L'engrenage, objet de l'invention a été conçu pour permettre l'obtention d'un rapport d'engrenage très élevé tout en'restant dans un type de transmission à roues dentées, et ceci sans dépasser un encombrement raisonnable de l'ensemble des rouages.

L'engrenage, objet de l'invention est destiné à être utilisé dans la mécanique en général, notamment dans les domaines de l'automobile, de l'aviation, dans le domaine spacial, en médecine (nanotechnologie), etc....

Ainsi l'engrenage selon l'invention sera utilisé avantageusement dans toutes transmissions d'énergie par rouages dentés avec un rapport important.

Les circonférences R1 et R2 sont les diamètres primitifs des deux roues.

Déterminons d'abord la proportion qui doit exister entre les nombres de tours exécutés par les mobiles d'un engrenage et leur nombre de dents. Connaissant les nombres de dents Z1 de la roue et le nombre de dents Z2 du pignon, nous pouvons déterminer le rapport de ce train d'engrenage, c'est à dire le nombre de rotations N2 accomplies par le pignon 2 pendant que la roue 1 exécute un nombre de tours N1.

Supposons la roue 1 avec un nombre de dents Z1=120 engrenant dans un pignon 2 avec un nombre de dents Z2=10.

Comme chaque dent de la roue conduit une aile du pignon, il est évident que, pendant que le pignon exécute une rotation de 360°, il aura avancé autant de dents de la roue que ce pignon a d'ailes, et que par conséquent le pignon fera autant de tours que son nombre d'ailes est compris de fois dans le nombre de dents de la roue ; on a donc : N2-Zl/Z2 = 120/10 = 12 De plus, si 1"on veut connaître le nombre de rotations accomplies par le pignon Z2 pendant que la roue en exécute un nombre quelconque, Nul = 4 par exemple, le nombre de tours N2 deviendra N1 fois plus considérable et on peut en déduire : N2 = N1 (Z1/Z2) = 4 (120/10) = 48 On peut donc présenter les chose de la façon suivante : (N2/N 1) = (Z 1/Z 2) Les nombres de tours exécutés par les deux mobiles sont donc inversement proportionnels à leurs nombres de dents.

L'état actuel de la technique et les faibles volumes à disposition dans les micro mécanismes nous permettent de réaliser des roues d'environ 300 dents au plus et des pignons de 6 dents au minimum. La conception des rouages lors de la transmission de force et la dimension générale de leurs pivots nous obligent à ne pas réaliser des pignons avec un nombre de dents au dessous de 10 et un nombre de dents maximum pour les roues de 120 dents.

Il n'y a que quelques cas où l'on admet un pignon de 6 dents.

En utilisant les formules de calcul d'engrenage, on obtient donc les valeurs suivantes : N2= (ZA/Z2) = 120/10 = 12 ; (dans le meilleur des cas : N2=300/10= 30) On peut donc affirmer que les meilleurs rapports d'engrenage que l'on obtient avec les méthodes traditionnelles se situent entre 10 et 30, mais le plus souvent entre 4 et 12.

Le but de l'invention est de remédier à l'inconvénient qui consiste à obtenir des rapports d'engrenage entre deux mobiles qui restent relativement faible et de proposer un nouvel engrenage présentant un rapport d'engrenage beaucoup plus élevé.

L'engrenage à roues dentées selon l'invention, est caractérisé en ce que l'une des roues comprend un arbre à cames monté sur son axe, l'arbre à cames attaquant un train d'au moins deux roues dentées parallèles et solidaires l'une de l'autre, les dents des deux roues ainsi que les galets formant les cames de l'arbre étant décalés l'un par rapport à l'autre.

Dans un mode d'exécution, le train de roues comprend trois roues dentées parallèles entre elles et de même diamètre, les dents des roues étant décalées l'une par rapport à l'autre d'un angle correspondant à 1/3 de dent et les galets formant les cames montées sur l'arbre et attaquant chacune des trois roues formant entre eux un angle de 120°.

Selon un autre mode d'exécution, les train de roues comprend cinq roues parallèles entre elles et de même diamètre, les dents des roues étant décalées l'une par rapport à l'autre d'un angle correspondant à 1/5 de dent et les galets formant les cames montés sur l'arbre et attaquant chacune des cinq roues présentant entre eux des angles de 72°.

L'arbre peut présenter une section polygonale destinée à recevoir et à positionner les galets formant les cames, qui viennent s'enfiler sur ledit arbre.

