre de sortie de la transmission peuvent être alignés. Il suffit pour cela de prévoir un renvoi par engrenages de l’arbre de sortie vers l’arbre d’entrée, mais lorsque deux transmissions élémentaires sont associées en série, il est avantageux que l’axe de rotation de l’arbre de sortie de la seconde transmission élémentaire soit confondu avec celui de l’arbre d’entrée de la première transmission élémentaire. Dans ce cas, un perfectionnement consiste à munir la transmission d’un embrayage unidirectionnel permettant au bâti supportant les transmissions élémentaires de tourner autour de l’axe commun aux arbres d’entrée et de sortie de la transmission, dans lesens moteur, et à munir la transmission d’un limiteur de couple ou de vitesse sur son arbre de sortie ou sur son arbre d’entrée, laissant le bâti tourner tant que ce limiteur dit limiteur général n’entre pas en action. Ainsi, la transmission peut tourner en prise directe tant que ce limiteur n’entre pas en action.The input shaft and the output shaft of the transmission can be aligned. It suffices for this to provide a gear transmission of the output shaft to the input shaft, but when two elementary transmissions are associated in series, it is advantageous that the axis of rotation of the output shaft of the second elementary transmission coincides with that of the input shaft of the first elementary transmission. In this case, an improvement consists in providing the transmission with a one-way clutch allowing the frame supporting the elementary transmissions to rotate around the axis common to the input and output shafts of the transmission, in the engine, and to provide the transmission of a torque or speed limiter on its output shaft or on its input shaft, leaving the frame to rotate as long as this limiter called general limiter does not come into action. Thus, the transmission can turn in direct drive as long as this limiter does not come into action.

La version la plus simple de la présente invention ne comporte que deux transmissions élémentaires. L’une d’elles est un engrenage associant deux pignons permettant de réduire le rapport de réduction à une valeur inférieure à 1, et l’autre est la prise directe entre l’arbre d’entrée et l’arbre de sortie par l’intermédiaire d’une roue libre qui n’est connectée que lorsqu’un limiteur le permet. Une telle transmission peut avoir ses arbres d’entrée et de sortie alignés, ce qui fait que l’ensemble peut tourner lorsqu’elle est en prise directe.The simplest version of the present invention has only two elementary transmissions. One of them is a gear combining two pinions making it possible to reduce the reduction ratio to a value less than 1, and the other is the direct engagement between the input shaft and the output shaft by the intermediary of a freewheel which is only connected when a limiter allows it. Such a transmission can have its input and output shafts aligned, so the assembly can rotate when in direct gear.

Toutes les dispositions et combinaisons décrites dans le document PCT-FR-2019-000030 précité peuvent évidemment être mises en œuvre dans le cadre de la présente invention, dont en particulier
- le blocage et déblocage de la variation du rayon de giration du maneton,
- la limitation de la variation pendant une partie du cycle,
- l’amortissement de toute déformation élastique d’un élément de liaison,
- la limitation de la déformation élastique d’un élément de liaison,
- la modification de l’orientation d’une crémaillère,
- la mise en œuvre de formes conjuguées entre crémaillère et secteur,
- l’utilisation d’une double crémaillère fonctionnant à l’aller et au retour,
- l’utilisation de crémaillères interchangeables,
- l’inversion de la transmission,
- le blocage de la transmission,
- la limitation de la course de la crémaillère et/ou du secteur,
- le rappel élastique en fin de la course d’un élément de liaison,
- l’équilibrage d’une transmission par disposition de plusieurs transmissions élémentaires symétriquement par rapport à l’axe de l’arbre d’entrée et/ou de l’arbre de sortie,
- l’utilisation d’un levier moteur,
- le fonctionnement réciproque, permettant de disposer d’un frein moteur ou de faire démarrer un moteur à explosion,
- le stockage d’énergie et le freinage,
- les applications aux moteurs à piston,
- les applications aux moteurs à chaleur externe,
- les applications aux outillages tournants,
- l’utilisation d’un lanceur séparé.All the arrangements and combinations described in the aforementioned document PCT-FR-2019-000030 can obviously be implemented within the framework of the present invention, including in particular
- blocking and unblocking of the variation in the radius of gyration of the crankpin,
- limitation of the variation during part of the cycle,
- the damping of any elastic deformation of a connecting element,
- limitation of the elastic deformation of a connecting element,
- modification of the orientation of a rack,
- the implementation of combined forms between rack and sector,
- the use of a double rack operating on the outward and return routes,
- the use of interchangeable racks,
- transmission reversal,
- blocking of the transmission,
- limitation of the stroke of the rack and / or the sector,
- the elastic return at the end of the stroke of a connecting element,
- the balancing of a transmission by arranging several elementary transmissions symmetrically with respect to the axis of the input shaft and / or of the output shaft,
- the use of a motor lever,
- reciprocal operation, making it possible to have an engine brake or to start an internal combustion engine,
- energy storage and braking,
- applications to piston engines,
- applications to external heat engines,
- applications to rotating tools,
- the use of a separate launcher.

L’invention est aussi une machine munie d’une transmission selon l’invention ou transmettant sa puissance par une telle transmission, ou mise en mouvement par une telle transmission.The invention is also a machine provided with a transmission according to the invention or transmitting its power by such a transmission, or set in motion by such a transmission.

