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Transmission hydraulique à rapport variable.
La présente invention a pour objet une trans- mission destinée à assurer l'entraînement d'un organe mené par un moteur quelconque, et agencée pour permet- tre de faire varier à volonté et de façon continue le rapport de multiplication ou de démultiplication.
Cette transmission est plus particulièrement applicable à une voiture automobile, et permet de réali- ser un changement de vitesse simple, robuste et de fonctionnement très sûr, donnant, entre le moteur et les roues motrices, tous les rapports de démultiplica-
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tion entre 0 (débrayage) et la prise dîrecte, ainsi que la marche arrière,* La transmission suivant 1'invention. compor- te une pompe à huile ou autre liquide appropriée ac- tionnée par l'organe moteur,, et un moteur hydrauli-
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que, relié à l'organe mené.
L"huile ou. autre liquide circule entre ces deux aµparils, préférablement en circuit fermé,- et assure la transmission de l'effort moteur,
Ces deux appareils - ou tout au moins 1 t'un d'eux- sont du type des pompes volumétriques à deux cadres ou pistons coulissant entre un corps et un ma- neton qui tournent, l'un par rapport à l'autre, autour- d'un axe excentré par rapport au maneton, et on fait varier la grandeur et le sens du rapport de démulti- plication réalisé par cette transmission en modifiant
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convenablement 1'exoentrement du dit maneton.
On prévoit,. pour la réalisation-de cette pom- pe à ezoentrement variable, une commande par axe à ro- tulles qui sera décrite oi-après,
Divers agacements sont prévus pour cette transmission,. notamment dans le cas d'une voiture au-
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tomobilei
On peut par exempta réunir ses deux éléments de façon qu'ils forment un bloc remplaçant la botte
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da. vi%esses ordinaire...
On peut aussi utiliser une pompe séparé e re- liée. à deux moteurs hydrauliques qui actionnant respec-
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tivement chacune des reues motrices et qui sont,, soit logés dans un même carter, soit montés à proximité im- médiate de ces rouea, aux extrémités d'une tubulure.
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servant d'essieu. Il est à remarquer que cette trans- mission à deux moteurs permet la rotation des deux roues à des vitesses différentes, et, par conséquent, évite l'emploi d'un différentiel.
Naturellement, le dispositif suivant l'inven- tion peut être aisément appliqué à un véhicule à un nombre quelconque de roues motrices, ces roues motrices pouvant être également directrices.
Le dessin annexé représenté, à titre d'exem- ple seulement, un mode de réalisation de l'objet de l'invention. la fig. 1 est une coupe verticale longitudi-. nale d'ensemble, d'un premier mode de réalisa%ion.
Les fige 2 et 3 sont respectivement une coupe, verticales, suivant II-II de la fig. 1, et une coupe horizontale partielle de la commande de l'axe de la pompe .
La fig. 4 est une élévation, partie en cou- pe, de cet axe.
La fig. 5 est une coupe transversale du corps de pompe, suivant V-V de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en plan partielle du dispositif, partie en coupe horizontale,
La fige 7' est une élévation latérale d'en- semble d'une variante .
La fige 8 est une vue en plan correspon- dante.
La fige 9 est une coupe axiale horizontale d'un moteur.
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La fige 10 est une coupe suivant X-X de la fig.9.
La fig. 11 est une coupe longitudinale partiel- le représentant une variante du dispositif de pompa- ge.
Le dispositif suivant la fig. 1 est destine à assurer l'entraînement, par un arbre 1 -lui-même solidaire de l'arbre d'un moteur non figuré-,, d'un arbre 2 qui entraîne à son tour par exemple un ar- bre de transmission ( non figuré) par l'intermédiaire d'une cardan comportant dea doigts 3 dont l'arbre 2 est solidaire.
A cet effet, l'arbre 1 entraîne,- par l'in- termédiaire d'une transmission réglable logée dans un carter 4, qui sera: décrite plus en détail ci-après., l'axe 5 d'une pompe logée dans un carter 6, lequel est monté dans le prolongement du carter 4.
L'arbre 1 traverse un flasque 4a qui ferme le carter 4, et l'étanchéité est assurée par un. joint tournant 4b de type connu, maintenu serré par un. res- sort de compression 4c.
L'axe 5 se termine par une tête sphérique 5a montée. dans un corps 7 coulissant longitudinale- ment dans le carter 6 . Ce corps 7 est solidaire de deux flasques 8a, 8b fixés sur ses deux faces laté- rales, l'assemblage étant obtenu par exemple au moyen de v is 9 ntre la tête 5a et le corps 7 sont montés deux piston ou cadres 10, 11 ( fig.1, 5)coulis- sant l'un dans l'autre suivant une direotion perpendi-
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culaire à l'axe dit corps; la cadre extérieur 11 coulis- se dans le corps T saluant la perpendiculaire à la direotion ci-dessus et à l'axe, et le cadre intérieur 10 tourne librement sur la tête sphérique 5a;
pour pouvoir s'emboîter sur la tète 5a, ce cadre intérieur est fait de deux moitiés assemblées suivant un.plan diamétral par des vis 12.
