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BREVET D' I N V E N T I O N " Appareil de changement de vitesse hydraulique continu et automatique ".-
Les appareils de changement de vitesse hydrauliques, com- portant, une pompe à débit variable et un appareil récepteur, ont le datant de ne pouvoir être appliqués aux machines à régime de marche rapide, leur vitesse de :rotation éant limitée par le fait des mouvements alternatifs, dans les corps de pompe, du liqui- de en usage, l'huile en général, dont l'inertie s'oppose à la rapidité de ces mouvements;
cette huile en mouvements alternatifs parcourt d'ailleurs le double de cumin utile., Aucun de ces appareils ne comporte la prise directe*
La présente invention remédie à ces inconvénients par une
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disposition des organes qui permet à l'huile, malgré lea mou- vements alternatifs des pintons, tout en accomplissant un par- cours réduit de moitié sur celui des appareils connue, de circu- 1er dans un sens oonstant, ce qui lui permet d'atteindre les grandes vitesses.. Le dispositif, en outre, comporte la priae directe*
Le prinoipe sur lequel est basée l'invention est représenté par la fig. 1 des dessins annexés.
Une forme pratique de réali- sation est montrée par les fig. 2, 3, 4 et 5.
On décrit tout dtabord le principe de l'invention en se référant à la fig. 1 qui est une coupe longitudinale faite par l'axe de l'appareil.
Un barillet 1 est alésé d'un nombre pair de cylindres équidistante et disposée en couronne, on auppoae dans l'exemple que le nombre est de six dont trois servent de corps de pompe et les trois autres de oorps de récepteurs. La fige 1 montre deux cylindres diamétralement opposée; le cylindre-pompe 2 est ouvert à l'extrémité tournée vers l'arbre moteur 4 et il est fermé à l'autre bout ; le cylindre-récepteur 3 est ouvert du cote de l'arbre à conduire 30 et fermé à l'autre bout.
Les cylindres sont intercalée, un cylindrepompe, un cylindre-récepteur et ainsi de suite* A l'intérieur de chaque cylindre est disposée une chemise cylindrique pouvant tourner et constituant boisseau de distribution d'huile 16 pour le cylindre 2 et 19 pour le cylindre 3*
Le barillet comporte en son centre un compartiment oylin.. drique divisé par une cloison médiane transversale en deux chambres indépendantes 9 et 10 dont les parois communes avec celles des quatre cylindres sont percées d'ouvertures on lumières telles que 5, 7 pour la chambre 9 et 7, 8 pour la chambre 10,
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-Les boisseaux 18 et 19 sont percées de lumières semblables près de leurs extrémités et les lumières d'une extrémité sont dispo- nées à 90 des lumières de l'autre extrémité,.
il y a deux lu- mièrea diamétralement opposées à chaque extrémité afin d'équili- brer les pressions-
Les boisseaux comportent à leur extrémité ouverte une couronne dentée, pour les boisseaux 18 des cylindres-pompes la couronne dentée engrène avec un pignon 20 calé en bout de l'ar- bre moteur, tandis que pour les cylindres-récepteurs 5 la courons ne dentée est en prise avec un pignon 22 calé sur l'arbre à conduire 30. Les boisseaux sont entraînés à demi-vitesse de leur arbre oorrespondant.
Dans chaque cylindre se meut un piston plongeur tel que 11 et 12 de diamètre inférieur au diamètre du voisseau afin de laisser un espace annulaire tel que 17 ou 18 entre le boisseau et l'extérieur du piston qui glisse à frottement doux dans l'ou. verture ménagée dans l'embase telle que 13 ou 14 de chaque piston.
La tête des pistons comporte un épanouissement tel que 15 ou 16 ayant le diamètre du boisseau pour constituer guide et dont la fixation à la tête est faite par des rayons qui laissent un large intervalle entr'eux pour donner un grand passage à l'huile.
Les pistons-pompes comportent une biellette 29 dont les extrémités sont sphériques afin de pouvoir osciller en tous sens; ces biellettes sont attelées à une couronne 27 en deux pièces portant deux cuvettes 28 diamétralement opposées et en outre un téton engagé dans une glissière longitudinale, cette couronne ne peut donc tourner mais bien osciller sous l'effet de la rotation d'un plateau en deux pièces 25 ayant une position inclinée et étant rendue solidaire de l'arbre 24 par des tourillons 25 apparu tenant au dit arbre.
