FR3108374A3 - Automatic transmission - Google Patents
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Abstract
L'invention est une transmission mécanique étagée très simple et très rustique, dont le rapport varie automatiquement en fonction du couple auquel est soumis son arbre de sortie. Elle peut sélectionner automatiquement le rapport de transmission le plus approprié et ne produit aucun acyclisme. De telles transmissions peuvent aussi 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 pour l’abrégé : Fig 1The invention is a very simple and very rustic stepped mechanical transmission, the ratio of which varies automatically according to the torque to which its output shaft is subjected. It can automatically select the most suitable transmission ratio and produce no acyclism. Such transmissions can also be used in the manufacture of double-clutch robotic transmissions and transfer significant powers, while remaining very simple to manufacture and inexpensive. Figure for abstract: Fig 1
Description
L’invention est une transmission mécanique automatique très simple et rustique de conception.The invention is a very simple and rustic mechanical automatic transmission.
Problème techniqueTechnical problem
De nombreux ingénieurs ont conçu des boites de vitesses dont le rapport change automatiquement, mais aucune n’a été proposée dont le rapport de transmission varie automatiquement en fonction du couple auquel est soumis son arbre de sortie.Many engineers have designed gearboxes with automatic gear changes, but no gearboxes with gear ratios that change automatically depending on the torque to which its output shaft is subjected.
On connait un très grand nombre de documents décrivant des boites de vitesses manuelles et automatiques.We know a very large number of documents describing manual and automatic gearboxes.
On connait en particulier les trois documents suivants :
- GB758516 (A) du 3 octobre 1956 de Thomas Hindmarch, qui décrit une transmission dont l'arbre d'entrée entraîne des pignons s'engageant avec un pignon sur l’arbre de sortie, au moins un pignon sur l'arbre d'entrée étant pourvu d'un embrayage à friction à sélection de vitesse et au moins un pignon sur l'arbre de sortie étant pourvu d'une roue libre.
- GB2193766 (A) du 17 février 1988 de Eric Albert Whateley, qui décrit une transmission comprenant deux embrayages à friction et deux roues libres, et des moyens de commande pour débrayer l’un des embrayages à friction.
- et WO2020020398 (A1) du 30 janvier 2020 de Ps Satyanarayana [IN] et Prajod Ayyyppath [IN] qui décrit une boîte de vitesses à deux vitesses qui comprend deux étages d'engrenage, le premier étage d'engrenage étant relié de façon fixe à l'arbre d'entrée et un premier engrenage d'entrée connecté à l'arbre de sortie via une roue libre, l’entrée du premier étage d’engrenage et/ou l'arbre d'entrée étant lié à l’entrée du second étage d’engrenage par un embrayage centrifuge.In particular, the following three documents are known:
- GB758516 (A) of October 3, 1956 by Thomas Hindmarch, which describes a transmission whose input shaft drives pinions engaging with a pinion on the output shaft, at least one pinion on the shaft of input being provided with a speed-selectable friction clutch and at least one pinion on the output shaft being provided with a freewheel.
- GB2193766 (A) of February 17, 1988 by Eric Albert Whateley, which describes a transmission comprising two friction clutches and two free wheels, and control means for disengaging one of the friction clutches.
- and WO2020020398 (A1) of January 30, 2020 by Ps Satyanarayana [IN] and Prajod Ayyyppath [IN] which describes a two-speed gearbox which comprises two gear stages, the first gear stage being fixedly connected to the input shaft and a first input gear connected to the output shaft via a freewheel, the input of the first gear stage and / or the input shaft being connected to the input of the second gear stage by a centrifugal clutch.
On connait aussi 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. On connait aussi les documents cités par cette demande, ceux cités dans son rapport de recherche ainsi que la demande de brevet FR1870485 de Franck Guigan [FR] déposée le 24 avril 2018 et les documents cités dans son rapport de recherche.We also 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 approach its axis of rotation under the effect of a force created by the torque to which the transmission is subjected, and / or of moving away from it by its speed and / or by an elastic return, which has the effect of varying the amplitude of the movement from and to comes from a connecting rod driven by this crank pin and controlling by a freewheel the rotation of an output shaft always in the same direction. We also know the documents cited by this application, those cited in his research report as well as the patent application FR1870485 by Franck Guigan [FR] filed on April 24, 2018 and the documents cited in his research report.
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 5 qui représentent toutes des dispositifs ou partie 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 5 which all represent devices or part of them. devices according to the invention.
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 aussi appelé sa sortie selon son rapport de transmission, et qu’elle est « déconnectée » ou « débrayée » dans le cas inverse ;
- on appellera transmission élémentaire « adjacente » une transmission élémentaire ayant le rapport de transmission le plus proche de la transmission élémentaire considérée, supérieur ou inférieur à celui de la transmission considérée,
- et on définira une transmission élémentaire par son « rang » dans la liste des transmissions élémentaires dont le rapport de transmission va croissant, en partant de la transmission élémentaire de rang 1 pour celle correspondant au rapport de transmission le plus faible aussi couramment appelé la « première vitesse ». Plusieurs transmissions élémentaires adjacentes de rang croissant peuvent ainsi être dénommées la « première vitesse », la « seconde vitesse », la « troisième vitesse », etc.To simplify the presentation,
- We will say hereafter that an elementary transmission is “connected” or “engaged” in the case where it drives its output shaft also called its output according to its transmission ratio, and that it is “disconnected” or “disengaged »In the opposite case;
- An “adjacent” elementary transmission will be called an elementary transmission having the transmission ratio closest to the elementary transmission considered, higher or lower than that of the transmission considered,
- and an elementary transmission will be defined by its "rank" in the list of elementary transmissions whose transmission ratio is increasing, starting from the elementary transmission of rank 1 for that corresponding to the lowest transmission ratio also commonly called the " first gear ”. Several adjacent elementary transmissions of increasing rank can thus be referred to as the “first speed”, the “second speed”, the “third speed”, etc.