Deux conduits coudés 5b,5c sont ménagés dans l'axe 5 et débouchent à la surface de la tête 5a par des lumières. 51, 5e (fig.1,4,5).D'autres lumiè- res 10a, 11a traversent les parois des cadres. 1011 et l'ensemble est agencé de telle façon que, lorsque l'axe 5 tourne, autour d'un axe excentré par rapport à sa tête 5a, le glissement des-cadres 10, 11 qui en résulte produit un effet de pompage dans le sens des flèches F1, ou en sens inverse selon le sens de l'excentrement, le renversement du sens du pompa- ge étant rendu possible par la forme symétrique de la pomper
Le flasque 8a forme un, prolongement laté- ral tubulaire 8c, lequel porte à son extrémité un autre flasque 13 portant un prolongement cylindrique axial 13a.
Ce prolongement 13,2,coulisse dans un alé- sage d'un flasque fixe 14 qui sépare les carters 4 et 6. Quand le corps de pompe est à fond de course vers la gauche de la fig. 1, l'embase 13b du cylin- dre 13a, porte de façon étanohe sur le flasque 14.
Quand cette embase est écartée du flasque.
14, le passage de l'huile contenue dans le carter est permis par des rainures 13c.
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Le flasque 8b forme également un prolongement cylindrique axial 8d qui coulisse sur une portée 15a montée sur un flasque 15 fermant le carter 6. n'axe 5 est monté, à l'intérieur du logement tubulaire 8c, dans une rotule à billes 16 de centre 0, de sorte que son orientation peut varier,. par pivotement autour de ce centre 0.
La composante longitudinale de la réaction sur l'axe 5 due à la transmission de l'effort moteur est absorbée par une butée à billes.17, la surface d'appui 17a de cette butée ayant sensiblement une for- me sphérique de centre 0.
L'extrémité de l'axe 5, traversant le cy- lindre 13a, s'engage dana le carter 4, à l'intérieur duquel sont montés deux fourreaux concentriques 18, 19.
Le fourreau, extérieur 18 coulisse sans tour- ner dans le carter, et le fourreau intérieur 19, qui tourne avec l'arbre 1,, est centré dans le gourreau 18 et entraîné dans le mouvement longitudinal de ce- lui-ci par un roulement 20 et une butée 21 à billes* lie fourreau 19 est monté coulissant sur un prolongement tubulaire 22 de l'arbre 1, et,, dans ce prolongement, est monté un galet 23 portant un..axe excentré 24.,
Ce galet, dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur du tube 22, a ses bords engagés dans des mortaises 22A, 22b, de ce tube ( fig. 1,2,3) de sorte qu'il peut coulisser et pivoter autour de son.
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axe par rapport à ce tube, mais est entraîne dans le mouvement de rotation de l'arbre 1.
La partie du disque 23 qui est engagée dans la mortaise 22b est munie,, sur une certaine longueur, d'une denture 23!.. qui engrène avec une crémaillère 25 solidaire du fourreau 19.
Les extrémités dé l'axe 24 sont engagées dans les deux branches 26a d'une chape 26 qui embrasse le disque 23, et qui est solidaire de l'extrémité de l'axe 5.
Le coulissement des fourreaux 18 et 19 est commandé par un levier de changement de vitesse 27 mon- té sur un palier à rotule 28 du carter 4, et terminé par une tête sphérique 27a engagée dans un logement 18a du fourreau 18, le palier 28 rendant étanche le passage du levier à travers la paroi du carters
La manoeuvre de ce levier 27 a pour effet soit de faire pivoter le galet 23, et, par suite, de faire varier l'orientation de l'axe 5 par pivotement. autour du centre 0, soit encore de faire coulisser longitudinalement l'ensemble galet 23 -axe 5- corps de pompe.
Les variations d'orientation de l'axe 5, qui peut, par la manoeuvre déarite ci-dessus,- venir occu- per une position telle que celles indiquées en traits mixtes, ont pour effet de déplacer la tête 5avers le haut ou vers le ba du corps de pompe, et cette tête 5a. qui est alors animée d'un mouvement excentré,. pro- duit le pompage suivant le mécanisme décrit ci-dessus.
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Sur le carter 6 est encore montée une cloche 29 qui communique aveo le refoulement de la pompe.
La pression- de refoulement s'exerce sur un. piston. 30, chargé par un ressort de compression. 31 dont la. ten- sion- eat réglable au moyen d'une vis-butée 32.
Bans la cloche 29 règne.pendant lamarche avant, la. pression de refoùement de la pompes grâce à d'ajustage non étanche. du corps de pompe dans le carter 6.