Le plateau 25 comporte double butée de
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rouleaux 26 roulant contre les faces de la couronne 27, son inclinaison est donnée par une sorte le doigt 31 à butée à billes 32 contre laquelle agit constamment un ressort de tension non figuré prenant appui contre la paroi verticale du support de l'arbre moteur 24,
Le plateau 25 est largement avide en son centre afin qu'il y ait n jeu très notable entre cet évidemment et l'arbre 24 @ pour permettre à ce plateau de se redresser jusqu'à ;
, la position perpendiculaire à l'arbre en vue de faire varier 1$amplitude des oscillations de la couronne 27 auxquelles sont reliées les biellettes 29, et de ce fait réaliser la variation de la course des pistons
Un même système de plateau et de couronne exista pour l'arbre récepteur aveo la différence que le plateau est emmanohé sur l'arbre 30 et claveté afin de conserver constamment son inclinai- son.
Deux carter tronconiques 33 enferment les systèmes précis tés, ils sont rendus solidaires du barillet 1 et comportent des roulements à billes 32.
Etant donné que les carter et le barillet étanches, les cylindres, les pistons et les deux chambres axiales, sont rem- plis d'huile. la circulation de cette huile a lieu de la manière suivante lorsque l'arbre 24 entre en rotation et détermine celle du plateau 25 qui roule par ses butées de rouleaux 26 contre la couronne 27 et la fait osciller, Par suite de oette oscillation les pistons de pompe fonotionnent et en prenant comme exemple le piston 11 quand sa course est celle correspond dant à l'aspiration, l'huile pénètre à l'intérieur du boisseau 18 du cylindre 2 en passant par la lumière postérieure telle que 6 -aveo laquelle une des lumières postérieures du boisseau 16 est
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venue correspon4re,
étant donné qu'â cette position du boisseau 18 les lumières antérieures se trouvent à 90 et par conséquent obturées par la paroi du cylindre 2. Le piston 11 odratinaant sa course en avant l'huile remplit le cylindre 6 et quand ce piston commencera sa course de refoulement le boisseau la aura effec- tué un quart de tour mettant alors une des lumières antérieures en communication aveo la lumière 5 du cylindre 2, il s'ensuivra que l'huile sera refoulée avec pression dans la chambre centrale 9 dont une des lumières antérieures telle que 7 communique à ce moment avec une des lumières afférentes du boisseau 19 du
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oyl.ndxexêaapteax 3 dont le piston 12, se trouvant à fin de course refoulante, sera par suite repoussé par l'huile sous pression envoyée par le oylJndre ,
*poupe 11,4 Ce piston 12 retour lera diantre part l'huile se trouvant dans les cylindres 3. laquelle sera obligée de traverser la lumière telle que 8 et la
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chambre centrale 10 pour retourner au oylinl1rt-pornpe 2, iorsj<4e 7ap.xaion du piston 11. On conçoit qu'un calage convenable des boiaeeaux 18, 19 respectifs aux Q11i:ndres-pompes et aux cylindres récepteurs, assurera la mise en correspondance d'une manière précise et aux moments opportuns aveu les lumières
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respectives des c111ndrespo#pes 2 et oylindres-récepteurs 3.
'$huile est ainsi animée d'un courant de sens constant selon un cycle continu depuis les oylindres-pompes aux cylin- dreréoetus et Inversement, l'huile accomplit donc un trajet très court et peut acquérir de ce fait une grande vitesse sans accomplir de parcours inutile comme dans les appareils hydrau- liques actuels.
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Le mouvement de propatilon des pietoneréoeptears 12 sous la poussée de l'huile sous pression refoulée par les pistons de pompe 11, sa transmet par les biellettes des dits pistons 12
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au plateau récepteur solidaire de l'arbre 30 et cela par l'in- termédiaire de la couronne extérieure concentrique à ce plateau et portant les cuvettes emprisonnant les extrémités sphériques des biellettes.