La présente invention est une transmission mécanique dite transmission étagée comportant une pluralité de moyens de transfert du mouvement de son arbre d’entrée (2) à son arbre de sortie (3), dits transmissions élémentaires comportant chacune une entrée pouvant être entraînée en rotation par ledit arbre d’entrée et une sortie pouvant entraîner en rotation ledit arbre d’entrée,
- au moins deux transmissions élémentaires pouvant assurer ce transfert de mouvement selon un rapport de transmission différent,
- l’entrée et la sortie de ces deux transmissions élémentaires étant reliées mécaniquement en permanence, même lorsqu’elles ne transmettent pas le couple de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie,
- une transmission élémentaire au moins étant munie d’un moyen d’embrayage dit sélecteur (40) ayant pour effet de la mettre en configuration dite connectée en liant mécaniquement son entrée audit arbre d’entrée ou sa sortie audit arbre de sortie, ou au contraire de la mettre en configuration dite déconnectée en déconnectant mécaniquement son entrée dudit arbre d’entrée ou sa sortie dudit arbre de sortie,
caractérisée en ce qu’une transmission élémentaire est connectée et déconnectée en fonction du couple auquel est soumis l’arbre de sortie de la transmission étagée.The present invention is a mechanical transmission called a stepped transmission comprising a plurality of means for transferring the movement of its input shaft (2) to its output shaft (3), said elementary transmissions each comprising an input which can be driven in rotation by said input shaft and an output capable of driving said input shaft in rotation,
- at least two elementary transmissions capable of ensuring this transfer of movement according to a different transmission ratio,
- the input and the output of these two elementary transmissions being permanently mechanically connected, even when they do not transmit the torque from the input shaft to the output shaft,
- at least one elementary transmission being provided with a so-called selector clutch means (40) having the effect of putting it in the so-called connected configuration by mechanically linking its input to said input shaft or its output to said output shaft, or to the on the contrary, to put it in a so-called disconnected configuration by mechanically disconnecting its input from said input shaft or its output from said output shaft,
characterized in that an elementary transmission is connected and disconnected according to the torque to which the output shaft of the stepped transmission is subjected.
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
La transmission selon l’invention comporte des transmissions élémentaires dont l’entrée et la sortie sont reliées mécaniquement en permanence, par exemple constituées chacune de deux pignons dentés coopérant l’un avec l’autre, ces deux pignons dentés restant en permanence en coopération. Comme les boites de vitesse séquentielles, elle a un premier avantage qui est qu’elle permet le changement de rapport de transmission sans avoir besoin de débrayer, mais ici sans risque de conflit de denture ou de crabot.The transmission according to the invention comprises elementary transmissions whose input and output are permanently mechanically connected, for example each consisting of two toothed pinions cooperating with each other, these two toothed pinions remaining permanently in cooperation. Like sequential gearboxes, it has a first advantage, which is that it allows the transmission ratio to be changed without the need to disengage, but here without risk of tooth or dog clutch conflict.
Deux transmissions élémentaires peuvent être connectées simultanément. Cela est permis par le fait qu’un moyen d’embrayage final fait tourner l’arbre de sortie à la vitesse qui lui est communiquée par la transmission élémentaire dont la sortie tourne le plus rapidement.Two elementary transmissions can be connected simultaneously. This is made possible by the fact that a final clutch means rotates the output shaft at the speed communicated to it by the elementary transmission whose output rotates the fastest.
A la différence des transmissions de l’art antérieur, une transmission élémentaire est connectée et déconnectée en fonction du couple auquel est soumis l’arbre de sortie de la transmission étagée, car c’est en fonction de ce couple qu’il faut changer de rapport de transmission. En effet, le couple auquel est soumis l’arbre d’entrée change lorsque l’on change de rapport de transmission, ce qui rend plus complexe de gérer le changement de vitesse en fonction du couple.Unlike the transmissions of the prior art, an elementary transmission is connected and disconnected according to the torque to which the output shaft of the stepped transmission is subjected, because it is according to this torque that it is necessary to change from transmission ratio. This is because the torque to which the input shaft is subjected changes when the transmission ratio is changed, which makes it more complex to manage the gear change according to the torque.
Cette simplicité permet de sélectionner automatiquement, par des moyens purement mécaniques, le rapport de transmission qui est le plus adapté à la situation, soit en fonction du couple auquel l’arbre de sortie de la transmission étagée est soumis, soit en fonction de la vitesse de rotation de son arbre d’entrée ou de son arbre de sortie, soit en fonction d’une combinaison de ces deux paramètres.This simplicity makes it possible to automatically select, by purely mechanical means, the transmission ratio which is best suited to the situation, either according to the torque to which the output shaft of the stepped transmission is subjected, or according to the speed. of rotation of its input shaft or of its output shaft, or as a function of a combination of these two parameters.
Une transmission selon l’invention peut dans certains cas comporter un embrayage constitué par une roue libre permettant à une transmission élémentaire de rang inférieur comme la première vitesse de tourner sans effet sur l’arbre de sortie lorsqu’une transmission de rang supérieur comme la seconde vitesse par exemple est connectée.A transmission according to the invention may in certain cases include a clutch constituted by a freewheel allowing an elementary transmission of lower rank such as the first speed to rotate without effect on the output shaft when a transmission of higher rank such as the second speed for example is connected.
Dans un mode de réalisation, les sorties de transmissions élémentaires sont munies de poussoirs entraînant des butées solidaires de l’arbre de sortie, et un sélecteur global 40 assure la coopération des poussoirs d’une transmission élémentaire avec les solidaires butées de l’arbre de sortie. Un tel dispositif est représenté aux figures 1 à 5. Dans la version représentée sur les figures, le sélecteur global 40 se déplace le long de l’axe de rotation de l’arbre de sortie 3 en fonction du couple auquel est soumise la transmission. L’augmentation de ce couple tend à déplacer le sélecteur global dans une direction et un ressort 803 le pousse dans le sens opposé.In one embodiment, the elementary transmission outputs are provided with pushrods driving stops integral with the output shaft, and a global selector 40 ensures the cooperation of the pushrods of an elementary transmission with the integral stops of the output shaft. exit. Such a device is shown in Figures 1 to 5. In the version shown in the figures, the global selector 40 moves along the axis of rotation of the output shaft 3 according to the torque to which the transmission is subjected. Increasing this torque tends to move the global selector in one direction and a spring 803 pushes it in the opposite direction.