Cette cloche, sert à éviter les coups. de bé- lier au refoulement de la pompe,*
La pompe ci-dessus actionna un. moteur hydrau- lique logé dans un prolongement 6a forme par le carter 6 au-delà du flasque 15.
Ce moteur comporte un corps extérieur fixa 33 à l'intérieur duquel tourne un maneton. excentré 2a de L'arbre 2, et. entra eux, coulissent deux cadres.'ou pistons excentrés 34, 35.
Des lumières, et conduits de distribution- con- venablement disposés, et notamment des. conduits 2b, 2c de l'arbre 2, assurent le fonctionnement de ce dis- positif suivant un mécanisme analogue à delni de la. pompe, mais en moteur,
Il est prévu, pour les- divers élémenta da ce moteur, des, dispositions particulières qui scat également appliquées- à un- autre dispositif décrit, pl.ua en détail, ci-après.
Au-delà de. ce moteur, l'arbre 2 porte un volant régulateur 36, traverse un. flasque 6b qui fer-
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me le carter 6a, et porte an-delà de ce flasque.* somme il a été dit,, des doigta, d'entraînement de car- dan 3. La traversée du flasqu.e 6b est rend ne étanche par un joint tournants 6c, maintenu serré par un res- sort de compression 6d.
Sur le carter 6a est encore montée une clo- che régulatrice à air 37.
Le carter 6a communique avec le carter 4 par un conduit 38 muni d'un robinet 38a qui permet de l'étrangler plus ou moins.
Enfin., il est prévu un dispositif dit "com- pensateur", qui équilibre les réactions exercées,sur le levier de commande 27 par la poussée de l'huile sur l'équipage mobile de la pompe, et permet, de manae- vrer ce levier en exerçant un- effort aussi faible qu'- on le désirer
Ce dispositif (fig.6) comporte un- ou plu- sieurs conduits 39 ménagés- dans les différents éléments du carter, de telle, façon, que chacun d'entre eux:. fait communiquer la chambre 40 régnant dans le carter 6 avec- un cylindre 41 alésé dans le flasque 4a, et obtu- ré par une vis 42: formant culasse.
La pression régnant dans 40- 39-41 s'exerce sur un piston 43 glissant dans le cylindre 41, et, par l'intermédiaire de ce piston et d'une tige 44 dont il est solidaire.,. sur la batée à. billes- 21, de façon à agir concurremment avec l'effort exercé par le le- vier 27.
Outre la liaison hydraulique réalisée entre; la pompe et le moteur par le dispositif ci-dessus, on
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petit encore réaliser une liaison rigide ou prise di- recte en faisant coulisser la pompe vers la droite de la fig. 1: les extrémités en regard de la tête 5a. et de l'arbre 2 sont munies de crabots 45 qui viennent alors en prise et solidarisent ces deux éléments.
Le fonctionnement est le suivant:
Le carter 4 étant plein. d'huile sous légè- re pression, et l'arbre moteur 1 tournant dans le sens de la flécha F, si l'axe 5 est centré dans le corps de pompe, le pompage n'a pas lieu, et le dispositif est en position débrayée.
En agissant sur le levier 27, on produit la rotation, du galet. 23, etpar suite,. le décentre- ment de l'axe 5, lequel décrit alors, un cône de som- met O, et,.oomme il. a été dit, fait fonctionner la pompe.
Pour la marche avant, le pompage a lieu-dans le sens des flèches; F1. L'huile refoulée sous pression sort de la pompe par le conduit 5c, pénètre par le conduit 2b dans le moteur qu'elle fait tourner, trans- mettant ainsi le couple moteur aux organes d'utilisa-- tion, et sort du. moteur par le conduit 2c (trajet indi- qué par les flèches F2@.
Du moteur, l'huile retourne à la pompe par le conduit 38, et décrit ainsi un circuit fermé entre ces deux organes.
Le robinet 38a est relié à la commande de freins en étranglant le conduit 38 au moyen dece robinet, on crée une résistance à 1'écoulement de l'hui le, et, par oonséquent, le moteur du dispositif étant
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du type volumétrique, on freine ce moteur.
On règle le rapport de transmission en fai- sant varier la valeur de l'exoentrement de la tête 5a, au. moyen du levier 27.
Le couple moteur est transmis avec une très grande régularité à l'arbre 2 par le dispositif ac- tionné par la pompe, ce dispositif donnant quatre temps moteurs par tour.
La pression de refoulement à la sortie du. conduit 5c règne également dans la chambre 40, du fait que l'ajustage du cylindre 8d sur la portée 15a n'est pas complètement étanohe- elle s'exerce donc, d'une part, sous le piston 30 qui, comme il a été dit, évi- te les: coups de bélier, d'autre part, sur les- pistons 43, et équilibre ainsi la réaction qui tend à produire le débrayage en ramenant l'axe distributeur 5 à sa po- sition d'alignement avec l'axe de la pompe,.