On se rend compte que du fait du clavetage du plateau récepteur sur l'arbre 30 sous un angle invariable (dont le minimum est de 35 et le maximum de 45 ) et également du fait que la oouronne à laquelle sont attelées les biellettes des pis- tons-précepteurs peut osciller parallèlement à 1'axe de l'appareil mais sans pouvoir tourner tandis que le plateau est susceptible de tourner contre elle par ses butées à rouleaux, il résulte que cette couronne réceptrice constitue une rampe mobile sur laquelle agit angulairement l'effort de poussée des biellettes des pistons récepteurs,
cette poussée fait osciller la dite couronne qui fait alors pression sur le plateau oblique et l'oblige à tourner en entraînant l'arbre 30 à une vitesse qui est la résultante de l'amplitude de l'oscillation du plateau 25 et par suite de la valeur de la course des pistons de pompe*
Le carter 33 qui repose par ses extrémités dans des roule. ments à billes portés par le châssis ou par le carter du moteur, peut tourner sur son axe et il porte autour du barillet 1 un large frein 34, qui le maintient fixé au châssis ou au carter du moteur, lorsque le mécanisme est en marche normale avan ou arrière* Pour débrayer ou embrayer il suffit de desserrer ou serrer ce frein 34.
Pour mettre en prise directe on desserre le dit frein et, par un obturateur circulaire (non représenté) on ferme les lumières de l'une des deux ohambres centrales, ce qui bloque
1?huile et, par suite, tout le système, les deux arbres et tout l'appareil tournant ensemble.
Les fig. 2 à 5 des dessins annexés représentent une forme -de réalisation pratique et rationnelle du principe de l'invention
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qui vient d'être exposé :
Fig. 2 eat une coupe longitudinale par l'axe de l'ensem- ble de l'appareil dont les organes sont 'à la position de repos.
La fige 3 est une coupe faite dans un plan perpendiculaire à celui de la coupe 2, du distributeur avec sa soupape. La fige 4 est une coupe de ce distributeur faite par un plan perpendicu- laire à celui de la étape fige 2, et suivant l'axe. La fige 5 est une coupe partielle, perpendiculaire au plan de la fige 2 et suivant taxe. montrant le détail de l'embiellage des pistons de pompe.
Dans cette réalisation le carter 41 est cylindrique et tourne librement par ses extrémités 42 et 43 engagées dana des roulements à billes 44 et 45 portés par des entretoises fixes 46 et 47. Ce carter est divisé sur sa longueur en deux compartimenta égaux par une cloison médiane qui est constituée par le distribu- teur d'huile. Le compartiment de gauche renferme la pompe à huile et le compartiment de droite renferme le récepteur.
La pompe se compose d'un barillet 48 (fig. 2) alésé d'un nombre quelconque de cylindres équidistante, quatre par exemple, dont deux sont représentés* Ce barillet 48 est, par sa fonçure extrême, claveté sur l'extrémité 51 (fige 2) de l'arbre moteur 52 attelé à une biellette telle que 53 et 54 dont le pied et la tête ont une forme sphérique tels que 55 et 56. Ces biellettes sont atte- lées à une couronne 57 montée à cardan 58 sur l'arbre moteur 52 (fige 2). Par sa face opposée aux biellettes, cette couronne 57 roule sur une couronne de galets tels que 59 et 60 dont le chemin de roulement est un plateau 61 (fig. 2 et 4) traversé par l'ar- bre 62.
Le dit plateau 61 est fixé à un étrier 62 tourillonnant dans des paliers 63 et 64 (fig. 4) du carter et pouvant en con- séquence avoir une inclinaison sur 1'axe de l'appareil, comme il
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est vu fig. 2 on bien être normal à cet axe, comme il est vu fig. 5. Les paliers 63 et 64 sont située suivant un diamètre du carter cylindrique, l'axe des paliers passant par le centre de suspension et d'oscillation 65 du cardan portant la couronne 57 de l'embiellage.
L'arbre moteur 52 tourne, entraînant ensemble l'embiellage ..- et le barillet. si le plateau 61 est supposé fixe tins! que le carter, l'embiellage roulant sur les galets oscillera autour du centre de suspension en suivant l'inclinaison donnée par le plateau 61 et qui est variable; les pintons 49, 50 entreront en action, chassant l'huile et la reprenant alternativement à travers les ouvertures 66 et 67 (fig. 3 et 4) et 71, 72 (fig. 4) du distributeur, ouvertures devant lesquelles les cylindrée et pistons de pompe passent successivement.
Les pulsations des pistons de pompe auront doutant plus d'amplitude que le plateau 61 sera plus incliné sur l'axe, la débit d'huile sera par suite d'autant plus abondant.