L'engrenage selon l'invention remet en cause les formules de calcul d'engrenage conventionnels, c'est à dire qu'au lieu d'utiliser la formule : N2=Z1/Z2, nous pouvons appliquer la formule N2=Z1 ou un variante N2=Zl/2 Avec l'engrenage selon l'invention, on voit que le rapport d'engrenage de notre système est égal. au nombre de dents de la première roue dudit rapport d'engrenage.

Les applications sont innombrables, ainsi que les domaines d'application."L'horlogerie ne représente qu'une très faible partie du champ d'application, tous les domaines de la mécanique utilisant des engrenages sont concernés par cette invention.

S'il est dit dans tous les livres traitant du sujet que : Le pas linéaire pour un mobile denté est la longueur de l'arc de circonférence primitive prise sur le rayon de base de la roue et que, cette longueur vaut la largeur d'une dent plus un vide et que la règle est la suivante : « Deux roues dentées engrenant l'une avec l'autre doivent avoir le même pas linéaire », notre invention permet d'annuler et de remplacer cette affirmation ! Supposons que l'on désire un rapport d'engrenage de R=1200 selon l'état de la technique, 4 roues et 4 pignons sont nécessaires pour parvenir à ce résultat.

Notre invention permet de réaliser ce même rapport, mais avec 3 mobiles au lieu de 5 ! Notre invention permet donc de simplifier tous les rapports d'engrenage connus à ce jour.

Et offre les avantages suivants : o Diminution du nombre de composants, donc diminution des coûts o Diminution des délais de réalisation des études et de la fabrication des composants.

13 Diminution de la charge des ateliers de décolletage et de taillage de roulage ainsi que des ateliers de contrôle o Diminution des outillages consommables (fraises et posages).

# Diminution de l'encombrement d'un rouage.

Diminution des temps de montage et d'assemblage. o Plus de facilité à la réutilisation des composants pour d'autres mécanismes. o Amélioration des rendements de transmission, donc diminution de l'usure générale des composants.

# Ouverture de nouvelles possibilités d'implantation de rouages.

Originalité et exclusivité Frank Muller, en accord avec l'esprit de simplification et de logique de la marque FM.

Sur le plan marketing, « Frank Muller réinvente la roue » o Une quantité incroyable d'applications horlogères. o Des possibilités de variantes et d'évolutions que nous expliquons dans les pages suivantes.

Le dessin représente, à titre d'exemple, deux modes d'exécution du train d'engrenage, objet de l'invention.

Dans le dessin : - la Fig. 1 est une vue en perspective du premier mode d'exécution de l'engrenage.

- La Fig. 2 est une vue de côté de l'engrenage de la Fig. 1, - La Fig. 3 est une vue éclatée, à échelle agrandie d'un arbre à cames du mode d'exécution de la Fig. 1, La Fig. 4 est une vue en coupe d'un deuxième mode d'exécution, dans lequel un arbre à cames solidaire d'un mobile entraîne un train de cinq roues solidaires l'une de l'autre, - La Fig. 5 est une vue éclatée, de l'arbre à cames de la Fig. 4, - La Fig. 6 est une vue en perspective montrant comment l'arbre à cames de la Fig. 5 attaque le train de cinq roues.

L'engrenage 1 représenté dans les Fig. 1 et 2 comprend une roue d'entrée 2 munie d'un arbre à cames 3 solidaire de la roue 2 et placé sur l'axe de ladite roue.

L'arbre à cames 3 représenté également en vue éclatée dans la Fig. 3, comprend trois galets 4,5 et 6 formant des cames attaquant trois roues d'entrées identiques 7, 8 et 9 parallèles entre elles et solidaires l'une de l'autre. Les trois roues.. dentées sont décalées de la largeur de 1/3 de dent l'une par rapport à l'autre et les galets formant les cames forment entre eux un angle de 120°.

Dans la Fig. 3, est représenté l'arbre à came fixé au mobile 2.

Les galets réducteurs 4,5 et 6 sont montés le long d'un axe 10 du mobile réducteur 2, de façon à ce que leurs positions soient décalées de 120°.

Après le montage, les galets réducteurs ne peuvent pas modifier ce décalage angulaire puisqu'ils sont positionnés par leurs trous hexagonaux 11 ajustés sur l'axe 10 du mobile réducteur 2 lui-même hexagonal.

L'usinage de ces 4 éléments 4 à 6 et 10 s'effectue de manière traditionnelle, c'est à dire : l'axe du mobile réducteur est obtenu par exemple par décolletage ; les galets réducteurs ou cames sont obtenus par des méthodes d'usinage traditionnels d'enlèvement de copeaux (tournage ou fraisage), ou par étampage. Les méthodes de productions de nanotechnologies pour produire des composants à base de nickel peuvent être utilisées.