Il est également possible, grâce à cet équi- librage, de manoeuvrer le levier 27 sans avoir à exer- cer un effort exagérée De plus,, pendant la marche avant,, le flas- que 13 porte de façon- étanche, en 13b, sur la flas- que 14, de sorte que l'aspiration eat séparée du re- foulement, et que tout risque de mise en court-circuit de la pompe est évitée
Pour la marche arrière, on manoeuvre le le- vier 27 de façon à inverser l'exoentrement de la tête 5a, cequi, comme il a été dit, grâce à la disposi- tion symétrique de la pompe, inverse le sens du pompa- ge, et, par suite, le sens de rotation du moteur,
dont la disposition est également symétrique
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Dans oea conditions, l'huile circule en sens inverse de celui des flèches F1, F2, et le conduit 38, au lien de servir de canal de retour, sert de canal d'arrivée au moteur.
L'aspiration est alors séparée du refoule- ment par les deux éléments 8d, 15a, qui. dans ce cas,. portent l'un sur l'autre de façon étanche*
Pendant ce fonctionnement en marche arrière, la cloche 37 sert d'amortisseur de la même manière que la cloche 29 pour la marcha avant,
Enfin, les flasques 13 et 14 étant écartés l'un de l'autre, l'huile peut passer par les cannelu- res 13c.
Il est encore prévu une disposition grâce à laquelle le levier 27 peut être automatiquement commandé par la pédale d'accélérateur 46.
A cet effet, ces deux organes de manoeuvre sont reliés par une bielle faite de deux parties téles- copiques 47a - 47b, à l'extension desquelles s'oppose un ressort de compression 48. %'ensemble est agencé de telle façon-- compte-tenu de l'effort d'équilibrage exercé sur la commande par les pistons compensateurs 43- qu'en déplaçant la pédale 46 dans le sens de la flèche F3 pour accélérer, on déplace en même temps automatiquement le levier 27 de façon à augmenter le débit de la pompe, et, par conséquent, la vitesse du moteur du dispositif.
Il est possible, par un régla- ge convenable des différents éléments, d'assurer au- tomatiquement le maintien de l'équilibre entre le cou-
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ple moteur et le couple résistant, et la compensation* dans les- conditions désirées, de la réaction s'exerçant sur les commandes,-*
L'agencement de la bielle 47a, 47b permet en outre de déplacer le levier 27 à la main, indé- pendamment de la pédale 46.
En particulier, il est possible d'établir la prise directe de la façon suivante: Après avoir lancé Suffisamment la voiture, on abandonne la pédale d'accélérateur qui revient, en. position haute. Le levier 27 occupant la position pour laquelle l'axe est en alignement avec celui de la pompe, on le déplace à la main de façon à faire coulis- ser les manchons 18-19 vers la droite de la fig.1.
Bien que la pompe ne débite pas, le moteur du dispositif est toujours: entraîné par les roues, et pro- duit une succion énergique..
%'ensemble pompe -axe 5- galet 23- fourreaux 18-19 se déplaoe alors en bloc vers la droite de la fig. 1, jsuqu'à ce que les crabots 45 soient en prise.
M'effet de pompage du moteur, qui fonctionne à vide, est amortit par la cloche 37.
Suivant la variante représentée aux fig. 7 à 10, la pompe est montée seule au voisinage du moteur.
Elle est indiquée en P, et R désigne la ro- tule de poussée par l'intermédiaire de laquelle elle porte sur le châssis C.
S'il s'agit d'une voiture automobile dont, comme d'ordinaire, les roues arrière R1, 8 2 sont le+
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roues motrices, les moteurs, au. nombre de deux,, sont montés en M1 et M2,respectivement au voisinage immé- diat de chacune dé ces roues, et aux extrémités d'une entretoise E qui constitue l'essieu¯arrière,
La liaison entre la pompe P et ces deux mo- teurs est assurée par deux couples de conduits: A, A, et S1, S2, les. premiers étant ceux par lesquels se fait l'arrivée d'huile aux moteurs, et les seconds, ceux par lesquels l'huile retourne à la pompe pour la marche avant.
Suivant une variante indiquée en traits mix- tes., les deux conduits A1, A2, sont remplacés par un conduit unique A bifurquant à l'arrière pour alimenter les deux moteurs..
Comme dans l'exemple déjà décrit, la com- mande de frein actionne un robinet F étranglant plus ou moins le retour d'huile.
Le dispositif suivant l'invention permet de réaliser une variation progressive automatique du rap- port de démultiplication.
Il constitue en outre, à lui seul,- les méca- nismes d'embrayage, de frein, de roue libre.. et, lorsqu'il comporte un moteur par roue,, il fait fonc- tion de différentiel . De plus, il permet de réali- ser aisément un graissage central- sous pression..
