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" TRANSMISSION HYDRAULIQUE il
La présente invention concerne un dispositif de transmis- sion hydraulique destiné à être placé entre des organes moteurs et des organes récepteurs, dans le but de faire attaquer les seconds par les premiers d'une manière progressive, en faisant varier rationnellement le rapport de réduction .
La valeur de ce rapport est d'ailleurs déterminé nutomati- quement par le couple passif à vaincre et est telle qu'elle sup- pose toujours la mise en oeuvre de la puissance totale.
Le dispositif conforme à l'invention,comprend substantiel- lement, disposés entre les organes moteurs et récepteurs, deux dispositifs de pompes mis en relation l'un avec l'autre, avec un réservoir à huile, par exemple, donformés et disposés de telle sorte que par leur variation de débit, elles font varier
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le couple moteur attanuant les organes récepteurs d'une manière progressivement croissante pour atteindre finalement une valeur maximum égale au couple résistant maximum.
Une première exécution d'un tel dispositif est schématisée à la figure 1 ci-j(,inte, laquelle en est une coupe médiane.
Dans cette figure,,.' représente l'arbre moteur et G l'arbre récepteur. Entre cesorganes, est disposée une transmission hy- draulique conforme à l'invention, laquelle se compose substan- tiellement : 1 d'un dispositif hydraulique A, 2 d'un dispositif hydraulique B, 3 d'un dispositif automatique de réglage D, 4 d'un réservoir d'huile (non représenté à la fig.l), 5 de différents conduits qui mettent en communication les dis- positif s,A.B.D. entre eux, d'une part et ces éléments et le ré- servoi B, d'autre part.
L'élément hydraulique A se compose essentiellement d'un corps de cylindre C, oui comprend un nombre n,n, de cylindres mon- tés en étoile.
Les pistons de ce cylindre sont mis en mouvement par un vi- lebrequin commua, coandé directement par le moteur ou indirecte- ment ou bien encore ce vilebrequin peut être d'une venue avec 1(ar- bre de ce moteur.
Le corps de cylindre C est rendu, directement ou indirecte- ment, (par les engrenages),solidaire de l'organe conduit,celui-ci étant, par exemple, constitué dans un cas d'application bien déter- miné par les roues motrices du véhicule.
Le dispositif hydraulique b est de construction analogue au dispositif A susdécrit. Le corps de cylindre C' de cet& élément est co ande par l'arbre moteur,soit directement, soit indirecte- ment (par engrenage, chaîne, etc.) Le vilebrequin de ce dispositif B. est maintenu immobile,mais est exécuté de telle sorte, que la partie exentrique est susceptible de se déplacer radialement et ê- tre insi rapprochée du centre moyennant un dispositif spécial dé- crit ci-après.
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Cette disposition caractérisa donc le dispositif B par une excentricité variable. Cette dernière est provocuée d'une ma- nière automatique par un dispositif de réglage D, leauel est essentiellement constitué par un piston J logé dans un cylindre fixe K. Le piston J est maintenu dans sa position initiale à l'interveation d'un ressort de rappel L ou tout autre organe éot va.lent judicieusement établi. C'est le piston J du dispositif I qui comman-de l'excentricité variable susdite.
En effet, ce piston est prolongé par une tige N, laauelle es par exemple, d'ailleurs en crémaillère et est mise en relation avec une roue dentée 0, dont l'axe P porte, d'autre part,un orp. ne quelconque Q, pouvant opérer le déplacement reouis du vilebr< auin du dispositif B.
Remarqmons Que la position initiale du piston J correspond à une course nulle, tandis que la position finale (cylindre rempli d'huile) correspond à la course maximum.
Le réservoir d'huile, non représenté au dessin, n'offre aucun particularité, sinoncelle d'être suffisamment grand. pour cue l'h le en circulation puisse garder toutes ces Qualités.
Les différents conduits de ].'installation sont disposés de la manière suivante.
Le dispositif A est rais en communication avec le dispositif B, de telle manière, Que les soupapes de refoulement de l'un soient mises en communication avec les soupapes d'aspiration du second. Egalement, les dispositifs A et B sont mis en communica- tion directex@@t avec le réservoir d'huile.
Enfin, la. conduite c, oui relie les dispositifs A et B, est en communication avec le dispositif de réglage 17,d'une part, et le réservoir d'huile,d'autre part, Cette conduite c, est contrôlée par une valve E, laquelle contrôle en quelque sorte toute la transmission.
Cette disposition offre de nom-breux avantages en vertu des propriétés cinématiques et dynamiques toutes particulières confé- rées au dispositif de transmission.