Le sélecteur global comprend des butées 41 42 et suivante qui peuvent être entraînées en rotation aussi bien par les poussoirs 501a, 501b et suivante solidaires de l’arbre d’entrée 2 que par les poussoirs 502a, 502b et suivant solidaires du porte-satellite 263.The overall selector comprises stops 41 42 and following which can be driven in rotation both by the pushers 501a, 501b and following integral with the input shaft 2 and by the pushers 502a, 502b and following integral with the planet carrier 263 .
Ce sélecteur global pourrait aussi être déplacé manuellement ou sur commande d’un ordinateur le long de l’axe de rotation de l’arbre de sortie pour changer de rapport de transmission. Chacune de ses positions peut correspondre à un rapport de transmission différent, à une marche arrière et même à un point mort ou à une transmission élémentaire à rapport variable pouvant faire office d’embrayage.This global selector could also be moved manually or by command of a computer along the axis of rotation of the output shaft to change the transmission ratio. Each of its positions can correspond to a different transmission ratio, reverse gear and even neutral or a variable-ratio elementary transmission that can act as a clutch.
La forme des poussoirs et/ou des butées est avantageusement telle qu’un poussoir ne puisse pas rester placé à cheval sur deux butées correspondant à deux transmissions élémentaires différentes. Ainsi, seule une transmission élémentaire peut être entraînée par l’arbre d’entrée ou entraîner l’arbre de sortie, selon que le dispositif est placé sur l’arbre d’entrée ou l’arbre de sortie.The shape of the push-buttons and / or the stops is advantageously such that a push-button cannot remain placed astride two stops corresponding to two different elementary transmissions. Thus, only an elementary transmission can be driven by the input shaft or drive the output shaft, depending on whether the device is placed on the input shaft or the output shaft.
La transmission représentée aux figures 1 à 5 ne comporte que deux transmissions élémentaires, mais rien ne s’oppose à ce que l’on conçoive selon le même principe une transmission ayant un nombre plus grand de transmissions élémentaires. Il est également possible de disposer d’un plus grand nombre de rapports de transmission en associant de telles transmissions en série. Dans une mise en œuvre particulière, non représentée, des transmissions élémentaires sont constituées de pignons primaires reliés en permanence à l’arbre d’entrée, coopérant chacun avec un pignon secondaire aligné avec l’arbre de sortie. Chacun de ces pignons secondaires est relié mécaniquement à un ou plusieurs poussoirs par un tube, et les tubes de plusieurs pignons secondaires sont coaxiaux, passant à l’intérieur d’un ou plusieurs tubes de pignons adjacents pour faire tourner les poussoirs.The transmission shown in Figures 1 to 5 has only two elementary transmissions, but nothing prevents us from designing according to the same principle a transmission having a greater number of elementary transmissions. It is also possible to have a greater number of transmission ratios by combining such transmissions in series. In a particular implementation, not shown, elementary transmissions consist of primary gears permanently connected to the input shaft, each cooperating with a secondary gear aligned with the output shaft. Each of these secondary sprockets is mechanically connected to one or more push rods by a tube, and the tubes of several secondary sprockets are coaxial, passing inside one or more adjacent sprocket tubes to rotate the push rods.
L’arbre d’entrée 2 et l’arbre de sortie 3 de la transmission étagée peuvent être alignés. Il suffit pour cela de prévoir un renvoi par engrenages de l’arbre de sortie 3 vers l’axe de l’arbre d’entrée 2, ou de la sortie de chacune des transmissions élémentaires vers un pignon aligné avec l’arbre d’entrée et avec l’arbre de sortie.Input shaft 2 and output shaft 3 of the stepped transmission can be aligned. It suffices for this to provide a gear transmission of the output shaft 3 towards the axis of the input shaft 2, or of the output of each of the elementary transmissions to a pinion aligned with the input shaft. and with the output shaft.
Lorsque deux transmissions élémentaires sont associées en série, il est plus commode 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.When two elementary transmissions are associated in series, it is more convenient for the axis of rotation of the output shaft of the second elementary transmission to coincide with that of the input shaft of the first elementary transmission.
Dans ce cas, il est particulièrement avantageux de munir la transmission d’un embrayage unidirectionnel 600 ne permettant au bâti supportant les transmissions élémentaires de tourner que dans le sens moteur autour de l’axe commun aux arbres d’entrée et de sortie de la transmission.In this case, it is particularly advantageous to provide the transmission with a unidirectional clutch 600 allowing the frame supporting the elementary transmissions to rotate only in the driving direction around the axis common to the input and output shafts of the transmission. .
La transmission étagée représentée par les figures est munie d’un sélecteur général sur son arbre de sortie 3, laissant la couronne tourner librement dans le sens moteur dans l’une des deux positions possibles du sélecteur général. Ainsi, la transmission étagée peut tourner en prise directe.The staged transmission shown in the figures is fitted with a general selector on its output shaft 3, allowing the crown wheel to rotate freely in the driving direction in one of the two possible positions of the general selector. Thus, the stepped transmission can turn in direct drive.
La version la plus simple de la présente invention (non représentée) ne comporte que deux transmissions élémentaires. L’une d’elles est un engrenage associant deux pignons permettant par exemple de réduire le rapport de réduction à une valeur inférieure à 1, et l’autre est la prise directe entre l’arbre d’entrée 2 et l’arbre de sortie 3 par l’intermédiaire d’une roue libre qui n’est connectée que lorsqu’un sélecteur le permet.The simplest version of the present invention (not shown) has only two elementary transmissions. One of them is a gear combining two pinions making it possible for example to reduce the reduction ratio to a value less than 1, and the other is the direct engagement between the input shaft 2 and the output shaft. 3 via a freewheel which is only connected when a selector allows it.
