Domaine d'application

L'invention est un dispositif de transmission de mouvement dont le rapport de démultiplication peut varier en continu ou par paliers.

Problème posé

L'objectif poursuivi par la présente invention est de remplacer les boites de vitesses des voitures et d'autres machines par une transmission plus simple, très robuste et susceptible de transmettre une puissance importante, cette transmission ayant un rapport de démultiplication qui varie soit en fonction du couple résistant, soit en fonction de sa propre vitesse de rotation soit selon tout autre paramètre .

Art antérieur

On connaît quatre grandes familles de transmissions à variation continue qui font coopérer d'une part des éléments articulés sur un disque et susceptibles de s'en éloigner par pivotement ou coulissement, et d'autre part élément de traction sans fin comme une chaîne, une courroie, une roue ou un engrenage.

1. Des transmissions qui transmettent l'énergie par un seul point, et qui ne peuvent donc transférer que des puissances très faibles.

2. Des transmissions qui transmettent l'énergie par courroie, qui sont encombrantes et ne peuvent pas non plus transférer des puissances importantes.

3. Les transmissions dites "à roulement" qui prévoient une coopération par roulement entre une roue et son chemin de roulement. Les principales sont décrites dans les documents suivants :

- EP0705629A1 (Expandable wheel assembly, 1 avril 1996 - Robert L. Beck)

- EP0112112A1 (Variable ratio transmission, 27 juin 1984 - Michael Deal).

- US4773889 (Wheel for a toy vehicle - 27 septembre 1988 - Donald A Rosenwinkel et Wayne A Kuna)

- WO 2010/087541 Al (Wheel which transforms according to rotating direction of drive shaft - 5 octobre 2010 - Jo Ja Jun)

- US 5 772 546 A (Continuously variable automatic drive - 30 juin 1998 - Jaroslaw Piotr Warszewski)

- et la demande PCT FR/2013/000285 (Roue à diamètre variable, engrenage variable en continu et transmission) - 4 novembre 2013 - Franck Guigan et Janick Simeray

4. les roues dites ci-après "à liaisons mécaniques sélectives" qui proposent d'installer des liaisons mécaniques entre deux arbres en utilisant des liaisons à cliquets ou à roues libres pour que le mouvement ne soit transmis que par un seule de ces liaisons à la fois, comme par exemple : - DE 100 48 579 Al (Verfahren zur kontinuierlichen Verânderung einer Geschwindigkeit und Getriebe zur Kraftubertragung - 28 février 2002 - Uehlin Juergen)

- US5,772,546 A (Continuously variable automatic drive - 30 juin 1998 - Warszewski Jaroslaw Piotr)

- DE 36 10 482 Al (Stepless speed change device - 9 octobre 1986 - Bridgestone cycle co, ltd)

- US 4,114,466 A (Speed convertors for providing variable drive ratios - 19 septembre 1978 - Meucci Amleto)

- US5,950,488 (A) (Positive engagement continuously variable transmission - 14 sept. 1999 - Abdallah Abdalla Aref)

Ces roues dites à liaisons mécaniques sélectives ont l'inconvénient de transmettre le mouvement à une vitesse qui n'est pas stable, c'est-à-dire de provoquer des a-cyclismes préjudiciables à la qualité de l'entraînement puisque c'est la liaison mécanique qui va le plus vite qui provoque seule l'entraînement.

Le brevet US5,950,488 (A) cité ci-dessus (Abdallah Abdalla Aref) décrit en particulier une transmission à rapport variable en continu comprenant :

1. un premier arbre muni de dents susceptibles de coulisser dans une paire de rainure radiales solidaire de cet arbre,

2. un second arbre comprenant un engrenage intérieur ayant des dents de forme semblable à celles des dents de scie à métaux, les dents coulissantes pouvant venir en prise avec les dents de cet engrenage intérieur dans une direction pour glisser sur dans la direction opposée,

3. et un moyen de faire varier de manière contrôlable la distance entre les axes de rotation des deux arbres.

En faisant varier la distance entre les axes des deux arbres, seule une dent coulissante coopère avec une dent de l'engrenage, la plus rapide ou la plus lente selon que l'arbre solidaire des dents coulissantes est entraînant ou entraîné. Le fait que l'entraînement se fasse par le connecteur qui parcourt le plus vite le chemin de roulement a deux conséquences défavorable :

1. L'arbre dit secondaire tourne toujours plus vite que l'arbre primaire, ce qui est le contraire de ce que l'on recherche avec une boite de vitesse qui sert plutôt à démultiplier la vitesse de rotation plutôt qu'à l'augmenter.

II est bien évidemment possible de disposer la transmission dans l'autre sens, les arbres primaires et secondaires étant intervertis, mais on perd dans ce cas l'avantage que le rapport de transmission (rapport des vitesses du mouvement de sortie sur le mouvement d'entrée) diminue automatiquement avec l'augmentation du couple résistant.

Pour prendre un exemple, cet avantage se traduit par le fait que, lorsqu'une voiture aborde une montée, le couple résistant augmente, et le rapport de transmission diminue automatiquement pour que le régime du moteur reste convenable. En disposant la transmission dans l'autre sens, toujours dans cet exemple, le rapport de transmission augmenterait, faisant baisser le régime du moteur à mauvais escient.

2. La vitesse du connecteur est d'autant plus variable qu'il va vite, ce qui se traduit par des variations de vitesse de rotation importante de l'arbre entraîné, quel que soit la disposition de la transmission. Ces a-cyclismes constituent un défaut majeur des transmissions de l'art antérieur, et c'est probablement ce qui explique leur échec sur le marché.