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Le récepteur se compose d'un système de cylindres tels que
68 avec pistons tels que 69 et 70 et biellettea telles que 71 et 72. Un embiellage 73 (fig. '1)'et cardan 74 (fig. 2) entrai nant l'arbre de transmission 75 à l'extrémité duquel est olaveté le barillet de récepteur et leplateau de roulement 76 avec couronne de galets 77, mais à la différence du plateau de rou- lement de la pompe, le plateau 76 est monté selon une inclinai- son invariable sur l'axe (cette Inclinaison étant entre 35 et
35 ). Le dit plateau est traversé, ainsi que son manchon cylin- drique de fixation par l'arbre de transmission 75.
Le manchon est engagé dans le tourillon 43 du carter, auquel il est fixé par un crabot 101.
¯ Le distributeur d'huile, situé entre la pompe et le récepteur,
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est un tambour creux 79 (fig. 2, 3 et 4) fixé au carter 41 par les écrous 80 et 81. Ce tambour est divisé en deux compare timents 82 et 83 séparés par un cloisonnement formant un puits 84, lequel est divisé en deux parties par la siège de 12 soupape 85, fermant une ouverture 86, cette ouverture est destinée, lorsque la soupape est ouverte, à faire communiquer entr'eur respectivement les compartiments 82 et 83 par l'intermédiaire des ouvertures 87, 88 situées respectivement au dessus et au dessous de la soupape précitée 85. sur chacune des deux faces le, tambour distributeur est ajouré de deux ouvertures semi-circulaires telles que 66 et 67 (fig. 3 et 4), 66, 67 et 91.
92 (fig.,4) qui font communiquer directement d'une part les cylindres '.rompes 49 et 50 dont les pistons refoulent l'huile, avec les cylindres 68 recevant l'huile, d'autre part, les cylindres 68 renvoyant l'huile du récepteur, avec les cylindres 49, 50 de la pompe admettant l'huile, les ouvertures étant convenablement disposées par rapport à l'inclinaison des plateaux 61 et 76.
La soupape 85 sert au débrayage. Lorsqu'elle est soulevée de son siège l'huile passe. en court circuit, d'un compartiment à l'autre du distributeur en franchissant les ouvertures 87 et 88, c'est à dire en faisant communiquer entr'eux tous les cylin- ares de l'appareil, ce qui débloque entièrement et ne permet aucune transmission* Cette soupape 85 est ramenée sur son siège par le ressort 93 (fig. 2 et 3). Fille sert donc à remplacer l'appareil ordinaire d'embrayage et débrayage.
Elle est manoeuvrée par la tige 99 coulissant longitudinalement et portant les petites rampes 94 et 95 celle 94 soulevant la soupape quand la tige eat poussée; la rampe 95 estdestinée à empêcher, si on le juge néoes saire, la soupape de se soulever lorsque la tige est tirée en sens
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inverse.
La tige 99 est commandée par un collier creux 96 dans la gorge duquel est engagé le bouton 97 formant l'extrémité de la tige 94. Ce collier, entourant le carter sana le toucher est rigide et fixe à une tige de manoeuvre 98 passant dans l'entre- toise fixe 47 (fige 2) Lthuile envoyée par la pompe ne pourra passer dans le récepteur que si celui-ci peut tourner, ce qui se produira sous la pression de l'huile. Cette pression, réagissant sur les pistons 49, 50 de la pompe, et par sonséquent sur l'embiellage et sur le plateau @1, celui-ci tendra à se redresser normale, ment à l'axe, maie'il résiste à ce redressement sous l'influa enoe d'un ressort spiral 78 auquel il est lié par le levier 100, par l'intemmédiaise d'un étrier 62.
Plue la résistance offerte à l'arbre de transmission sera grande, plus le plateau 61 se redressera sous l'influence de la pression de l'huile, effet dont le résultat sera de diminuer lue la quan- le débit de la pompe pour chaque tour alors de récepteur reste** @ité d'huile admise par ra constante* Il y aura donc variation continue et automatique chaque tour si de la vitesse de l'arbre de transmission. Maie/le carter était supposé fixe pour la démonstration on conçoit que la plus grande vitesse de l'arbre de transmission correspondrait au plus grand débit de la pompe, à la plus grande vitesse des pistons et du mécanisme, et à la plus grande vitesse linéaire de l'huile.