Il existe un mode de mise en œuvre de la présente invention particulier, dans lequel la transmission étagée comporte un train épicycloïdal, dont l’arbre d’entrée fait tourner l’un des trois composants. Une telle transmission et ses composants sont représentés aux figures 1 à 5. On entend ci-avant et ci-après par composants d’un train épicycloïdal le porte-satellite muni de ses satellites, et les deux planétaires (soleil ou couronne). Le train épicycloïdal peut comporter soit un porte-satellite, un soleil et une couronne, soit un porte-satellite muni de satellites comportant eux-mêmes deux pignons dentés de diamètres différents solidaires entre eux, associé soit à deux couronnes de diamètres différents, soit à deux soleils de diamètres différents. Ces différents types de trains épicycloïdaux offrent des avantages différents bien connus, notamment quant au sens de rotation de celui de leurs composants constituant l’arbre de sortie par rapport au sens de rotation de celui constituant leur arbre d’entrée.There is one embodiment of the present invention, in which the stepped transmission comprises a planetary gear, the input shaft of which rotates one of the three components. Such a transmission and its components are shown in FIGS. 1 to 5. The term “components of an epicyclic train” is understood hereinafter and below to mean the planet carrier fitted with its planet gears, and the two sun gears (sun or crown). The epicyclic gear train may comprise either a planet carrier, a sun and a ring gear, or a planet carrier fitted with planet wheels themselves comprising two toothed pinions of different diameters integral with one another, associated either with two rings of different diameters, or with two suns of different diameters. These different types of planetary gears offer different well-known advantages, in particular as regards the direction of rotation of that of their components constituting the output shaft relative to the direction of rotation of that constituting their input shaft.
Dans une des configurations possibles, la transmission élémentaire de rang le moins élevé transmettant le mouvement est constituée par un embrayage de l’arbre de sortie sur l’arbre d’entrée, directement ou par un moyen de transmission intermédiaire. La transmission est alors en prise directe, les trois composants du train épicycloïdal tournant ensemble à la même vitesse de rotation. Lorsque cette première transmission élémentaire est déconnectée, la transmission étagée passe dans une configuration dans laquelle la transmission élémentaire transmettant le mouvement est constituée par le fonctionnement du train épicycloïdal lui-même dont les trois composants tournent à des vitesses différentes, une roue libre empêchant la couronne de tourner dans le sens opposé au sens moteur, de telle sorte que l’arbre d’entrée entraîne l’arbre de sortie à une vitesse de rotation plus faible que celle à laquelle il aurait été entraîné dans la configuration de prise directe décrite précédemment.In one of the possible configurations, the elementary transmission of the lowest rank transmitting the movement is constituted by a clutch of the output shaft on the input shaft, directly or by an intermediate transmission means. The transmission is then in direct gear, the three components of the epicyclic gear rotating together at the same rotational speed. When this first elementary transmission is disconnected, the stepped transmission passes into a configuration in which the elementary transmission transmitting the movement is constituted by the operation of the epicyclic gear itself, the three components of which rotate at different speeds, a freewheel preventing the ring gear. to rotate in the direction opposite to the motor direction, so that the input shaft drives the output shaft at a lower rotational speed than that at which it would have been driven in the direct drive configuration described above.
Une version perfectionnée permet au moteur de tourner aussi bien en marche avant qu’en marche arrière. Elle est représentée par les figures 6 à 12. Le sélecteur est déplacé aussi bien vers le moteur que dans la direction inverse, selon le sens de rotation, et la roue libre permet à la couronne de tourner uniquement dans le sens moteur.An improved version allows the engine to run both forward and reverse. It is represented by FIGS. 6 to 12. The selector is moved both towards the motor and in the reverse direction, depending on the direction of rotation, and the freewheel allows the crown to rotate only in the motor direction.
Le sélecteur 40 comprend deux séries de butées 42 et 42A. On voit à la figure 6 que la butée 42A est entraînée par la butée 502 du porte satellite, car le ressort est compressé par un couple résistant excessif alors que le moteur tourne en marche avant.The selector 40 comprises two series of stops 42 and 42A. It can be seen in FIG. 6 that the stop 42A is driven by the stop 502 of the planet carrier, because the spring is compressed by an excessive resistive torque while the motor is running in forward gear.
On voit que lorsque la transmission tourne en marche avant en régime de croisière comme illustré par la figure 7, c'est-à-dire lorsque le couple auquel elle est soumise est inférieur à un seuil déterminé, c’est la butée 41 du sélecteur qui est entraînée par la butée 501A de l’arbre moteur. C’est aussi le cas en marche arrière, car la compression et la traction du ressort seraient dans ce cas également à peu près nulles.It can be seen that when the transmission turns forward at cruising speed as illustrated in FIG. 7, that is to say when the torque to which it is subjected is less than a determined threshold, it is the stop 41 of the selector which is driven by the stop 501A of the motor shaft. This is also the case in reverse, because the compression and tension of the spring would also be almost zero in this case.
A la figure 8, la transmission est en marche arrière mais avec une résistance excessive de l’arbre de sortie. Le ressort fonctionne alors en traction, et le sélecteur s’est donc rapproché du moteur. La butée 42A est entraînée en marche arrière par la butée 502 du porte satellite.In Figure 8, the transmission is in reverse but with excessive resistance from the output shaft. The spring then operates in traction, and the selector has therefore moved closer to the engine. The stop 42A is driven in reverse by the stop 502 of the planet carrier.
Les figures 9 à 11 permettent d’illustrer un mode de réalisation d’une roue libre permettant à la couronne de tourner uniquement dans le sens moteur. Elle se bloque toujours dans le sens opposé à celui du moteur. Cette roue libre comprend un anneau à cliquets 6000 guidé par un ergot 6002, de telle sorte que cet anneau à cliquets se déplace le long de l’axe de rotation du moteur soit vers le moteur lorsque le moteur tourne en marche avant, soit dans la direction opposée lorsqu’il tourne dans le sens inverse. L’anneau à cliquets comportent deux cliquets 6001et 6003 de directions opposées, et seul l’un d’eux coopère avec une butée 3021 solidaire de la couronne 302. C’est le cliquet 6003 qui coopère avec la butée 3021 lorsque le moteur tourne en marche avant mais le cliquet 6002 qui coopère avec la butée 3021 lorsque le moteur tourne en marche arrière.Figures 9 to 11 illustrate an embodiment of a freewheel allowing the crown to rotate only in the motor direction. It always locks in the opposite direction to that of the motor. This freewheel comprises a ratchet ring 6000 guided by a lug 6002, so that this ratchet ring moves along the axis of rotation of the motor either towards the motor when the motor is running in the forward direction, or in the direction of the motor. opposite direction when it turns in the opposite direction. The pawl ring comprises two pawls 6001 and 6003 of opposite directions, and only one of them cooperates with a stop 3021 integral with the crown 302. It is the pawl 6003 which cooperates with the stop 3021 when the engine is running. forward but the pawl 6002 which cooperates with the stop 3021 when the engine is running in reverse.