La présente invention fait partie des transmissions dites ci-dessus "à liaisons mécaniques sélectives", auxquelles elle apporte de nombreux avantages, dont une grande amélioration du rendement et la suppression des vibrations, la diminution des a-cyclismes, mais aussi et surtout le fait que le rapport de transmission s'adapte automatiquement en fonction du couple résistant.

Description sommaire des dessins

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 16 qui représentent toutes des dispositifs ou parties de dispositifs selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une transmission élémentaire dans un premier mode de réalisation, vue sous deux angles différents. On distingue l'arbre primaire 1, l'arbre secondaire 2, le bâti 3, les bras 21, 22 et suivants supportant respectivement les connecteurs 219 229 et suivants.

La figure 3 est une vue en perspective d'un sous-ensemble comportant une couronne 10 supportant des bras 21, 22 et suivants, et des connecteurs 219, 229 et suivants.

La figure 4 est une vue en perspective d'un bras 21 comportant un axe de bras 210, un contrepoids 218 et un axe 212 autour duquel tourne le connecteur 219 qui ici n'est pas représenté. La figure 5 montre le bâti 3 d'une transmission élémentaire, la couronne 10 et le moyen de réglage 5 du rapport de transmission qui comporte à l'une de ses extrémités le palier 52 de l'arbre secondaire et à l'autre extrémité un axe 51 qui lui permet de tourner autour d'un point du bâti 3 de la transmission. Ce moyen de réglage comporte également le guide 8 de mise en ou hors services des connecteurs.

Les figures 6 à 8 permettent d'expliquer comment se bloque le moyen de blocage d'un connecteur 219, ce moyen de blocage étant ici une came 214.

Les figures 9 et 10 sont deux vues sous la même perspective d'une transmission selon l'invention qui comporte deux transmissions unitaires A et B toutes deux semblables à celle des figures 9 et 10, assemblées en série. L'arbre secondaire 6A de la transmission amont est en même temps l'arbre primaire 1B de la transmission aval. Il est à noter que dans ce cas, les arbres primaire 1A et secondaire 6B restent parfaitement alignés l'un avec l'autre.

Sur la figure 9, les deux arbres primaires et secondaires tournent à la même vitesse, et tous les éléments sauf le bâti et le moyen de réglage 5 tournent aussi à cette même vitesse. Sur la figure 10, la réduction de vitesse du secondaire 6B est la plus importante.

La figure 11 est une vue en perspective d'un second mode de mise en œuvre de l'invention permettant de réaliser des transmissions simplifiées. La transmission comportant l'arbre primaire 1 relié à six bras 21 à 26 partiellement déformables, comportant chacun un connecteur, respectivement 219 à 269, lesquels sont munis de dents d'engrenage.

La figure 12 montre l'arbre secondaire 6 muni d'un engrenage 61 pouvant coopérer successivement avec les dents des connecteurs 219 à 269.

La figure 13 montre l'arbre secondaire et son engrenage 61 placés dans le bâti 3, lequel comporte deux guides 71 et 72. Le guide 71 empêche le chemin de roulement 61 de coopérer avec les dents de certains connecteurs 219 à 269 sur la partie du chemin de roulement la plus éloignée de l'axe de l'arbre primaire 1, et le guide 72 force au contraire cette coopération sur la partie du chemin de roulement la plus proche de l'axe de l'arbre primaire 1.

La figure 14 montre l'ensemble des éléments des figures 11 à 13 assemblés pour former une transmission simplifiée selon l'invention.

La figure 15 est une vue en perspective d'un bras ou d'une extrémité fixe ou mobile de bras, noté 21, muni d'un dispositif de synchronisation de deux connecteurs 219A et 219B avec la denture du chemin de roulement 61.

La figure 16 montre deux bras 21 et 22 similaires à celui de la figure précédente, le bras 22 étant synchronisé par la coopération entre une languette 210 solidaire du connecteur 219, ladite languette est munie d'un chemin de guidage, qui coopère avec deux ergots 2291 A et 2291B solidaires des connecteurs 229A et 229B du bras 22. Pour simplifier, on a représenté une portion du chemin de roulement 61 comme étant plate alors qu'elle est sensiblement courbe puisque le chemin de roulement est en réalité circulaire.

Exposé de l'invention

L'invention est une transmission mécanique de mouvement reliant deux arbres dont l'un est dit arbre primaire 1 et l'autre est dit arbre secondaire 6

- ledit arbre primaire 1 comporte un bras 21,

- ledit arbre secondaire 6 comporte un chemin de roulement 61 ,

- ledit bras 21 est muni d'un moyen de coopération dit connecteur 219 avec ledit chemin de roulement 61, caractérisé par le fait qu'elle est munie d'un moyen mécanique qui empêche ledit connecteur 219 d'entrainer ledit chemin de roulement 61 sur une portion de ce dernier, qui la plus lointaine de l'axe dudit arbre primaire 1.

- ledit arbre primaire 1 comporte une couronne 10 centrée sur son axe de rotation, et un bras peut tourner autour d'un axe dit axe de bras 210 situé sur ladite couronne 10;

- le centre de gravité d'un bras 21 est situé sensiblement sur son axe de bras 210;

- un connecteur 219 peut tourner autour d'un axe dit axe de connecteur 212 situé sur ledit bras 21 et son centre de gravité est situé sensiblement sur cet axe;

- la longueur du segment allant de l'axe de rotation de l'arbre dit primaire audit point de contact entre ledit connecteur 219 et ledit chemin de roulement 61 varie élastiquement avec la tension subie par ledit bras 21;

- un bras 21 est déformable élastiquement;

- la modification de la distance entre l'axe de rotation de l'arbre dit arbre primaire et ledit point de contact entre ledit connecteur 219 et ledit chemin de roulement 61 modifie la position angulaire dudit connecteur 2,19 autour dudit axe de connecteur 212;

- le nombre de connecteurs 219, 229 et suivants est un multiple de 6;