Des rondelles (entretoises) peuvent être logées entre les galets, le long de l'axe réducteur de façon à régler la distance entre les galets.

La roue 2 permettant la transmission d'énergie à un autre axe du rouage est, chassée sur l'axe du mobile réducteur.

L'homme du métier comprend sans explication complémentaire le fonctionnement de l'engrenage décrit en regard des Fig. 1 à 3. Il comprend aisément que si, par exemple, le train des trois roues entraîneuses est N1 et que le nombre de dents de ce train de trois roues est Z1 et que le mobile portant l'arbre à came est N2 : N2 = Zl/2 Dans ce cas, la roue entraîneuse est couplée à deux autres roues entraîneuses identiques montées de façon concentrique, mais décalées angulairement dans un sens d'une valeur de 1/3 de pas. De cette façon, en avançant d'un pas angulaire, la roue entraîneuse n°l fait avancer le mobile réducteur de 180° (3 x 60°) puisque chaque roue entraîne une came du mobile réducteur. On comprend donc que le passage de deux pas angulaires de la roue entraîneuse n°l fait réaliser un tour complet du mobile de réduction. D'où la formule suivante : Nombre de tours du mobile réducteur = nombre de dents de la roue entraîneuse divisée par deux, c'est à dire : N2 = Zl/2 Il est intéressant de constater que le nombre de dents de la roue entraîneuse est toujours le double du rapport d'engrenage entre les deux mobiles.

Exemple 1 : Z1 = 120 ; Rapport N2 = Z1/2 = 120/2 = 60 Donc, dans cet exemple, si la roue Z1 exécute 1 tour par heure, le mobile de réduction Z2 exécutera 60 tours par heure, c'est à dire : 1 tour par minute.

Exemple 2 : Si l'on vient ajouter un engrenage normal à la sortie de la roue de N2 on peut obtenir un train d'engrenage permettant de faire un tour par année en partant du jour : Z1 = 146 : Rapport suivant = 5 D'où : N3 = Z1/2 x 5 = (146/2) x 5 = 73 x 5 = 365 Dans le mode d'exécution des Fig. 4 à 6, le train de roues du mobile 2= est de cinq roues 21 à 25 et l'arbre à cames 26 également de section polygonale porte cinq galets 27 à 31 décalés d'un angle de 72° l'un par rapport à l'autre.

Les roues 21 à 25 formant le train de cinq roues, sont décalées de 1/5 de dent l'une par rapport à l'autre et la perspective de la Fig. 6 permet de comprendre aisément le fonctionnement de l'ensemble.

Dans le cas de principe avec 5 roues décalées, où N2=Z1, la roue entraîneuse est couplée à 4 autres roues entraîneuses identiques montées de façon concentrique, mais décalées angulairement dans un sens d'une valeur de 1/5 de pas. De cette façon, en avançant d'un pas angulaire, la roue entraîneuse n°l fait avancer le mobile réducteur de 360° (5x 72°) puisque chaque roue entraîne une came du mobile réducteur. On comprend donc le passage d'un pas angulaire de la roue entraîneuse n°l fait réaliser un tour complet du mobile de réduction.

D'où la formule suivante : Nombre de tours du mobile réducteur = nombre de dents de la roue, c'est à dire : N2 = il Il est intéressant de constater que le nombre de dents de la roue entraîneuse est toujours égale au rapport d'engrenage entre les deux mobiles.

Exemple 1 : Z1 = 60 ; Rapport N2 = Z1 = 60 Donc, dans cet exemple, si la roue Z1 exécute 1 tour par heure, le mobile de réduction Z2 exécutera 60 tours par heure, c'est à dire : 1 tour par minute.

Exemple 2 : Si l'on vient ajouter un engrenage normal à la sortie de la roue de N2 on peut obtenir un train d'engrenage permettant de faire un tour par année en partant du jour : Z1 = 73 ; Rapport suivant = 5 D'où : N3 = Zl x 5 = 73x 5. = 365 Il a été décrit un engrenage avec un train de 3 et de 5 roues. Il est évident pour l'homme de métier que, par exemple, un engrenage avec un train de quatre roues fonctionne également sans problème. Dans ce cas les dents du train seront décalées de 1/4 de la largeur d'une dent et l'angle entre les galets de l'arbre à came, sera de 90°. Finalement, il est possible de concevoir un engrenage avec un train de roue allant au delà de cinq roues.