Une transmission élémentaire peut aussi être embrayée sur l’arbre d’entrée ou sur l’arbre de sortie par tout moyen commandé manuellement ou par un ordinateur.An elementary transmission can also be engaged on the input shaft or on the output shaft by any means controlled manually or by a computer.
Avantageusement, toutes les transmissions élémentaires comportent un sélecteur, mais ce n’est pas indispensable car l’une d’entre elles, par exemple la première vitesse, peut ne pas en comporter et être en prise directe permanente.Advantageously, all elementary transmissions include a selector, but this is not essential because one of them, for example first gear, may not have one and be in permanent direct drive.
Un sélecteur peut être muni d’un rappel élastique lui conférant plusieurs positions intermédiaires de repos privilégiées, ou de crantages. D’une façon plus générale, un sélecteur peut être muni d’un rappel élastique ne permettant sa mise en service ou hors service que dans une plage limitée de couple transmis. Ainsi, on évite que deux transmissions élémentaires adjacentes soient sélectionnées alternativement en passant trop fréquemment de l’une à l’autre lorsque leur sélecteur de couple ou de vitesse de rotation est proche de la vitesse à laquelle il change de position.A selector can be provided with an elastic return giving it several privileged intermediate rest positions, or notches. More generally, a selector 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. This prevents two adjacent elementary transmissions from being selected alternately by switching too frequently from one to the other when their torque or rotational speed selector is close to the speed at which it changes position.
Une des transmissions élémentaires peut ne pas être dotée de roue libre, par exemple celle correspondant à la dernière vitesse dont le pignon secondaire est toujours celui qui tourne le plus vite lorsque la transmission élémentaire correspondante est connectée.One of the elementary transmissions may not be provided with a freewheel, for example that corresponding to the last speed, the secondary pinion of which is always the one which rotates the fastest when the corresponding elementary transmission is connected.
Le moyen d’embrayage constituant un sélecteur peut avantageusement être magnétique ou électro-magnétique pour éviter tout conflit mécanique comme par exemple un conflit de denture.The clutch means constituting a selector can advantageously be magnetic or electro-magnetic to avoid any mechanical conflict such as, for example, a toothing conflict.
Le moyen d’embrayage assurant la fonction de sélecteur peut être aussi un moyen solidarisant le pignon d’une transmission élémentaire avec celui d’une autre transmission élémentaire qui est déjà embrayée. L’homme de l’art sait concevoir des surfaces rainurées radialement qui procurent ce type de solidarisation lorsque l’on plaque l’une de ces surfaces sur une autre qui lui est complémentaire. On peut par exemple installer un ressort entre une telle surface liée en rotation à un pignon et une surface similaire liée en rotation à un pignon de la transmission élémentaire adjacente, ces ressorts étant choisis pour que la pression sur le premier pignon entraîne les pignons dans un ordre déterminé d’une position dite de repos dans laquelle ils sont libres à une position dite de travail dans laquelle un pignon est solidarisé avec celui de la transmission élémentaire de rang immédiatement inférieur ou immédiatement supérieur, pour tourner avec lui.The clutch means performing the selector function can also be a means joining the pinion of an elementary transmission with that of another elementary transmission which is already engaged. Those skilled in the art know how to design radially grooved surfaces which provide this type of connection when one of these surfaces is pressed onto another which is complementary to it. One can for example install a spring between such a surface connected in rotation to a pinion and a similar surface connected in rotation to a pinion of the adjacent elementary transmission, these springs being chosen so that the pressure on the first pinion drives the pinions in a determined order from a so-called rest position in which they are free to a so-called working position in which a pinion is secured to that of the elementary transmission of rank immediately below or immediately above, to rotate with it.
Un moyen recommandé, non représenté, peut consister par exemple à ce qu’un capteur de couple constitué par une barre de torsion entraîne mécaniquement le rapprochement ou l’éloignement d’un pignon d’un autre qui lui est adjacent, ou d’un moyen de solidarisation entre deux pignons du moyen similaire qui lui est adjacent.A recommended means, not shown, can consist for example in that a torque sensor constituted by a torsion bar mechanically brings about the approach or the removal of a pinion from another which is adjacent to it, or from a pinion. means of securing between two pinions of the similar means which is adjacent thereto.
Le volume dans lequel est installé ce mécanisme de solidarisation de deux pignons de transmissions primaires adjacentes peut être un anneau, et les diamètres intérieur et extérieur de cet anneau peuvent varier d’un mécanisme au mécanisme de la transmission élémentaire adjacente pour disposer de la place nécessaire au fonctionnement de ces mécanismes sans élargir pour autant les pignons primaires correspondants. Ceci permet de limiter l’encombrement total de la transmission étagée.The volume in which this mechanism for securing two adjacent primary transmission gears is installed can be a ring, and the internal and external diameters of this ring can vary from one mechanism to the mechanism of the adjacent elementary transmission to have the necessary space. the operation of these mechanisms without expanding the corresponding primary gears. This makes it possible to limit the total size of the staged transmission.
Un pignon primaire passant d’une position libre à une position de travail peut passer par une étape intermédiaire dans laquelle il est entraîné par friction, avec une possibilité de glissement procurant le même effet qu’un synchro de boite de vitesses. Dans le cas où le moyen d‘embrayage est magnétique ou électromagnétique, un pignon primaire peut comporter des aimants qui s’attirent lorsqu’ils sont en position de travail. La fonction d’embrayage peut ainsi être progressive et sans poussière ni usure. Dans un mode perfectionné, l’aimant ou l’électro-aimant peut avoir deux positions possibles pour ne pas être attiré par un autre en position de repos.A primary pinion passing from a free position to a working position can pass through an intermediate stage in which it is driven by friction, with the possibility of sliding providing the same effect as a gearbox synchro. In the event that the clutch means is magnetic or electromagnetic, a primary gear may have magnets which attract each other when in the working position. The clutch function can thus be gradual and free from dust and wear. In an improved mode, the magnet or the electromagnet can have two possible positions so as not to be attracted by another in the rest position.