- ledit connecteur 219 est un pignon muni d'une roue libre;

- ledit connecteur 219 comporte un élément dit de blocage 214

- ledit élément de blocage 214 est l'élément de blocage de ladite roue libre

- ledit élément de blocage 214 est un cliquet se bloquant sur les dents d'une denture située le long dudit chemin de roulement 61;

- ledit élément de blocage 214 est une came se bloquant par arc-boutement entre deux surfaces dudit chemin de roulement 61, de telle sorte que la transmission ne comporte ni engrenage ni surface d'entraînement par friction

- ledit connecteur comporte deux moyens de blocage de natures différentes,

- un moyen mécanique met en service l'un et/ou l'autre de ces deux moyens de blocage;

- la mise en service d'un élément de blocage 214 est déterminée en fonction de l'importance de la force centrifuge à laquelle est soumise le connecteur 219;

- un connecteur 219 est guidé sur au moins une partie de son trajet par un chemin de guidage 8 qui n'est pas solidaire en rotation de l'axe secondaire et qui n'est pas un cercle dont l'axe est sensiblement confondu avec celui de l'arbre dit secondaire.

- la transmission mécanique comporte un moyen mécanique ne permettant la mise en service dudit élément de blocage 214 que pour une plage prédéterminée de distances entre l'axe de l'arbre dit primaire et le point de contact entre l'élément de blocage 214 et le chemin de roulement 61. - la transmission mécanique comporte un moyen mécanique ne permettant la mise en service dudit élément de blocage 214 que pour une plage prédéterminée de valeurs angulaires entre le segment joignant l'axe de rotation dudit arbre primaire et le point de contact entre ledit élément de blocage 214 et ledit chemin de roulement 61;

- la transmission mécanique comporte un moyen mécanique ne permettant la mise en service dudit élément de blocage 214 que le long d'une ou plusieurs portions dudit chemin de roulement 61;

- la distance entre le centre de rotation de ladite couronne 10 et ledit axe de bras 210 est égale ou supérieure au rayon dudit chemin de roulement 61;

- un bras 21 peut tourner autour de son axe 210 vers l'intérieur et vers l'extérieur de la couronne 10;

- un bras 21 est constitué d'au moins deux parties articulées entre elles;

- la transmission comporte au moins deux bras situés dans des plans différents;

- la transmission comporte au moins deux connecteurs dont les trajectoires sont situées dans des plans différents;

- la transmission comporte au moins deux bras dont les sens possibles de parcours des connecteurs le long du chemin de roulement 61 sont opposés;

- un bras 21 comporte un connecteur 219 muni de dents d'engrenage;

- la transmission comporte un guide 71 empêchant le chemin de roulement 61 de coopérer avec les dents d'un connecteur 219 sur la partie dudit chemin de roulement 61 la plus éloignée de l'axe dudit arbre primaire 1;

- la transmission comporte un guide 72 forçant le chemin de roulement 61 à coopérer avec les dents d'un connecteur 219 sur la partie dudit chemin de roulement 61 la plus éloignée de l'axe dudit arbre primaire 1;

- les dents d'un connecteur 229 ne sont pas parallèles à l'axe de rotation de l'arbre secondaire 6, mais forment un angle avec celui ci, et les dents du chemin de roulement 61 sont parallèles à celles du connecteur 229, et ce dernier peut être déplacé dans une direction parallèle audit axe de rotation de l'arbre secondaire 6, de telle sorte qu'il existe au moins une position dudit connecteur 229 pour laquelle ses dents coopèrent sans conflit avec celles dudit chemin de roulement 61;

- un connecteur 229 est muni d'un dispositif de synchronisation de sa denture avec celle du chemin de roulement 61, comportant un moyen de déterminer ledit déplacement dudit connecteur 229 dans une direction parallèle audit axe de rotation de l'arbre secondaire 6 en fonction de la distance entre le connecteur 229 et un connecteur 219 voisin coopérant avec ledit chemin de roulement 61 ; - ledit dispositif de synchronisation est un ergot 2291 solidaire dudit connecteur 229, cet ergot 2291 coopérant avec un chemin de guidage d'une languette 2110 solidaire dudit bras connecteur 219 voisin;

- la transmission comporte un moyen de rappel élastique qui la met dans une configuration telle que la distance entre deux connecteurs 219 et 229 le long dudit chemin de roulement 61 correspond à un nombre entier de dents;

- l'extrémité des dents d'un connecteur 219 forme un angle aigu;

- la partie amont d'un connecteur 219 est guidée pour que le sommet de ses dents arrive sur le sommet des dents du chemin de roulement 61;

- une partie de la denture d'un connecteur 219 a un pas qui est variable en fonction de la tension de ladite denture;

- la partie amont de la denture d'un connecteur 219 peut s'allonger au total d'un pas de denture;

- la denture du chemin de roulement 61 est souple.

- les dents du chemin de roulement 61 forment un engrenage à chevrons;

- la coopération entre les dents dudit chemin de roulement 61 et les dents dudit connecteur 219 génère une déformation qui solidarise ledit connecteur 219 avec ledit chemin de roulement 61;

- La transmission est munie d'un moyen de détection de la non synchronisation entre la denture du connecteur 219 et celle du support de roulement 6.