Il permet donc la construction de voitures- d'agencement remarquablement simple et robuste, de conduite et d'entretien très aisés.
Il a encore été prévu, pour le ou les mo-
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leurs de ce dispositif,les dispositions suivantes qui en facilitent notamment la fabrication, et; notamment, permettent un usinage aisé et précis, entièrement, au tour. On décrira ces dispositions- en supposant qu'il s'agit d'un des moteurs M1 ou M2, étant d'ailleurs bien entendu qu'elles sont appli-' câbles, à tous autres moteurs similaires, ainsi qu'à la pompe.
Ce moteur ( fig. 9, 10) est monté dans un carter 49 fixé à l'extrémité de l'entretoise E, et fer- mé' paf un- flasque 49a que traverse, par un joint étan- che convenablement agencé, l'arbre 2d du motenrr dont l'extrémité forme la fusée de la roue.
Un maneton excentré 2a de l'arbre 2d tourne dans un corps fait de deux moitiés symétriques. 33a, 33b dont le plan de joint coïncide avec un plan dia- métral Z Z. Ce corps 33a- 33b, tourné extérieure- ment cylindrique, est centré dans un alésage oorres- pondant du carter 49, et un assemblage robuste est assuré par une série de boulons 50.
Entre le corps et le maneton 2a coulissent, de la façon qui a déjà. été expliquée, deux cadres formant quatre pistons, et donnant qua tre temps mo- teurs par tour.
Le cadre extérieur est fait de deux moitiés 35a, 35b assemblées suivant le plan diamétral Y Y perpendiculaire au plan 2 Z.
Il coulisse entre des:portées.cylindriques 33c, 33d, perpendiculaires au plan S Z, obtenues par alésage du corps 33a, 33b et épouse la forme de ces
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portées, de sorte que son glissement rectiligne est parfaitement guidé.
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Il forme en outre deux pistons 35< , t 35ds dos xe perpendiculaire au plan 3 Z, les deux moitiés de chacun de ces pistons étant assemblées au. moyen
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d'lan manchon 5L., 52. Ces pistons glissent dans des a.1.ét sages 33> 33f¯ ménagés respectivement dans les 61duienti 33a et 33b du corps*
Enfin, ce cadre extérieur forme deux alésa-
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ges 35er 35f dont l'axe est contenu, dans le plan :: " .
Le cadre intérieur est fait de deux moitiés 34a, 34b,
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assemblées suivant le plan Z 2et glissante parallè lement à ce plan, dans le cadre extérieure Il forme deux pistons 34g.,. s 3., dont cha- oun.. a. ses deux moitiés maintenues en position d'tassez blage par un mandhon. 53s 54: et ces deux pistons glis- sent respectivement dans les alésages 35J!t 35t* Le% conduits 2d 2,o de l'arbre 2!t et des lumières 34s, 35 ménagées dans les deux cadres: aasnr rent la distribution de l'huile qui actionne ce moteur
Ce moteur est alimenté, comme il a été dit, par un conduit A1,et le conduit de retour est accor- dé à une bride 55 du carter.
Comme il a été dit, Les divers éléments ci-dessus: peuvent être entièrement usinés au. tour,.
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par surf&9age, alésage .ou ohariotage, et leur cons- titution en moitiés symétriques indépendantes, simple,- ment maintenues par emboîtement de ces éléments les uns dans les antres, permet des, montages et démontages remarquablement simples. et rapides.
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La fig. 11 représente une variante perfection née du système de pompage, comportant en particulier un dispositif d'équilibrage de la réaction- due à la pression du liquide au refoulement, et un dispositif de mise en court-circuit de la pompe permettant de met tre instantanément la transmission au point mort sans avoir à modifier la position d'aucun de ses organes.
La tête sphérique 5a de l'arbre 5 de la pom- pe entraîne, à l'intérieur d'un corps fixe 7' logé dans le carter 6, deux cadres coulissants 10', 11', dont la construction est par exemple analogue à celle des cadres du moteur hydraulique représenté aux fig. 9,10.
Le carter 6 porte, à son extrémité située à droite sur le dessin, un flasque 15' comportant un- alésage axial dans lequel coulisse un cylindre 56; au-delà de ce flasque 15' est fixé le carter 6' A du moteur,
Un ressort de rappel 57 est logé dans UN évi- dement 58 du flasque 15', et comprimé entre une bague fixe 59 et le cylindre 56,, de façon à repousser ce dernier vers la pompe*.
Sous l'action de ce ressort 57, le oylin- dre 56 s'appuie, par son extrémité tournée vers la pompe, sur une bague 60 portée par la cage intérieure 10' de cette pompe, les surfaces. d'appui, de ces deux organes étant dressées pour convenablement porter l'une sur l'autre.
La réaction longitudinale exercée sur l'arbre de la pompe, suivant Il. 3 par la pression du liquide:.