Les sélecteurs d’une transmission étagée comportant des moyens de solidarisation en rotation d’un pignon d’une transmission élémentaire avec celui d’une transmission élémentaire adjacente peuvent ainsi former un moyen d’embrayage cumulatif embrayant de 0 à N pignons dans un ordre correspondant à des valeurs croissantes ou décroissantes du rapport de couple de la transmission élémentaire à laquelle ils appartiennent.The selectors of a stepped transmission comprising means for securing in rotation a pinion of an elementary transmission with that of an adjacent elementary transmission can thus form a cumulative clutch means engaging from 0 to N pinions in a corresponding order. to increasing or decreasing values of the torque ratio of the elementary transmission to which they belong.
A la fois le sélecteur et la roue libre d’une transmission élémentaire munie de tels composants peuvent aussi bien se trouver combinés avec son pignon d’entrée qu’avec son pignon de sortie.Both the selector and the freewheel of an elementary transmission provided with such components can be combined with its input pinion as well as with its output pinion.
Lorsque le couple transmis ou la vitesse de rotation, selon le cas, est proche de la condition de débrayage d’une transmission élémentaire, la transmission étagée pourrait mettre en service et hors service une transmission élémentaire à un rythme d’alternance rapide, ce qui n’est pas souhaitable parce que cela provoquerait des à-coups dans la transmission et une usure prématurée. Pour éviter cela, il est souhaitable que la condition de débrayage d’une transmission élémentaire soit différente d’une condition dite condition d’embrayage qui est celle provoquant l’embrayage de la transmission élémentaire considérée, cette condition d’embrayage pouvant être que le couple auquel la transmission élémentaire considérée est soumise est supérieur à une valeur prédéterminée, ou que la vitesse de rotation à laquelle elle est soumise est supérieure ou inférieure à une valeur prédéterminée, selon le cas.When the transmitted torque or the rotational speed, as the case may be, is close to the disengaging condition of an elementary transmission, the stepped transmission could switch an elementary transmission on and off at a rapid alternation rate, which is undesirable because it will cause jerking in the transmission and premature wear. To avoid this, it is desirable that the disengagement condition of an elementary transmission be different from a condition called the clutch condition which is that causing the clutch of the elementary transmission considered, this clutch condition possibly being that the torque to which the elementary transmission in question is subjected is greater than a predetermined value, or that the speed of rotation to which it is subjected is greater or less than a predetermined value, as the case may be.
Une façon avantageuse d’obtenir ce résultat est qu’un sélecteur ou l’ensemble des sélecteurs comporte un moyen de rappel vers au moins une position d’équilibre associée à une transmission élémentaire, ce moyen de rappel favorisant le maintien de l’embrayage de la transmission élémentaire considérée même sensiblement au-delà de ses conditions d’embrayage et de débrayage.An advantageous way to obtain this result is that a selector or all of the selectors comprises a return means towards at least one equilibrium position associated with an elementary transmission, this return means favoring the maintenance of the clutch. elementary transmission considered even substantially beyond its conditions of engagement and disengagement.
Dans le cas où le couple transmis par l’arbre d’entrée est irrégulier (pédalier de vélo, manivelle, moteur à combustion interne, etc.), il peut être avantageux de limiter les possibilités de variation d’effet d’un sélecteur au cours d’un cycle de rotation de l’arbre d’entrée. Une méthode préférée pour cela est que le changement de configuration embrayée à débrayée ou de débrayée à embrayée de la transmission élémentaire à laquelle il est associé soit ralenti par un moyen d’amortissement.In the event that the torque transmitted by the input shaft is irregular (bicycle crankset, crank, internal combustion engine, etc.), it may be advantageous to limit the possibilities of variation of the effect of a selector to the during one cycle of rotation of the input shaft. A preferred method for this is that the change of clutch-to-disengaged or disengaged-to-engaged configuration of the elementary transmission with which it is associated is slowed down by damping means.
Il est possible de réaliser des versions simplifiées de transmissions selon la présente invention. Par exemple, les fonctions d’embrayage unidirectionnel dit roue libre et de moyen d’embrayage dit sélecteur peuvent être obtenues par deux pignons dentés dont les dentures sont asymétriques pour obtenir l’effet d’embrayage unidirectionnel, et par une déformation élastique d’une partie quelconque de la transmission élémentaire considérée pour obtenir l’effet de moyen d’embrayage dit sélecteur. Ces deux pignons dentés ne coopèrent pas dans une des deux directions possibles de leurs rotations respectives, et en jouant sur la souplesse de déformation des pignons dentés, on peut favoriser la connexion d’une transmission élémentaire pour une plage de couple ou de vitesse de rotation. Cette version n’est pas représentée.It is possible to realize simplified versions of transmissions according to the present invention. For example, the functions of a one-way clutch called freewheel and a clutch means called a selector can be obtained by two toothed pinions, the teeth of which are asymmetrical to obtain the one-way clutch effect, and by an elastic deformation of a any part of the elementary transmission considered to obtain the effect of the so-called selector clutch means. These two toothed pinions do not cooperate in one of the two possible directions of their respective rotations, and by playing on the flexibility of deformation of the toothed pinions, it is possible to favor the connection of an elementary transmission for a range of torque or speed of rotation. . This version is not shown.
La présente invention permet de réaliser des transmissions automatiques n’utilisant aucun dispositif électromécanique ou informatique, mais elle peut aussi être mise en œuvre en utilisant des sélecteurs comportant un ou plusieurs actionneurs commandés électriquement ou par un ordinateur. Il est également possible de réaliser une transmission manuelle en actionnant manuellement chacun des sélecteurs ou l’ensemble des sélecteurs lorsque ces derniers sont reliés mécaniquement.The present invention enables automatic transmissions not using any electromechanical or computer device, but it can also be implemented using selectors comprising one or more actuators controlled electrically or by a computer. It is also possible to achieve a manual transmission by manually operating each of the selectors or all of the selectors when the latter are mechanically connected.
On peut bien sûr assembler un très grand nombre de transmissions élémentaires, et ces transmissions élémentaires peuvent être de natures différentes, se connectant et se déconnectant en fonction de paramètres différents comme le couple ou la vitesse, comme une combinaison des deux ou encore manuellement ou sur commande d’un ordinateur.We can of course assemble a very large number of elementary transmissions, and these elementary transmissions can be of different natures, connecting and disconnecting according to different parameters such as torque or speed, as a combination of the two or even manually or on computer control.