- un moyen mécanique ralentit la rotation du chemin de roulement 61 dans le cas où les dentures du connecteur et de chemin de roulement 61 ne sont pas synchronisées;

- un moyen mécanique accélère la rotation du connecteur 219 dans le cas où les dentures du connecteur 219 et du chemin de roulement 61 ne sont pas synchronisées;

- un connecteur est muni d'un aimant ou d'un électro-aimant;

- deux transmissions selon l'invention sont associées en parallèle, deux ensembles de connecteurs coopérant avec le même arbre secondaire 6;

- deux transmissions selon l'invention sont associées en parallèle, le même ensemble de connecteurs coopérant avec deux arbres secondaires 6A et 6B;

- deux transmissions sont assemblées en série, l'arbre primaire d'une transmission étant solidaire en rotation de l'arbre secondaire 6 d'une autre transmission;

- deux ensembles de bras coopèrent avec l'intérieur d'un même cylindre 6, et la distance entre les axes de rotation des deux dits ensembles de bras est fixe;

- la surface de coopération d'un connecteur est constituée de gorges juxtaposées circulaires situées dans des plans perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue;

- deux ensembles de bras coopèrent avec deux cylindres 6 A et 6B tangents entre eux; - l'invention est un véhicule muni d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est un treuil muni d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est un robot muni d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est un ascenseur muni d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est une turbine munie d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est un moulinet de canne à pêche muni d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est un moteur muni d'une transmission selon l'invention;

- l'invention est une machine munie d'une transmission selon l'invention.

Description détaillée de l'invention

La présente invention repose sur le même principe que celui exposé dans le brevet US5,950,488 (A) de Abdallah Abdalla Aref : un arbre dit primaire 1 est muni d'au moins deux d'éléments dits bras 21 et 22, chacun desdits bras 21 et 22 étant muni d'un moyen de transmission de mouvement dit connecteur 219 pouvant se déplacer librement dans un sens de rotation le long d'un chemin de roulement 61 solidaire d'un arbre dit secondaire. Un connecteur parcourt une distance d'autant plus grande le long du chemin de roulement 61 qu'il est plus éloigné de l'axe de rotation de l'arbre primaire 1, et la vitesse de rotation de l'arbre secondaire 6 est donc déterminée par le connecteur le plus éloigné de l'axe de bras 210 du bras 21 correspondante.

La principale différence avec l'art antérieur permet d'obtenir une régulation automatique du rapport de transmission en fonction du couple résistant, ce qui constitue un grand avantage. Cela est obtenu par le fait que la trajectoire possible du connecteur 219 par rapport à l'arbre primaire 1 n'est pas radiale par rapport au centre de rotation de l'arbre primaire 1. Ainsi, le couple résistant a pour effet d'augmenter ou de diminuer la distance du connecteur à l'axe de l'arbre primaire, ce qui modifie la distance de cet arbre par rapport à l'autre arbre, et donc le rapport de transmission. Cela s'exprime géométriquement par le fait que la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'arbre primaire de la trajectoire du connecteur 219 ne doit pas être radiale par rapport au centre de rotation de l'arbre primaire, mais au contraire former un angle avec un rayon.

Le mot bras utilisé ici signifie tout moyen de liaison mécanique possible entre l'arbre primaire 1 et un connecteur 219. Il peut s'agir d'une tige, d'un câble souple, d'un guide comme dans le brevet US5,950,488, ou de tout autre moyen connu permettant de faire parcourir à un connecteur le chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6.

Dans une version préférée, l'arbre primaire 1 est muni d'une couronne 10 qui lui est solidaire, laquelle entraine les bras 21, 22 et suivants qui peuvent tourner autour de leur point de fixation sur la couronne, respectivement 210, 220 et suivants, ces derniers entraînant à leur tour les connecteurs 219, 229 et suivants situés à l'autre extrémité des bras correspondants. Les connecteurs sont guidés par une roue 213 ou un patin le long d'un chemin de guidage 8 solidaire du bâti du dispositif.

Pour une même rotation de l'arbre primaire 1, un connecteur 219 parcourt une distance d'autant plus grande le long du chemin de guidage 8 qu'il est plus éloigné de l'axe de rotation de l'arbre primaire 1.

Sur au moins une partie de son trajet, le chemin de guidage 8 guide le connecteur 219 de telle sorte qu'il puisse coopérer avec le chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6.

Un connecteur comporte un élément de blocage 214 l'empêchant de se déplacer librement dans un sens de rotation le long du chemin de roulement 61. Ce peut être aussi bien un cliquet se bloquant sur les dents d'une denture située le long le chemin de roulement 61 qu'un élément roulant ou une came se bloquant par arc-boutement avec une surface du chemin de roulement 61, ou un pignon ou une roue de friction muni(e) d'un mécanisme de roue libre.

Le couple résistant tend à faire tourner un bras dans un sens ou dans l'autre autour de son axe de bras 210, ce qui modifie la distance entre les eux arbres, et donc le rapport de transmission. L'homme de l'art peut ainsi choisir une géométrie des bras telle que le rapport de transmission varie en fonction du couple résistant, ce qui est un avantage majeur. Cela fonctionne aussi avec des bras fixés rigidement à l'arbre primaire 1, mais à la condition que les bras ne soient pas des rayons de l'arbre primaire comme dans l'art antérieur. La règle est que la distance entre l'axe de rotation de l'arbre primaire et le point de contact entre le connecteur 219 et le chemin de roulement 61 doit modifier la position angulaire du connecteur autour dudit axe.

L'arbre primaire peut recevoir son énergie directement d'un moteur, ou par l'intermédiaire un arbre dit supplémentaire. Tous les moyens de coopération connus peuvent être envisagés, comme par exemple un engrenage hélicoïdal. L'homme de l'art sait disposer un arbre supplémentaire aligné avec l'arbre primaire ou l'arbre secondaire, relié par engrenages, chaîne ou tout autre moyen mécanique connu à l'autre arbre, le secondaire ou le primaire selon le cas, afin que la distance entre ces deux arbres puisse être modifiée en faisant tourner l'axe dudit autre arbre autour de l'arbre dit supplémentaire (version non représentée). Une commande mécanique 5 pilotée par l'utilisateur ou par une électronique de commande permet ainsi de modifier à volonté le rapport de transmission.