Elle est aussi le procédé de transmission de mouvement d'un arbre d’entrée à un arbre de sortie par l’utilisation d’une transmission mécanique selon l’invention.It is also the method of transmitting motion from an input shaft to an output shaft through the use of a mechanical transmission according to the invention.

ApplicationsApplications

Les principales applications sont les suivantes:
- les boites de vitesses étagées à changement de vitesse automatique en fonction du couple résistant et/ou du régime moteur,
- les transmissions à variation continue dont le rapport de transmission s’adapte automatiquement au couple résistant, ce qui concerne tous les véhicules et en particulier les bateaux dont le couple résistant dépend des vagues et courants rencontrés,
- les transmissions à variation continue à engrenages,
- les embrayages centrifuges sans déperdition d’énergie,
- les synchro de boites de vitesses,
- les limiteurs de couple,
- le transfert de puissance à une pluralité de roues motrices par une pluralité de transmissions selon l’invention, en remplacement des différentiels,
- la combinaison de plusieurs sources d’énergie, chacune étant reliée à un même arbre de sortie par une transmission selon l’invention,
- les moteurs à pistons comportant une transmission selon l’invention en lieu et place du système bielle-vilebrequin,
- les moteurs électriques munis d’une transmission selon l’invention pour supporter tout couple supérieur à celui fourni par le moteur lors de son fonctionnement normal, par exemple celui qui est nécessaire au démarrage ou en cas de surcharge mécanique,
- la récupération d’énergie au freinage, par l’accouplement des roues à un moyen de stockage d’énergie, en faisant varier le rapport de transmission pour doser l’énergie stockée et donc l'importance du freinage,
- l’adaptation en temps réel du rapport de transmission des éoliennes et des hydroliennes à la vitesse optimale de leur générateur électrique
- le stockage d’énergie dans des volants d’inertie de jouets et d’autres machines
- la propulsion des vélos et autres véhicules ou machines mus par un pédalier ou des manivelles,
- les winches, crics et treuils dont le rapport de transmissions s‘adapte automatiquement au couple résistant,
- les outillages tournants.The main applications are as follows:
- stepped gearboxes with automatic speed change according to the resistive torque and / or the engine speed,
- continuously variable transmissions whose transmission ratio automatically adapts to the resistive torque, which concerns all vehicles and in particular boats whose resistive torque depends on the waves and currents encountered,
- continuously variable gear transmissions,
- centrifugal clutches without energy loss,
- gearbox synchro,
- torque limiters,
- the transfer of power to a plurality of driving wheels by a plurality of transmissions according to the invention, replacing the differentials,
- the combination of several energy sources, each being connected to the same output shaft by a transmission according to the invention,
- piston engines comprising a transmission according to the invention instead of the connecting rod-crankshaft system,
- electric motors provided with a transmission according to the invention to withstand any torque greater than that supplied by the motor during its normal operation, for example that which is necessary for starting or in the event of mechanical overload,
- energy recovery when braking, by coupling the wheels to an energy storage means, by varying the transmission ratio to dose the stored energy and therefore the amount of braking,
- real-time adaptation of the transmission ratio of wind turbines and tidal turbines to the optimum speed of their electric generator
- energy storage in flywheels of toys and other machines
- the propulsion of bicycles and other vehicles or machines driven by a crankset or cranks,
- winches, jacks and winches whose transmission ratio automatically adapts to the resistive torque,
- rotating tools.

Claims

Mechanical transmission comprising at least two means for transferring movement from an input shaft to an output shaft, called elementary transmissions, each having a different transmission ratio, characterized in that at least one of said elementary transmissions comprises a one-way clutch means called freewheel (603) so that said output shaft is driven by that of these two elementary transmissions transmitting to it the highest speed of rotation, and that at least one of said elementary transmissions comprises a limiter torque or speed, said limiter (403a), so that it only mechanically links the input shaft to the output shaft if the torque to which said elementary transmission is subjected is less than a value predetermined, or if the speed of rotation to which it is subjected is lower or higher than a predetermined value, as the case may be.

Mechanical transmission according to claim 1, characterized in that said limiter of one of said elementary transmissions is mechanically linked to said limiter of another of said elementary transmissions such that when it mechanically links said input shaft to said output shaft, this simultaneously prevents said limiter of said other elementary transmission from mechanically connecting said input shaft to said output shaft.

Mechanical transmission according to any one of the preceding claims characterized in that at least one of said elementary transmissions has a transmission ratio which varies depending on the torque to which it is subjected or on its speed of rotation.

Mechanical transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that a limiter is provided with an elastic return (803) allowing its activation or deactivation only within a limited range of transmitted torque or speed.

Mechanical transmission according to any one of the preceding claims comprising two sets of elementary transmissions each transmitting their movement to a clutch disc (respectively 801 and 802), cooperating alternately with the output shaft of the assembly via a third disc d 'clutch (800).

Series transmission assembly according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the input shaft of the first elementary transmission is aligned with the output shaft of the last elementary transmission.

A machine provided with a transmission according to any one of the preceding claims or transmitting its power by such a transmission, or set in motion by such a transmission.