Une transmission élémentaire peut comporter plusieurs sélecteurs 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 commandes manuelles ou informatisées, et de paramètres de vitesse de rotation et de couple transmis.An elementary transmission can include several selectors 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 manual or computerized controls, and transmitted rotational speed and torque parameters.
Les grands avantages de la présente invention sont que le changement de rapport de transmission peut être entièrement automatisé en fonction du couple résistant, et qu’il n’est pas nécessaire de munir une telle transmission de synchros ou même d’embrayage comme on le verra plus loin.The great advantages of the present invention are that the change of transmission ratio can be fully automated as a function of the resistive torque, and that it is not necessary to provide such a transmission with synchromes or even with a clutch, as will be seen. further away.
Un sélecteur de couple peut être muni d’un moyen dit de réglage de sensibilité permettant de faire varier la valeur du couple ou de la vitesse entraînant la connexion et la déconnexion d’une transmission élémentaire. Ce moyen peut modifier aussi bien les règles de fonctionnement d’un seul sélecteur ou être commun à plusieurs sélecteurs.A torque selector may be provided with a so-called sensitivity adjustment means making it possible to vary the value of the torque or of the speed causing the connection and disconnection of an elementary transmission. This means can modify the operating rules of a single selector as well or be common to several selectors.
L’homme de l’art a à sa disposition de très nombreux moyens de faire varier l’effet du couple de l’arbre de sortie sur un sélecteur, ainsi que son rappel élastique. Cela est particulièrement facile lorsque le moyen d’embrayage est un moyen solidarisant en rotation le pignon d’une transmission élémentaire avec celui d’une ou plusieurs autres transmissions élémentaires, car le rappel élastique peut alors être un simple un ressort situé dans l’axe de rotation de l’arbre primaire. La tension ou la compression de ce ressort peut en effet facilement être modifiée pendant la rotation de l’arbre et des pignons.There are a number of ways available to those skilled in the art to vary the effect of output shaft torque on a selector, as well as its elastic return. This is particularly easy when the clutch means is a means joining in rotation the pinion of an elementary transmission with that of one or more other elementary transmissions, because the elastic return can then be a simple spring located in the axis. of the primary shaft. The tension or compression of this spring can indeed easily be changed during the rotation of the shaft and pinions.
Dans la version représentée aux figures 1 à 5, le moyen faisant varier la résistance élastique du ressort 803 peut consister à faire varier la position de l’appui de ce ressort qui est opposée au sélecteur global 40 (moyen non représenté sur les figures).In the version shown in Figures 1 to 5, the means for varying the elastic resistance of the spring 803 may consist in varying the position of the support of this spring which is opposite to the global selector 40 (means not shown in the figures).
Un tel moyen de réglage peut aussi permettre de déconnecter une ou plusieurs transmissions élémentaires, 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’énergie ou usure ou poussière.Such an adjustment means can also make it possible to disconnect one or more elementary transmissions, 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, indirectement, 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, indirectly, 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 en supplément 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 also useful because it makes it possible to equip the transmission with a 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 doivent entraîner un changement de direction par rapport à celui d’une transmission élémentaire assurant la marche avant, mais lorsque l’arbre d’entrée 2 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 autorisée de son embrayage unidirectionnel.When 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 2 is driven in rotation by an electric motor which can easily be rotated in one direction or the other, an elementary transmission ensuring operation rear only differs from an elementary transmission ensuring forward travel by the authorized direction of rotation of its one-way clutch.
Dans une version perfectionnée, une au moins desdites transmissions élémentaires (de préférence’ la première vitesse) 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 documents PCT-FR-2019-000030 et FR1870485 précités.In an improved version, at least one of said elementary transmissions (preferably ’first gear) has a transmission ratio which varies depending on the torque to which it is subjected or its speed of rotation. There are many ways of carrying out such transmissions, including those described in the aforementioned documents PCT-FR-2019-000030 and FR1870485.
Il est également possible de réaliser avec l’invention des boites de vitesses à double embrayage. 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 3 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 3. Cette disposition est donc particulièrement adaptée aux transmissions de puissance.It is also possible to achieve with the invention dual clutch gearboxes. 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 3 of the assembly via a third clutch disc 800. The advantage is to avoid shocks during the commissioning of a freewheel, since the latter is commissioned before ensuring the transmission of torque to the output shaft 3. This arrangement is therefore particularly suitable for transmissions. power.
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 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. Lorsqu’une transmission élémentaire ne transfère pas le couple, sa considéré est ainsi en configuration de repos, et il ne passe que progressivement en position de travail lorsque la transmission élémentaire considérée est connectée. Un tel pignon denté élastique 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 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. When an elementary transmission does not transfer torque, its considered is thus in the rest configuration, and it only gradually switches to the working position when the considered elementary transmission is connected. Such a resilient toothed pinion may equally well be an input pinion or an output pinion.
D’une façon générale, pour limiter le choc subi par une roue libre lors de la connexion de la transmission élémentaire à laquelle elle est associée, il est avantageux qu’un élément quelconque d’une transmission élémentaire ait une possibilité de déformation élastique.In general, to limit the shock undergone by a freewheel when connecting the elementary transmission with which it is associated, it is advantageous for any element of an elementary transmission to have the possibility of elastic deformation.
Un autre moyen de protection de la roue libre peut consister à munir la sortie d’une transmission élémentaire d’un embrayage centrifuge, ce qui a pour effet qu’elle n’entraîne l’arbre de sortie qu’après son embrayage par le sélecteur.Another means of protecting the freewheel may consist in providing the output of an elementary transmission with a centrifugal clutch, which has the effect that it does not drive the output shaft until after it has been engaged by the selector. .
Dispositions et combinaisons particulièresSpecial provisions and combinations
Une transmission selon l’invention peut aussi être associée en série avec tout autre type de boite de vitesses manuelle ou automatique. On peut en particulier associer deux transmissions selon l’invention, et l’une d’elles peut être manuelle tandis que l’autre peut être automatique. La transmission manuelle peut permettre à l’utilisateur de choisir un mode de fonctionnement allant par exemple pour un vélo ou une voiture de « promenade » à « sport » tandis que la transmission automatique adapte ensuite le rapport de transmission aux conditions rencontrée comme la nature du terrain par exemple.A transmission according to the invention can also be associated in series with any other type of manual or automatic gearbox. In particular, two transmissions can be combined according to the invention, and one of them can be manual while the other can be automatic. The manual transmission can allow the user to choose an operating mode ranging for example for a bicycle or a car from "walking" to "sport" while the automatic transmission then adapts the transmission ratio to the conditions encountered such as the nature of the vehicle. terrain for example.