L'éloignement de l'axe de l'arbre primaire 1 des connecteurs 219 229 et suivants doit être suffisant pour qu'ils coopèrent effectivement avec les dents de l'arbre secondaire. Cela peut être assuré par un rappel élastique, par la force centrifuge, ou par une roue 215 solidaire du connecteur et coopérant avec la périphérie de l'arbre secondaire 6.

Le dispositif fonctionne aussi bien dans un sens que dans l'autre, l'arbre secondaire pouvant jouer le rôle d'arbre primaire et l'arbre primaire celui d'arbre secondaire. L'arbre secondaire peut être muni d'une denture, ou d'une surfaces de friction à condition de choisir des matériaux procure un coefficient de friction assez élevé.

Dans le cas où l'élément de blocage 214 est une came fonctionnant par arc-boutement, il n'est pas nécessaire que ce coefficient de friction soit élevé.

Un connecteur 219 peut comporter simultanément deux moyens de blocage de natures différentes, par exemple un élément roulant ou une came se bloquant par arc-boutement avec le chemin de roulement 61, et un cliquet se bloquant sur les dents d'une denture située le long du chemin de roulement 61.

Avantageusement, un moyen mécanique connu peut mettre en service l'un et/ou l'autre de ces deux moyens de blocage, selon les besoins, par exemple pour mettre en service le mécanisme à cliquet lorsque le couple résistant dépasse une certaine valeur, ou pour le mettre hors service à partir d'une certaine vitesse de rotation. La mise en service d'un élément de blocage 214 peut par exemple être déterminée en fonction de l'importance de la force centrifuge à laquelle est soumise le connecteur 219.

La coopération des connecteurs 219 229 et suivants peut se faire aussi bien avec l'intérieur qu'avec l'extérieur du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6, ou avec sa surface latérale. Pour permettre un débattement plus important d'un bras 21, il est souhaitable qu'il puisse tourner autour de son axe 210 aussi bien vers l'intérieur de la couronne 10 que vers l'extérieur. Dans ce cas, il est même possible que le rayon de la couronne 10 soit plus grand que celui de l'arbre secondaire 6.

Une autre solution pour augmenter le débattement consiste à utiliser des bras articulés.

On a décrit ici des axes de bras 210, 220 et suivants qui sont parallèles à l'axe de rotation des deux arbres dits primaire et secondaire, mais ils peuvent aussi bien être perpendiculaires à ces axes ou orientés différemment (versions non représentées).

La position d'un connecteur 219 peut être déterminée par un rappel élastique vers sa position la plus proche de l'axe de rotation de l'arbre primaire, ou vers sa position la plus lointaine de l'axe de rotation de l'arbre primaire ou vers toute position intermédiaire, par tous moyens connus comme par exemple un rappel élastique et/ou la force centrifuge qui s'applique à sa masse en rotation, selon l'emplacement de son centre de gravité, lequel est déterminé librement par l'homme de l'art qui peut réguler automatiquement le rapport de transmission en jouant sur ces paramètres. En effet, le couple résistant a une influence sur l'ouverture des bras et peut donc être utilisé pour réguler le rapport de transmission, ce qui est un avantage très important de la transmission selon l'invention. Avantageusement, un bras 21 pouvant tourner autour de son axe de bras 210 a un centre de gravité situé sur son axe de bras 210, pour ne pas générer de vibration. L'homme de l'art obtient ceci facilement par l'adjonction d'un contrepoids 218.

H est à noter que le centre de gravité G des connecteurs 219 229 et suivants reste sensiblement fixe lorsqu'il y a six bras 21, 22 et suivants qui sont fixes par rapport à l'arbre primaire 1. Le nombre de bras est donc avantageusement un multiple de 6 pour que le centre de gravité des connecteurs soit fixe, de façon à ne pas générer de vibration.

Plusieurs méthodes sont proposées pour régulariser les variations de vitesse de l'arbre entraîné, qui sont dues à des vitesses différentes de connecteurs 219, 229 et suivants assurant successivement l'entraînement de l'arbre secondaire 6.

- Les bras 21, 22 et suivants peuvent être courbes pour avoir une certaine élasticité entre leurs deux extrémités lors du blocage d'un connecteur sur l'arbre secondaire. Cette forme a aussi l'avantage de minorer l'encombrement lorsque les bras sont repliés.

- L'utilisation de bras articulés permet aussi de régulariser ces variations de vitesse.

- Il est possible placer un ressort entre la couronne 10 et le bras 21, ou entre le bras 21 et le connecteur associé 219, ou en tout autre point du bras

- on peut aussi placer un ressort sur toute partie solidaire de l'arbre moteur ou de l'arbre entraîné, mais cela a pour effet de donner naissance à une souplesse dans la transmission, ce qui n'est pas adapté à certaines utilisations, par exemple pour les transmissions des véhicules. - On peut surtout augmenter le nombre de bras pour régulariser le fonctionnement du dispositif et minorer l'importance des variations de vitesse de l'arbre entraîné.

Pour éviter que les connecteurs entrent en collision entre eux lorsqu'ils sont trop rapprochés, il est possible de juxtaposer plusieurs transmissions selon l'invention le long de l'arbre primaire 1 dans des plans différents. On peut aussi placer les trajectoires des connecteurs qui se suivent dans des plans différents.