'En effet, remarquons que dans le dispositif A le débit d'huile
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est inversement proportionnel à la vitesse angulaire du corps de cylindre C ( c'est-à-dire de l'organe conduit,) la vitesse du moteur étant constante. D'autre part, dans l'élément B, le débit d'huile est directement proportionnel à l'excentricité du vilebreauin,(c'est-à-dire-) à la course des pistons); la vitesse du corps de cylindre C' étant constante.Enfin, dans l'ensemble, du dispositif de transmission, la vitesse angulaire de l'organe conduite, par exemple, est inversement proportionnelle à l'excen- tricité du vilebreauin du dispositif B. la vitesse du moteur étant constante.
De plus, lepropriétés dynamiques peuvent se comprendre de la manière suivante.
Les couples existant sur le vilebreauin du dispositif A et sur le caps de cylindre C du même dispositif A,sont-nécessai- rement égaux.Le couple existant sur le corps de cylindre C' de l'élément B est d'autant plus grand que le débit d'huile mis en circulation est grand. Le couple existant sur le corps de cylindre C' du dispositif B est communiqué au vilebrequin du dispositif A.
Pour une valeur donnée d'excentricité du vilebreauin du disposi- existant sur le corps de cylindre C est capable de vaincre 1 couple tif B,le couple résistant,qui correspond exactement au rende- ment prêt) à la puissance considérée à la vitesse propre du dit corps de cylindre C.
Enfin, un couple résistant donné, en passant par la pression régulatrice de l'excentricité ,détermine le débit de l'huile,ainsi cue la vitesse de l'organe conduit et le couple capable de vaincre le susdit couple résistant donné.
Moyennant ces Qualités ré-aultant directement de la disposi- tion originale des différents éléments entrant dans la. oonstruc- tion du dispositif conforme à l'invention, il est possible de réa- liser une transmission hydraulique rationnele entre tout élément moteur et récepteur.Par exemple, le dispositif illustré schéma- tiquement à la figure 1 annexée, fonctionnera de la manière sui- vante.
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1 * Marche à vide.
Le moteur, et par conséquent l'arbre %il sont miisen mouve- ment, cependant que la Valve de contrôle E est maintenue, ouver- te.Les deux dispositifs A et B fonctionnent en pompe et aspirent l'huile du réservoir via les conduits a et b, -pour la. retourner au même réservoir par le conduit c.
La pression d'huile dans le dispositif étant très faible, le piston J de l'élément de réglage D conservera sa position i- nitiale, laquelle correspond à l'excentricité minimum pouvant être atteinte par le vilebrequin du dispositif D.
Théoriquement, cette position de vilebrequin correspondra au centre du dispositif B, cependant qu'en pratique,il sera pré- férable de maintenir une très légère excentricité, dans le but de compenser les pertes d'huile éventuelles.
2 Mise en marche-
Il convient d'admettre évidemment Que le couple de démarrée ne dépasse pas un maximum pour leauel le dispositif de transmis- sion a été dûment établi. Il suffit donc de fermer graduellement la valve E pour obtenir automatiquement la distribution, montrée dans la figure 1 par les différentes flèches,c'est--dire donc, que l'huile aspitée par le dispositif , est refoulée par ce même dispositif vers le dispositif B et simultanément vers le disposi- tif de réglage D. Le retour de l'huile au réservoir s'effectue par le refoulement du fispositif B via, le conduit b.
Dans ces conditions, la pression d'huile augmente considé(- rablement (dépend évidemment du couple à vaincre) et déterminera ainsi en agissant sur le piston G de l'élément de réglage D,une valeur à l'excentricité du vilebrequin du dispositif B correspon- dant à une vitesse de la voiture.
Cette situation suppose, bien entendu, la mise en jeu simul- tanénet de la puissance totale du moteur et d'un couple moteur égal au couple de démarrage. Aunsi donc, le véhicule démarre (ceci, bien 'entendu, dans le cas d'application particulier de l'écuipe- ment d'un véhicule.)
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comme les couples à vaincre déterminent progresivement la pression d'huile ainsi, que l'excentricité du vilebrequin du dis- celles-ci positif B,ont réduitesdans le même sens et détermineront fi.- nalement un accroissement de vitesse.
Il est bien entendu, que quel que soit le couple résistant à vaincre,la vitesse du véhicule sera toujours telle qu'elle suppose la mise en oeuvre de la puissance totale du moteur.
3 .La ¯prise directe.