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au. refoulement est absorbée par le dispositif suivant,. qui remplace avantageusement la butée à billes 17 avec portée-sphérique 17a, les billes et la portée. pouvant, par suite des variations d'orientation de l'arbre de la pompe, travailler dans des conditions défectueuses.
Le refoulement est mis en communication avec deux conduits longitudinaux 61 disposés en. parallèle.; cette communication est assurée par le manque d'étau- chéité du joint entre la bague 59 et la portée du. oar- ter 6'a sur laquelle elle s'appuie; le conduit 61 supérieur est relié au refoulement de la pompe de la même façon que le conduit infériemr; ce conduit su- périeur a, dans l'exemple considérée une forme coudées, de sorte que sa partie postérieure est en dehors du plan de la fig. 11, et n'a pas été représentée.
La partie antérieure des conduits 61 débou- che dans le carter 4, à l'endroit du roulement 62 portant l'arbre moteur-1 dans ce carter-, et la pres- sion de refoulement s'exerce sur cet arbre 1, d'une part-, sur un épaulement la quil forme à l'appui de roulement 62, et d'autre part, en 22c, à la naissance de la partie tubulaire 22., l'huile passant de la à 22c grâce au manque d'étanchéité existant entre l'ar- bre 1 et la bague 63 qui l'entoure en cet endroit, et la pression pouvant être transmise à la partie tubu- laire 22 par une bague d'appui 64.
Cette pression d'équilibrage de la réaction F3 est transmise à l'arbre 5 de la pompe par l'extré-
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mité antérieure. 5e de cet arbre qui s'appuie sur le fond du logement tubulaire 22.
Dans- l'exemple considéré, les conduits 61 ser- vent également à assurer l'équilibrage de la réaction sur le levier de commande 27, comme les conduits 39 dans le mode de réalisation précédemment décrit (fig. 6). A cet effet. chacun de ces conduits 61 communique avec un cylindre 41' dans lequel glisse: un piston 43' qui s'appuie sur la butée à billes. 21 reliant le fourreau, coulissant 18 au fourreau. tournant 19.
Les fuites se produisant dans le dispositif compensateur ci-dessus décrit sont canalisées et récupé rées-par une saignée 1bménagée à la périphérie de l'arbre 1, et communiquant, par un conduit coudé 1c percé dans cet arbre, aveo le fond de la partie tu- bulaire 22.
La transmission peut être mise au point mort par court-circuitage de la pompe, grâce au: dispositif suivante
Entre le logement 58 du ressort 57 et le lo- gement 65 du corps de pompe, le flasque 15t renferme une botte à olapet 66 communiquant aveo ces deux lo- gements respectivement par deux conduits 66a, 66b.
Normalement, la communication est coupée' par un clapet mobile dans la boite 66, ce clapet obturant par exemple l'orifice du conduit 66a. Dans l'appareil représenté, le clapet 67, monté coulissant dans la botte 66, comporte une queue faite de deux éléments télescopiques 67a, 67b enserrant un joint 68. 'effort de serrage nécessaire pour assurer l'é-
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tanohéité de oe joint et éviter toute fuite de liquida quand le clapet est ouvert est assuré par un tirant à vis 69 réunissant les deux parties 67a, 67b de la queue du olapet.
Cette queue 67a-67b est vissée, en 67c, dans le flasque 15', par un filetage à grand pas, de sorte qu'en la faisant tourner, on provoque l'ouverture ou la fermeture du clapet 67.
Le logement 58 communiqua avec le refoule- ment de la pompe, grâce au jeu laissé à l'ajustage du cylindre 56 dans la bague 59, de sorte que, lorsqu'on ouvre le clapet 67, le logement 65 est mis en oommuni- cation avec le refoulement de la pompe par 66b 66- 66a - 58, et que cette pompe se trouve en court- circuits
Cette mise en court-circuit peut par exemple être provoquée par la pédale de débrayage,- par l'inter- médiaire d'une transmission appropriée quelconque (non figurée) entraînant l'extrémité supérieure 67d de la queue de la soupape 67.
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Variable-ratio hydraulic transmission.
The object of the present invention is a transmission intended to ensure the driving of a member driven by any motor, and arranged to allow the multiplication or reduction ratio to be varied at will and continuously.
This transmission is more particularly applicable to a motor car, and makes it possible to perform a simple, robust and very safe operating gear change, giving, between the engine and the driving wheels, all the gear ratios.
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tion between 0 (disengaging) and direct engagement, as well as reverse gear, * The transmission according to the invention. comprises a pump for oil or other suitable liquid actuated by the motor member, and a hydraulic motor.
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that, connected to the driven organ.