Il y a plus de connecteurs dans la partie du dispositif située entre l'axe de rotation de la couronne 10 et celui de l'arbre secondaire 6, et que la distance qui sépare deux connecteurs consécutifs est plus faible. Les variations de vitesse de l'arbre entraîné sont donc moins importantes lorsque ce sont ces connecteurs qui transmettent le mouvement d'un arbre à l'autre. C'est pour cela que la transmission mécanique selon l'invention est munie d'un moyen mécanique tel que la coopération d'un connecteur 219 avec l'arbre secondaire n'intervienne que dans une ou plusieurs parties du chemin de roulement 61 située dans la partie qui est la plus proche de l'axe de l'arbre primaire 1. Le connecteur 219 peut pivoter autour d'un axe 212 solidaire de l'extrémité libre du bras 21B et maintenu à distance d'un chemin de guidage 8 solidaire du bâti du dispositif par une roue 213. Cet élément de guidage détermine la trajectoire du connecteur 219 qui comporte le cliquet 214, et le connecteur 219 pivote autour de l'axe 212.

Le cliquet 214 lui-même peut être mis hors service en étant maintenu à distance du chemin de guidage 61 par une roue 216 coopérant avec le chemin de guidage 8, et le cliquet 214 du dispositif ne peut donc être bloqué par des dents 611, 612 et suivantes que sur une partie de son trajet.

Il est possible de faire varier la géométrie du chemin de guidage 8 de façon dynamique, en fonction des choix du concepteur de la transmission, par exemple en prenant en compte la position angulaire du moyen de commande 5 pour déplacer tout ou partie du chemin de guidage 8 (version non représentée).

Un même arbre primaire peut coopérer avec plusieurs arbres secondaires indépendants, et un même arbre secondaire peut coopérer avec plusieurs arbres primaires indépendants.

Il est possible de jumeler deux dispositifs selon l'invention, avec des roues libres tournant librement en sens opposé, afin de bénéficier d'un frein moteur. L'angulation des bras peut être différente pour le frein moteur, et on peut installer une roue libre entre l'ensemble moteur et l'ensemble frein moteur. Il est possible dans certains cas d'utiliser des bras articulés pour éviter tout blocage, ou bien de prévoir une élasticité dans la liaison mécanique entre les deux arbres primaires 1 A et lb ou entre les deux arbres

secondaires 6A et 6b.

Deux ensembles constitués chacun d'une couronne avec ses bras et connecteurs peuvent aussi être installés à l'intérieur d'un même cylindre ou de deux cylindres coopérant entre eux.

De telles transmissions peuvent être associées en parallèle, deux ensembles de bras coopérant avec le même arbre secondaire 6 pour additionner les puissances de deux arbres moteurs.

L'addition des puissances de deux moteurs a de multiples applications, comme les vélos en tandem, la réalisation de véhicules hybrides comportant un moteur thermique et un moteur électrique, ou celle de palans ou de winches manœuvrés simultanément par plusieurs personnes.

Deux transmissions peuvent être associées en série pour obtenir des démultiplications très importantes comme illustré aux figures 9 et 10.

Dans un mode avantageux représenté aux figures 1 à 10, la transmission selon l'invention ne comporte ni engrenage ni surface de friction.

La transmission comporte

• un bâti 3,

• un arbre primaire 1 muni d'une couronne 10,

• des bras 21, 22 et suivants munis chacun d'un contrepoids, respectivement 218, 219 et suivants et d'un connecteur, respectivement 219, 229 et suivants, • un arbre secondaire 6,

• et un moyen de réglage 5 du rapport de transmission qui comporte à l'une de ses extrémités le palier 52 de l'arbre secondaire et pivote autour d'un axe 51 solidaire du bâti 3 de la transmission.

Un connecteur 219 tourne autour d'un axe 212 situé à l'extrémité du bras 21, et est muni de trois roues :

- une roue 213 dite de guidage interne qui roule sur le guide 8 des connecteurs ainsi que sur la face interne du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6,

- une roue 216 dite roue de déblocage et une roue 213 dite roue de guidage externe qui peuvent rouler toutes les deux sur la face externe du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6.

C'est la came 214 solidaire de l'élément mobile 213 du connecteur qui sert à l'entraînement de l'arbre secondaire 6, en se bloquant par arc-boutement dans une gorge 64 creusée dans une des faces du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6.

Dans une version simplifiée de ce mode préféré, les trois roues 213, 215 et 216 peuvent être remplacées par de simples guides glissant sur la surface externe du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire, puisqu'elles ne servent que de guidage au connecteur lorsqu'il n'est pas actif et n'ont donc aucune fonction d'entraînement mécanique.

Les figures 6 à 8 illustrent le fonctionnement du connecteur. Lorsque le bras 21 tire le bas du connecteur 219 vers la droite, le connecteur bascule sous cette force, ce qui met en contact la came 214 en arc-boutement dans la gorge 64, bloquant la circulation du connecteur 219 le long de la périphérie de l'arbre secondaire 6, lequel est donc entraîné.

La figure 7 montre que lorsque le bras 21 tire le bas du connecteur vers la gauche, la came 214 ne peut plus toucher les bords de la gorge 64 parce que l'inclinaison du connecteur est limitée par le contact entre la roue de déblocage 216 et la face externe du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6.

La figure 8 illustre le fait que, lorsque la distance entre le guide 8 et la face externe du chemin de roulement 61 de l'arbre secondaire 6 est suffisante, les roues de guidage interne 213 et de guidage externe 215 se situent nécessairement sur un rayon perpendiculaire à la périphérie de l'arbre secondaire 6, ce qui a pour effet de placer la came 214 au milieu de la gorge 64.

Une autre méthode de mise en œuvre de l'invention illustrée par les figures 11 à 14 consiste à munir la transmission d'un guide 71 empêchant le chemin de roulement 61 de coopérer avec les dents d'un connecteur 219 sur la partie du chemin de roulement 61 la plus éloignée de l'axe de l'arbre primaire 1. Avantageusement, la transmission peut aussi comporter un guide 72 forçant le chemin de roulement 61 à coopérer avec les dents d'un connecteur 219 sur la partie duchemin de roulement 61 la plus éloignée de l'axe de l'arbre primaire 1.