La prise directe se réalise lorsque la voiture atteint sa vitesse normale pour laquelle le montant et les engrenages con- stitutifs de la partie invariable de la transmission ont été choisis.
A ce moment, l'excentricité du vilebrequin du dispositif B redevient minimum et le débit d'huile théoriquement nul,cependant qu'en pratique il peut être considéré qu'une légère quantité de cette huile est maintenue en circulation en raison des pertes i- névitables. Cette considération est d'ailleurs sans importance pratique.
Or, comme toutes les pertes de charge susceptibles de diminuer le rendement de la transmission sont fonction du débit de l'huile mise en circulation, la prise directe se caractérise par un ren - dement très élevé, la transmission travaillant pratiquement en em- brayage.
4 Le couple de démarrage maximum.
Il est connu, que théoriquement des vitesses infinamant peti- tes des organes conduits entraînent des couples de démarrage in- finiment grands. Pratiquement, pour des raisons qui ressortent du domaine de la résistance des métériaux, le couple de démarrage maximum doit âtre limité supérieurement, soit en contrôlant la pression d'huile par une soupape de sécurité, (soupape F de la figure 1),soit en limitant par les moyens mécaniques, par exemple, l'excentricité maximum-dû. vilebrequin du dispositif B.
D'une manière générale, au point de vue mécanique, les deux moyens susdits reviennent limiter le rapport de réduction de la transmission hydraulique une valeur finie prédéterminée.
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Ainsi donc, il est remarquer, que le dispositif de transmis- sion hydraulique,''conforme à l'invention, putre qu'il peut tra- vailler d'une manière rationelle dans les différentes situations requises, permet un rendement très élevé, surtout ,si l'on considè. re qu'il est possible d'assimiler cette transmission, en travail normal, à un embrayage direct.
Toutefois, il convient de remarquer aue la description pré- cédente, ainsi que le schéma illustré à la figure 1, annexée,ne constituent que l'exposé d'une exeécution particulière et qu'il est parfaitement possible de combiner les mêmes éléments aue ceux décrits, de manières extrêmement diverses, en modifiant simple- ment la position relative des différents organes en dombinaison.
Cette caractéristique permet de constater outil. est -possible de conformer le dispositif de transmission à tous les cas de la. pratique en raison des variantes constructionnelles très nombreu- ses moyennant l'obtention du même résultat final.
A l'effet de mieux faire comprendre les profendes différen- ces qui peuvent être constatées dans l'apparence du dispositif, cependant que les mêmes éléments subsistent, une telle variante d'exécution est schématisée à la figure 2 ci-jointe, laquelle représente une exécution plus compacte, cependant que tous les éléments susdécrits subsistent ainsi d'ailleurs Que le processus de distribution. La. caractéristique de cette variante consiste à inverser les sollicitations des organes rota.tifs @ du dispositif A. En effet, dans cette seconde exécution, le corps de cylindre C est rendu moteur, tandis que le vilebrequin @ de ce disposant est conduit.
En effet, d'après cette deuxième fi- gure,il est à remarquer que le moteur M attaque directement le corps de cylindre C et C' des dispositifsA et B, lesquels, enl'oc- currence, sont rendus solidaires l'un de l'autre. C'est là d'ail- leurs, la seule différence notaire, étant donné que les propriétés cinématiques et dynamiques, ainsi que le fonctionnement en général sont en tous points analogues à la description précédente.
Enfin, une seconde variante, également caractéristique,con-
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sisterait à prendre une/exécution quelconque du genre de celles susdéveloppées et de supprimer simplement l'élément de réglage D. Dans ce cas, ce réglage pourrait être exécuté par un moyen de manoeuvre manuel, dont l'actionnèrent serait laissé à l'es- timation du conducteur.
Il serait d'ailleurs dans certains cas préférable, de pourvoir la transmission hydraulique des deux moyens de réglage, respectivement automatique et manuel, le second formant,par e- xemple, le dispositif de secours du premier.
Evidemment, une foule d'autres modifications construction- nelle peuvent encore être avancées, cependant enfiles peuvent ê- tre considérées comme des accessoires indépendant de la question essentielle susdéveloppée.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"HYDRAULIC TRANSMISSION it
The present invention relates to a hydraulic transmission device intended to be placed between driving members and receiving members, with the aim of causing the latter to attack by the former in a progressive manner, while rationally varying the reduction ratio.
The value of this ratio is moreover determined nutomatically by the passive torque to be overcome and is such that it always involves the use of total power.