The oil or other liquid circulates between these two aµparils, preferably in a closed circuit, - and ensures the transmission of the driving force,
These two devices - or at least one of them - are of the type of positive displacement pumps with two frames or pistons sliding between a body and a handle which rotate, one relative to the other, around - an axis eccentric with respect to the crankpin, and the size and direction of the demultiplication ratio produced by this transmission are varied by modifying
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suitably 1'exoentrement said crankpin.
We expect ,. for the realization of this ezoentrally variable pump, a control by roller axis which will be described below,
Various annoyances are planned for this transmission. especially in the case of a car
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tomobilei
We can by exempta unite its two elements so that they form a block replacing the boot
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da. ordinary vi% esses ...
A separate and connected pump can also be used. with two hydraulic motors which actuate respectively
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tively each of the drive wheels and which are either housed in the same casing or mounted in the immediate vicinity of these wheels, at the ends of a pipe.
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serving as an axle. It should be noted that this two-motor transmission allows the rotation of the two wheels at different speeds, and therefore avoids the use of a differential.
Naturally, the device according to the invention can be easily applied to a vehicle with any number of driving wheels, these driving wheels also being able to be steered.
The accompanying drawing shows, by way of example only, one embodiment of the object of the invention. fig. 1 is a longitudi- vertical section. overall nal, of a first embodiment.
The pins 2 and 3 are respectively a section, vertical, along II-II of FIG. 1, and a partial horizontal section of the pump shaft control.
Fig. 4 is an elevation, partly in section, of this axis.
Fig. 5 is a cross section of the pump body, along V-V of FIG. 1.
Fig. 6 is a partial plan view of the device, partly in horizontal section,
Fig 7 'is an overall side elevation of a variation.
Fig 8 is a corresponding plan view.
Fig. 9 is a horizontal axial section of a motor.
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The pin 10 is a section along X-X of fig.9.
Fig. 11 is a partial longitudinal section showing a variant of the pumping device.
The device according to FIG. 1 is intended to ensure the drive, by a shaft 1 - itself integral with the shaft of a motor not shown - ,, of a shaft 2 which in turn drives for example a transmission shaft ( not shown) by means of a gimbal comprising fingers 3 of which the shaft 2 is integral.
To this end, the shaft 1 drives, - by means of an adjustable transmission housed in a housing 4, which will be: described in more detail below., The axis 5 of a pump housed in a housing 6, which is mounted in the extension of the housing 4.
The shaft 1 passes through a flange 4a which closes the casing 4, and the seal is provided by a. rotary joint 4b of known type, held tight by a. compression spring 4c.
Axis 5 ends with a mounted spherical head 5a. in a body 7 sliding longitudinally in the housing 6. This body 7 is integral with two flanges 8a, 8b fixed on its two lateral faces, the assembly being obtained for example by means of screw 9 between the head 5a and the body 7 are mounted two piston or frames 10, 11 (fig. 1, 5) sliding one inside the other in a perpendicular direction
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cular to the axis said body; the outer frame 11 slides in the body T saluting the perpendicular to the above direction and to the axis, and the inner frame 10 turns freely on the spherical head 5a;
to be able to fit on the head 5a, this inner frame is made of two halves assembled in a diametral un.plan by screws 12.
Two bent conduits 5b, 5c are formed in the axis 5 and open to the surface of the head 5a through openings. 51, 5e (fig. 1,4,5). Other lights 10a, 11a pass through the walls of the frames. 1011 and the assembly is arranged in such a way that, when the axis 5 rotates, about an axis eccentric with respect to its head 5a, the sliding of the frames 10, 11 which results therefrom produces a pumping effect in the direction of arrows F1, or in the opposite direction according to the direction of the eccentricity, the reversal of the direction of pumping being made possible by the symmetrical shape of the pump
The flange 8a forms a tubular lateral extension 8c, which carries at its end another flange 13 carrying an axial cylindrical extension 13a.
This extension 13, 2 slides in a bore of a fixed flange 14 which separates the casings 4 and 6. When the pump body is fully stroke to the left in FIG. 1, the base 13b of the cylinder 13a, bears in an ethanol manner on the flange 14.
When this base is moved away from the flange.
14, the passage of the oil contained in the crankcase is permitted by grooves 13c.
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The flange 8b also forms an axial cylindrical extension 8d which slides on a bearing surface 15a mounted on a flange 15 closing the casing 6. The axis 5 is mounted, inside the tubular housing 8c, in a ball joint 16 of center 0, so that its orientation may vary. by pivoting around this center 0.
The longitudinal component of the reaction on axis 5 due to the transmission of the driving force is absorbed by a thrust ball bearing 17, the bearing surface 17a of this abutment having substantially a spherical shape with center 0.
The end of the pin 5, passing through the cylinder 13a, engages in the casing 4, inside which are mounted two concentric sleeves 18, 19.