Enfin, dans une version simplifiée, un bras 21 est partiellement déformable et comporte un connecteur 219 muni de dents d'engrenage coopérant avec le chemin de roulement 61. L'homme de l'art peut dessiner ce bras en une ou plusieurs pièces de telle sorte que la déformation ne puisse dépasser une certaine valeur qu'il estime la plus adaptée au bon positionnement d'un connecteur 219 lors de son arrivée sur la partie du chemin de roulement 61 avec lequel il doit coopérer.

L'ensemble formé par l'arbre primaire 1, les bras et les connecteurs peut ne former qu'une pièce unique. Les guides 71 et 72 peuvent aussi faire partie de la même pièce que le bâti 3. Dans ce cas, une transmission n'est composée que de trois pièces, un moteur peut être fixé directement sur l'arbre primaire 1, et c'est sa position qui détermine le rapport de transmission.

Lorsqu'un connecteur 229 est muni d'une denture, il est dans certains cas souhaitable d'éviter tout conflit entre cette denture et celle du chemin de roulement 61. La souplesse des bras 21 22 et suivants permet de gérer ces conflits, mais un dispositif de synchronisation est également proposé.

La méthode consiste à ce que les dents d'un connecteur 229 ne soient pas parallèles à l'axe de rotation de l'arbre secondaire 6, mais forment un angle avec celui ci. Les dents du chemin de roulement 61 sont évidemment parallèles à celles du connecteur 229 pour pouvoir coopérer avec elles. Il suffit alors de déplacer le connecteur 229 dans une direction parallèle à l'axe de rotation de l'arbre secondaire 6, de telle sorte qu'il existe au moins une position du connecteur 229 pour laquelle ses dents coopèrent sans conflit avec celles du chemin de roulement 61.

Dans cette configuration, un connecteur 229 est avantageusement muni d'un dispositif de synchronisation de sa denture avec celle du chemin de roulement 61, comportant un moyen de déterminer le déplacement du connecteur 229 dans une direction parallèle à l'axe de rotation de l'arbre secondaire 6 en fonction de la distance entre le connecteur 229 et un connecteur 219 voisin coopérant avec le chemin de roulement 61, comme illustré par les figures 15 et 16. Une solution préférée consiste à ce que ce dispositif de synchronisation soit un ergot 2291 solidaire du connecteur 229, cet ergot 2291 coopérant avec un chemin de guidage d'une languette 2110 solidaire du bras connecteur 219 voisin. Les dents du chemin de roulement 61 forment avantageusement un engrenage à chevrons.

De nombreux perfectionnements décrits ci-après peuvent être envisagés. Ils ne font pas l'objet de figures.

La question de la synchronisation des dents peut être résolue par de nombreux moyens. La transmission peut comporter un moyen de rappel élastique qui la met dans une configuration telle que la distance entre deux connecteurs 219 et 229 le long dudit chemin de roulement 61 correspond à un nombre entier de dents.

L'extrémité des dents d'un connecteur 219 peut former un angle aigu.

La partie amont d'un connecteur 219 peut être guidée pour que le sommet de ses dents arrive sur le sommet des dents du chemin de roulement 61. Le conflit est alors inexistant, et le connecteur 219 se rapproche progressivement du chemin de roulement 61 puisque son rayon de courbure est différent. Une partie de la denture d'un connecteur 219 peut aussi avoir un pas qui est variable en fonction de la tension de ladite denture. La partie amont de la denture d'un connecteur 219 peut par exemple s'allonger au total d'un pas de denture.

Avantageusement, la denture du chemin de roulement 61 est souple.

Une autre méthode consiste à ce que la coopération entre les dents dudit chemin de roulement 61 et les dents dudit connecteur 219 génère une déformation qui solidarise ledit connecteur 219 avec ledit chemin de roulement 61.

La transmission peut aussi être munie d'un moyen de détection de la non synchronisation entre la denture du connecteur 219 et celle du support de roulement 6.

Un moyen mécanique peut ralentir la rotation du chemin de roulement 61 dans le cas où les dentures du connecteur et de chemin de roulement 61 ne sont pas synchronisées. Un moyen mécanique peut aussi accélérer la rotation du connecteur 219 dans le cas où les dentures du connecteur 219 et du chemin de roulement 61 ne sont pas synchronisées.

On peut remplacer les dents par des engrenages magnétiques, un connecteur 219 étant dans ce cas muni d'un aimant ou d'un électro-aimant.

Les transmissions selon l'invention peuvent être associées en parallèle, deux ensembles de connecteurs coopérant avec le même arbre secondaire 6, ou le même ensemble de connecteurs coopérant avec deux arbres secondaires 6 A et 6B.

Deux transmissions peuvent aussi être assemblées en série, l'arbre primaire d'une transmission étant solidaire en rotation de l'arbre secondaire 6 d'une autre transmission.

Deux ensembles de bras peuvent coopérer avec l'intérieur d'un même cylindre 6, et la distance entre les axes de rotation des deux dits ensembles de bras peut dans ce cas être fixe.

La surface de coopération d'un connecteur peut être constituée de gorges juxtaposées circulaires situées dans des plans perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue, pour augmenter la surface de frottement entre un connecteur 219 et le chemin de roulement 61.

Deux ensembles de connecteurs peuvent aussi coopérer avec deux cylindres 6A et 6B tangents entre eux. Une transmission selon la présente invention peut être conçue pour remplacer les différentiels, en munissant chacun des arbres de roues de transmissions selon l'invention. Le rendement de l'ensemble est meilleur que celui d'un différentiel.

D'une façon générale une transmission selon l'invention peut se substituer à des engrenages classiques ou des systèmes à friction dans le plus grand nombre des combinaisons connues, pour réaliser tous types de transmissions de mouvement.