Deux transmissions selon l’invention ou d’autres natures peuvent être associées en parallèle, partageant le même arbre de sortie et ayant des arbres d’entrée entraînés en rotation par des moyens différents, comme par exemple un pédalier et un moteur dans le cas des vélos électriques. Lorsqu’une transmission selon l’invention comporte un train épicycloïdal, l’un des composants de ce train peut recevoir l’énergie d’une source d’énergie et l’autre d’une autre, comme cela est connu.Two transmissions according to the invention or of other types can be associated in parallel, sharing the same output shaft and having input shafts driven in rotation by different means, such as for example a crankset and a motor in the case electric bikes. When a transmission according to the invention includes an epicyclic gear, one of the components of this gear can receive energy from one power source and the other from another, as is known.
Les transmissions selon l’invention peuvent aussi être assemblées en parallèle pour entraîner deux roues d’un même essieu sans avoir besoin de différentiel.The transmissions according to the invention can also be assembled in parallel to drive two wheels on the same axle without the need for a differential.
Un assemblage en série de transmissions étagées selon l’invention permet de disposer d’un nombre de rapports de transmission qui est le résultat de la multiplication des nombres de transmissions élémentaires de chacune des transmissions étagées.A series assembly of staged transmissions according to the invention makes it possible to have a number of transmission ratios which is the result of the multiplication of the numbers of elementary transmissions of each of the staged transmissions.
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 lorsqu’une transmission élémentaire est à rapport de transmission variable en continu :
- le blocage et déblocage de la variation du rayon de giration du maneton,
- la limitation de la variation pendant une partie du cycle,
- 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’utilisation d’un levier moteur,
et dans tous les cas :
- la limitation de la déformation élastique d’un élément de liaison,
- l’amortissement de toute déformation élastique 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,
- 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,
- et 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, in particular when an elementary transmission has a continuously variable transmission ratio:
- blocking and unblocking of the variation in the radius of gyration of the crankpin,
- limitation of the variation during part of the cycle,
- 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 use of a motor lever,
and in all cases:
- limitation of the elastic deformation of a connecting element,
- the damping of any elastic deformation 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,
- reciprocal operation, making it possible to have an engine brake or to start an internal combustion engine,
- energy storage and braking,
- and 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 2 à un arbre de sortie 3 par l’utilisation d’une transmission mécanique selon l’invention.It is also the method of transmitting motion from an input shaft 2 to an output shaft 3 through the use of a mechanical transmission according to the invention.
ApplicationsApplications
Les principales applications sont les suivantes :
- les boites de vitesses étagées à rapports fixes, manuelles ou à changement de vitesse automatique, en particulier celles dont le rapport de transmission change automatiquement en fonction du couple résistant et/ou du régime moteur, et/ou de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie,
- les transmissions à variation continue à engrenages,
- les embrayages centrifuges sans déperdition d’énergie,
- 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, ou par une transmission élémentaire d’une transmission selon l’invention,
- 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 machines industrielles et de jouets,
- la propulsion des vélos et autres véhicules ou machines mus par un pédalier ou des manivelles,
- l’automobile,
- 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 fixed ratios, manual or automatic speed change, in particular those whose transmission ratio changes automatically according to the resistive torque and / or the engine speed, and / or the speed of rotation of the engine. 'output shaft,
- continuously variable gear transmissions,
- centrifugal clutches without energy loss,
- 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, or by an elementary transmission of a transmission according to the invention,
- 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 industrial machines and toys,
- the propulsion of bicycles and other vehicles or machines driven by a crankset or cranks,
- the automobile,
- winches, jacks and winches whose transmission ratio automatically adapts to the resistive torque,
- rotating tools.
Claims (7)
- au moins deux transmissions élémentaires pouvant assurer ce transfert de mouvement selon un rapport de transmission différent,
- l’entrée et la sortie de ces deux transmissions élémentaires étant reliées mécaniquement en permanence, même lorsqu’elles ne transmettent pas le couple de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie,
- une transmission élémentaire au moins étant munie d’un moyen d’embrayage dit sélecteur (40 ou 401 et suivants) ayant pour effet de la mettre en configuration dite connectée en liant mécaniquement son entrée audit arbre d’entrée ou sa sortie audit arbre de sortie, ou au contraire de la mettre en configuration dite déconnectée en déconnectant mécaniquement son entrée dudit arbre d’entrée ou sa sortie dudit arbre de sortie,
caractérisée en ce qu’une transmission élémentaire est connectée et déconnectée en fonction du couple auquel est soumis l’arbre de sortie.Mechanical transmission called stepped transmission comprising a plurality of means for transferring movement from its input shaft (2) to its output shaft (3), called elementary transmissions each comprising an input which can be driven in rotation by said input shaft and an output capable of rotating said input shaft,
- at least two elementary transmissions capable of ensuring this transfer of movement according to a different transmission ratio,
- the input and the output of these two elementary transmissions being permanently mechanically connected, even when they do not transmit the torque from the input shaft to the output shaft,
- at least one elementary transmission being provided with a so-called selector clutch means (40 or 401 and following) having the effect of putting it in the so-called connected configuration by mechanically linking its input to said input shaft or its output to said shaft. output, or on the contrary to put it in a so-called disconnected configuration by mechanically disconnecting its input from said input shaft or its output from said output shaft,
characterized in that an elementary transmission is connected and disconnected according to the torque to which the output shaft is subjected.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2002823A FR3108374A3 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Automatic transmission |
| PCT/FR2021/000011 WO2021160946A1 (en) | 2020-02-13 | 2021-02-08 | Transmission with a shaft and dog connected by a thread |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2002823 | 2020-03-23 | ||
| FR2002823A FR3108374A3 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Automatic transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3108374A3 true FR3108374A3 (en) | 2021-09-24 |
Family
ID=77772238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2002823A Withdrawn FR3108374A3 (en) | 2020-02-13 | 2020-03-23 | Automatic transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3108374A3 (en) |
-
2020
- 2020-03-23 FR FR2002823A patent/FR3108374A3/en not_active Withdrawn
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