Otent ce qui a lien dans les appareils de changement de vitesse hydrau.. liques connus et qui constitue leur défaut principal* En libé- rant au contraire le carter et lui permettant de tourner sur les roulements 44 et 45, les phénomènes suivants se produisent: 3*il y a égalité entre la puissance motrice et la résistance, l'appareil entier tourne d'un seul bloc sans que les organes
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fonctionnent et sans que l'huile circule;
c'est ce qui consti- tue la prise directe où les plus grandes vitesses sont permises. en effet, la couronne d'embiellage 57 entraînée par le moteur, entrafne le plateau 61 lequel entrafne le carter 41 qui entraîne à son tour le plateau 76 dans le même sens* Ce plateau entratne l'embiellage 73 et aussi l'arbre de transmission.
Entre les deux emballages, moteur et récepteur, se trouve l'huile qui agit comme une cale sur les pistons, et les bloque*
Cependant si la résistance vient à augmenter, la pression sur l'huile augmente, oe qui a pour effet de redresser le pla- teau 61 en comprimant le ressort 78; le moteur conservant sa vitesse, l'arbre de transmission et le carter ralentissent, le mécanisme de pistons, biellettes et porte-bielle@tes se met en fonctionnement et l'huile commence à Circuler*
L'avantage de tout premier ordre, est le suivant,. A la plus grande vitesse transmise (prise directe) ni l'huile ne circule, ni le mécanisme intérieur ne fonctionne, alors que dans les systèmes connus. à la plus grande vitesse,, le mécanisme et l'huile sont à leur maximum d'activité.
Aux vitesses intermédiai- res, immédiatement au dessous de la prise directe, l'appareil est en semi prise direote par le carter 41 et en démultiplication par l'huile. Le mécanisme et l'huile agissent aveo amplitude e et lenteur, pendant que tourne l'ensemble, alors que dans les systèmes connus, le mécanisme et l'huile agissent avec amplitude et rapidité, l'ensemble ne tournant pas.
Si la résistance s'amplifie, la rotation de l'ensemble se ralentit, tandis que la pompe accélère ses pulsations, lesquelles diminuent d'amplitude. Les conditions de marche du mécanisme et de l'huile sont donc les meilleures aussi bien a la plus grande vitesse de l'arbre de transmission, qu'à sa plus petite vitesse,,
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l'arbre moteur tournant à vitesse constante* Quant à la pria* directe, elle permet, entre la suppression complète dtaotton du mécanisme,
le repos complet de l'huile pendant la partie la plus considérable du tempe de marche* aveo le gain de rendement correspondant
Dans la position de la figure 2 la soupape est libre de se soulever si la pression de l'huile qui s'exerce au dessus d'elle vient à passer au dessous. Cet effet se produit lorsqu'on suppri- puissance me ou qu'on diminue la puissance vive du système conduit (véhi- rice alors on laisse cale ou machine) agir sur ltarbre de transmission. Le récepteur devenant pont un instant moteur,. le dynamisme de 1 'huile est inversa; la soupape 85 se soulève faisant communiquer tous lea cylindres, débrayant automatiquement et produisant l'effet connu gong le nom de "roue libre".
La marche arrière est obtenue en libérant par la manoeuvre du orabotage 101 le platean 76 et lui laissant prendre, sous la pression de l'huile, une position diamétralement opposée où il est arrêté par le orabot. Le orabotage étant placé dans sa position neutre, le plateau 76 est fou sur son axe et constitue point mort.
Le fonctionnement de l'appareil n'est possible que dans le cas où l'huile ou autre liquide utilisé pompé par les pistons de la pompe, peut passer dans les cylindres du récepteur et aotionner (du fait de sa pression) les pistons de ce récepteur.
Ce passage d'huile s'effectue lorsque la soupape 85 est appli- quée sur son siège et quand l'huile. refoulée par les pistons de pompe, traverse le distributeur et agit sur les pistons réoep. teurs qui sont repoussée à tour de rôle et transmettent la pression par leur biellette, à la couronne d'embiellage récep- trice. On conçoit que la pression transmise par les pistons
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récepteurs est normale au plateau et quelle se divise en deux forces composantes dont l'une est dirigée autant l'axe du piston récepteur considéré et dont l'autre est perpendiculaire.
C'est la réaction dirigée en sens inverse de la deuxième compo- sante qui détermine l'entraînement circulaire de l'embiellage. lequel entraîne par le cardan l'arbre de commande.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.