Principaux avantages de l'invention par rapport à l'art antérieur

Le fait que la trajectoire d'un connecteur par rapport à l'arbre primaire ne soit pas un cercle dont le centre est le centre de rotation de l'arbre primaire a pour effet que le rapport de transmission est modifié automatiquement en fonction du couple résistant.

Le fait que l'arbre primaire 1 comporte une couronne 10 centrée sur son axe de rotation, et qu'un bras puisse tourner autour d'un axe dit axe de bras 210 situé sur la couronne 10 limite considérablement l'encombrement de la transmission, et permet aussi une régulation automatique du rapport de transmission en fonction du couple résistant.

Le fait qu'un bras 21 puisse tourner autour d'un axe dit axe de bras 210 situé sur la couronne 10 a pour effet de permettre une augmentation de la densité de connecteurs dans un secteur angulaire, ce qui leur confère une vitesse de rotation proche dans cet espace qui est celui où est organisé la coopération entre les connecteurs et l'arbre secondaire. C'est un facteur très important dans la limitation de possibles a-cyclismes qui pénalisaient lourdement l'art antérieur.

Le fait que le centre de gravité d'un bras 21 soit situé sensiblement le long de son axe de bras 210, qu'un connecteur 219 puisse tourner autour d'un axe dit axe de connecteur 212 situé sur le bras 21 et que le centre de gravité d'un connecteur soit situé sensiblement sur cet axe de connecteur 212 permet de supprimer les vibrations qui étaient inévitables dans l'art antérieur. Le fait que la longueur du segment allant de l'axe de rotation de l'arbre primaire au point de contact entre le connecteur 219 et le chemin de roulement 61 varie élastiquement avec la tension subie par le bras 21 permet non seulement de limiter les variations de vitesse de l'arbre entraîné, mais aussi de gérer les conflits de denture lorsque le connecteur et le chemin de roulement comportent des dents.

Le fait que le nombre de bras 21, 22 et suivants soit un multiple de 6 permet de maintenir le centre de gravité des connecteurs à un point fixe, pour éviter les vibrations.

Le fait que l'élément de blocage 214 du connecteur 219 soit un élément roulant ou une came se bloquant par arc-boutement avec le chemin de roulement 61 permet de limiter le bruit et l'usure de la transmission, en supprimant les cliquets de roue libre. Cela permet aussi de réaliser une transmission ne comportant ni engrenage ni surface de friction, qui étaient des sources de frottements et de perte de rendement. Le fait que le connecteur comporte deux moyens de blocage de natures différentes, un moyen mécanique mettant en service l'un et/ou l'autre de ces deux moyens de blocage, et que la mise en service d'un élément de blocage 214 soit déterminée en fonction de l'importance de la force centrifuge à laquelle est soumise le connecteur 219 permet d'adapter la résistance de la transmission aux besoins.

L'utilisation de bras au moins partiellement souples permet de munir les connecteurs et le chemin de roulement de dentures sans que cela ne donne lieu à des problèmes de synchronisation entre ces deux dentures.

Le fait

- qu'un connecteur 219 soit guidé sur au moins une partie de son trajet par un chemin de guidage 8 qui n'est pas solidaire en rotation de l'axe secondaire et qui n'est pas un cercle dont l'axe est sensiblement confondu avec celui de l'arbre secondaire,

- et/ou que la transmission mécanique comporte un moyen mécanique ne permette la mise en service de l'élément de blocage 214 que pour une plage prédéterminée de valeurs angulaires entre le segment joignant l'axe de rotation de l'arbre primaire et le point de contact entre l'élément de blocage 214 et le chemin de roulement 61

- et/ou que la transmission mécanique comporte un moyen mécanique ne permettant la mise en service de l'élément de blocage 214 que le long d'une portion du chemin de roulement 61,

permet aussi de limiter les a-cyclismes de la transmission.

Le fait qu'un bras 21 puisse tourner autour de son axe 210 vers l'intérieur et vers l'extérieur de la couronne 10 permet d'augmenter la variation possible de rapports de transmission pour un encombrement donné.

Le dispositif de synchronisation de dentures proposé permet de réaliser des transmissions supportant des couples très importants.

Le fait que la transmission comporte au moins deux ensembles de bras situées dans des plans différents permet de rapprocher les connecteurs, et donc de rapprocher d'avantage les arbres primaires et secondaires afin d'obtenir la plus grande démultiplication.

Le fait que la transmission comporte au moins deux ensembles de bras dont les sens de rotation des roues libres sont opposés permet d'obtenir un frein moteur. Applications

L'invention s'applique en particulier aux transmissions mécaniques de toutes natures, comme par exemple les palans, les crics, les treuils, les winches, les boites de vitesse et les variateurs continus ou par étages, et donc :

a) aux automobiles, aux deux roues motorisés ou non, et d'une façon plus générale à tous les véhicules,

b) à tous les robots et machines comportant des moteurs de toutes natures,

c) aux régulateurs de vitesse ou de couple y compris les réducteurs variables,

d) aux turbines, et donc à la ventilation,

e) aux éoliennes et aux hydroliennes, et d'une façon plus générale à la régulation de la rotation des générateurs d'énergie électrique.

f) aux broyeurs et concasseurs de minerais et aux mélangeurs,

g) aux tapis roulants et ascenseurs, remonte-pentes, téléphériques, etc.,

h) aux appareils électroménager et aux outillages tournants,

i) aux moulinets de cannes à pêche

j) aux engins à pédales, voiturettes et bicyclettes en solo ou en tandem,

k) aux jouets,

et d'une façon générale à tous les cas où un moteur doit, pour rester efficace, bénéficier d'un variateur de couple pour s'adapter au couple résistant ou avoir une consommation d'énergie plus faible.