The device according to the invention substantially comprises, arranged between the motor and receiver members, two pump devices placed in relation to one another, with an oil reservoir, for example, shaped and arranged in such a manner. so that by their variation of flow, they vary
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the motor torque attenuating the receptors in a progressively increasing manner to finally reach a maximum value equal to the maximum resistive torque.
A first embodiment of such a device is shown schematically in Figure 1 below (, inte, which is a median section.
In this figure ,,. ' represents the motor shaft and G represents the receiving shaft. Between these members is arranged a hydraulic transmission in accordance with the invention, which consists essentially of: 1 a hydraulic device A, 2 a hydraulic device B, 3 an automatic adjustment device D, 4 of an oil reservoir (not shown in fig.l), 5 of different conduits which put the devices in communication, ABD between them, on the one hand, and these elements and reserve B, on the other hand.
The hydraulic element A consists essentially of a cylinder body C, yes it comprises a number n, n, of cylinders mounted in a star.
The pistons of this cylinder are set in motion by a commua crankshaft, driven directly by the engine or indirectly, or even this crankshaft can be of a coming with 1 (shaft of this engine.
The cylinder body C is made, directly or indirectly, (by the gears), integral with the driven member, the latter being, for example, constituted in an application case well determined by the driving wheels of the vehicle.
The hydraulic device b is of similar construction to the above-described device A. The cylinder body C 'of this element is driven by the driving shaft, either directly or indirectly (by gear, chain, etc.). The crankshaft of this device B. is held stationary, but is executed in such a manner. so that the eccentric part is capable of moving radially and being inserted closer to the center by means of a special device described below.
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This arrangement therefore characterized the device B by a variable eccentricity. The latter is caused automatically by an adjustment device D, the water is essentially constituted by a piston J housed in a fixed cylinder K. The piston J is maintained in its initial position through the intervention of a spring. reminder L or any other organ éot judiciously established. It is the piston J of the device I which commands the aforesaid variable eccentricity.
Indeed, this piston is extended by a rod N, laauelle es for example, moreover in a rack and is connected with a toothed wheel 0, whose axis P carries, on the other hand, an orp. any Q, being able to operate the reouis displacement of the vilebr <auin of the device B.
Note that the initial position of piston J corresponds to zero stroke, while the final position (cylinder filled with oil) corresponds to the maximum stroke.
The oil tank, not shown in the drawing, has no particularity, it is supposed to be sufficiently large. for cue the h the in circulation can keep all these qualities.
The various conduits for the installation are arranged as follows.
The device A is communicated with the device B, in such a way, that the discharge valves of one are put in communication with the suction valves of the second. Also, devices A and B are put in direct communication with the oil reservoir.
Finally, the. line c, yes connects the devices A and B, is in communication with the adjustment device 17, on the one hand, and the oil tank, on the other hand, This line c, is controlled by a valve E, which sort of controls the entire transmission.
This arrangement offers many advantages by virtue of the very particular kinematic and dynamic properties conferred on the transmission device.
'In fact, note that in device A the oil flow
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is inversely proportional to the angular speed of the cylinder body C (that is to say of the driven member,) the speed of the engine being constant. On the other hand, in element B, the oil flow is directly proportional to the eccentricity of the crankshaft, (that is to say-) to the stroke of the pistons); the speed of the cylinder body C 'being constant. Finally, in the whole of the transmission device, the angular speed of the driven member, for example, is inversely proportional to the eccentricity of the crankshaft of the device B. the motor speed being constant.
In addition, the dynamic properties can be understood as follows.
The torques existing on the crankshaft of device A and on the cylinder caps C of the same device A, are necessarily equal. The torque existing on the cylinder body C 'of element B is all the greater as the flow of oil circulated is large. The torque existing on the cylinder body C 'of device B is communicated to the crankshaft of device A.
For a given value of eccentricity of the crankshaft of the device existing on the cylinder body C is able to overcome 1 torque tif B, the resistant torque, which corresponds exactly to the ready yield) at the power considered at the proper speed of the said cylinder body C.
Finally, a given resistive torque, passing through the regulating pressure of the eccentricity, determines the flow rate of the oil, thus cue the speed of the driven member and the torque capable of overcoming the aforesaid given resistive torque.
By means of these Qualities resulting directly from the original arrangement of the various elements entering into the. o construction of the device according to the invention, it is possible to achieve a rational hydraulic transmission between any motor and receiver element. For example, the device illustrated diagrammatically in FIG. 1 attached, will operate in the following manner. boasts.
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1 * Idling.
The motor, and consequently the shaft% il, are in motion, while the Control valve E is kept open. Both devices A and B operate as a pump and suck the oil from the reservoir via the conduits a and b, -for the. return to the same tank through the pipe c.
The oil pressure in the device being very low, the piston J of the adjusting element D will keep its initial position, which corresponds to the minimum eccentricity that can be reached by the crankshaft of the device D.
Theoretically, this crankshaft position will correspond to the center of device B, while in practice it will be preferable to maintain a very slight eccentricity, in order to compensate for any oil losses.
2 Start-up
Obviously, it must be admitted that the starting torque does not exceed a maximum for water that the transmission device has been duly established. It is therefore sufficient to gradually close the valve E to automatically obtain the distribution, shown in figure 1 by the various arrows, that is to say therefore, that the oil sucked by the device, is delivered by this same device towards the device B and simultaneously to the adjustment device D. The return of the oil to the reservoir is effected by the discharge of device B via the pipe b.
Under these conditions, the oil pressure increases considerably (obviously depends on the torque to be overcome) and will thus determine, by acting on the piston G of the adjusting element D, a value at the eccentricity of the crankshaft of the device B corresponding to a speed of the car.
This situation assumes, of course, the simultaneous bringing into play of the total power of the engine and of an engine torque equal to the starting torque. Therefore, the vehicle starts up (this, of course, in the particular application of a vehicle's equipment.)
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as the torques to be overcome gradually determine the oil pressure as well as the eccentricity of the crankshaft of the positive disc B, have reduced in the same direction and will ultimately determine an increase in speed.
It is of course understood that whatever the resistance torque to be overcome, the speed of the vehicle will always be such as to suppose the use of the total power of the engine.
3. The direct grip.
Direct drive takes place when the car reaches its normal speed for which the upright and the constitutive gears of the invariable part of the transmission have been chosen.
At this moment, the eccentricity of the crankshaft of device B becomes minimum again and the oil flow is theoretically zero, while in practice it can be considered that a small quantity of this oil is kept in circulation due to the losses i- inevitable. This consideration is, moreover, of no practical importance.
Now, since all the pressure drops liable to reduce the efficiency of the transmission are a function of the flow rate of the oil circulated, direct drive is characterized by very high efficiency, the transmission working practically in clutch.
4 The maximum starting torque.
It is known that theoretically infinitely small speeds of the driven members lead to infinitely large starting torques. Practically, for reasons which emerge from the domain of the resistance of the materials, the maximum starting torque must be limited to a greater extent, either by controlling the oil pressure by a safety valve, (valve F in figure 1), or by limiting by mechanical means, for example, the maximum-due eccentricity. crankshaft of device B.
In general, from a mechanical point of view, the two aforementioned means return to limit the reduction ratio of the hydraulic transmission to a predetermined finite value.
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Thus, it should be noted that the hydraulic transmission device, '' according to the invention, which can work rationally in the various situations required, allows a very high efficiency, especially , if we consider. re that it is possible to assimilate this transmission, in normal operation, to a direct clutch.
However, it should be noted that the foregoing description, as well as the diagram illustrated in FIG. 1, appended, only constitutes the description of a particular embodiment and that it is perfectly possible to combine the same elements with those. described, in extremely diverse ways, by simply modifying the relative position of the various dombination organs.
This characteristic makes it possible to observe tool. it is possible to conform the transmission device to all cases of the. practical because of the very numerous constructional variants while obtaining the same final result.
In order to make it easier to understand the differences which can be observed in the appearance of the device, while the same elements remain, such an alternative embodiment is shown diagrammatically in FIG. 2 attached, which represents a more compact execution, while all the above-described elements remain as well as the distribution process. The characteristic of this variant consists in reversing the stresses of the rotating members @ of the device A. In fact, in this second embodiment, the cylinder body C is driven, while the crankshaft @ of this device is driven.
Indeed, according to this second figure, it should be noted that the engine M directly attacks the cylinder body C and C 'of the devices A and B, which, in this case, are made integral with one of the other. This, moreover, is the only notable difference, given that the kinematic and dynamic properties, as well as the operation in general, are in all points similar to the preceding description.
Finally, a second variant, also characteristic, con-
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would be to take any execution of the kind described above and to simply delete the adjustment element D. In this case, this adjustment could be carried out by a manual operating means, the actuation of which would be left untouched. driver timation.
It would moreover in certain cases be preferable to provide the hydraulic transmission with two adjustment means, automatic and manual respectively, the second forming, for example, the back-up device of the first.
Obviously, a host of other structural modifications can still be put forward, however threading can be regarded as props independent of the essential question discussed above.
CLAIMS.
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