The outer sleeve 18 slides without turning in the casing, and the inner sleeve 19, which rotates with the shaft 1, is centered in the squirrel 18 and driven in the longitudinal movement of the latter by a bearing. 20 and a ball stop 21 * the sleeve 19 is slidably mounted on a tubular extension 22 of the shaft 1, and ,, in this extension, is mounted a roller 23 carrying an eccentric axis 24.,
This roller, the diameter of which is greater than the internal diameter of the tube 22, has its edges engaged in mortises 22A, 22b, of this tube (fig. 1,2,3) so that it can slide and pivot around its .
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axis relative to this tube, but is driven in the rotational movement of shaft 1.
The part of the disc 23 which is engaged in the mortise 22b is provided, over a certain length, with a toothing 23! .. which meshes with a rack 25 integral with the sleeve 19.
The ends of the pin 24 are engaged in the two branches 26a of a yoke 26 which embraces the disc 23, and which is integral with the end of the pin 5.
The sliding of the sleeves 18 and 19 is controlled by a speed change lever 27 mounted on a spherical bearing 28 of the housing 4, and terminated by a spherical head 27a engaged in a housing 18a of the sleeve 18, the bearing 28 making seals the passage of the lever through the casing wall
The operation of this lever 27 has the effect of either causing the roller 23 to pivot, and, consequently, of varying the orientation of the axis 5 by pivoting. around the center 0, or again to slide the assembly roller 23 - axis 5 - pump body longitudinally.
The variations in orientation of the axis 5, which can, by the above maneuver, come to occupy a position such as those indicated in phantom lines, have the effect of moving the head 5 upward or downward. ba of the pump body, and this head 5a. which is then animated by an eccentric movement ,. produces pumping according to the mechanism described above.
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On the housing 6 is still mounted a bell 29 which communicates with the delivery of the pump.
The discharge pressure is exerted on a. piston. 30, loaded by a compression spring. 31 of which the. tension adjustable by means of a stop screw 32.
In the bell 29 reigns. During the forward walk, the. pump delivery pressure thanks to leaky adjustment. of the pump body in the housing 6.
This bell is used to avoid blows. ram on the pump discharge, *
The above pump activated a. hydraulic motor housed in an extension 6a formed by the housing 6 beyond the flange 15.
This motor has a fixed outer body 33 inside which a crankpin turns. eccentric 2a of shaft 2, and. entered them, slide two frames. or eccentric pistons 34, 35.
Lights, and distribution conduits- suitably arranged, and in particular. conduits 2b, 2c of the shaft 2 ensure the operation of this device according to a mechanism similar to delni of the. pump, but as a motor,
It is planned, for the various elements of this engine, special arrangements which scat also apply to another device described in more detail below.
Beyond. this engine, the shaft 2 carries a regulating flywheel 36, passes through a. flange 6b which closes
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me the casing 6a, and door beyond this flange. * sum it has been said ,, of the fingers, drive of the card 3. The crossing of the flange 6b is sealed by a rotating joint 6c , held tight by a compression spring 6d.
A regulating air bell 37 is also mounted on the housing 6a.
The housing 6a communicates with the housing 4 via a conduit 38 provided with a valve 38a which allows it to be more or less throttled.
Finally, a so-called "compensator" device is provided, which balances the reactions exerted on the control lever 27 by the thrust of the oil on the mobile pump assembly, and makes it possible to operate. this lever by exerting an effort as weak as desired
This device (fig.6) comprises one or more conduits 39 formed in the various elements of the casing, in such a way that each of them :. communicates the chamber 40 prevailing in the casing 6 with a cylinder 41 bored in the flange 4a, and closed by a screw 42: forming the cylinder head.
The pressure prevailing in 40- 39-41 is exerted on a piston 43 sliding in the cylinder 41, and, through this piston and a rod 44 to which it is integral.,. on the pan to. balls- 21, so as to act concurrently with the force exerted by the lever 27.
Besides the hydraulic connection made between; the pump and the motor by the above device, we
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again, make a rigid connection or direct connection by sliding the pump to the right in fig. 1: the ends facing the head 5a. and the shaft 2 are provided with dogs 45 which then engage and secure these two elements.
The operation is as follows:
The housing 4 being full. oil under light pressure, and the motor shaft 1 rotating in the direction of arrow F, if the axis 5 is centered in the pump body, pumping does not take place, and the device is in operation. disengaged position.
By acting on the lever 27, the rotation of the roller is produced. 23, and subsequently ,. the offset of axis 5, which then describes a cone of summit O, and, .oomme il. was said, run the pump.
For forward travel, pumping takes place in the direction of the arrows; F1. The oil delivered under pressure leaves the pump through line 5c, enters through line 2b into the engine which it rotates, thus transmitting the engine torque to the operating components, and exits. engine via duct 2c (path indicated by arrows F2 @.
From the engine, the oil returns to the pump via line 38, and thus describes a closed circuit between these two components.
The valve 38a is connected to the brake control by throttling the conduit 38 by means of this valve, one creates a resistance to the flow of the oil, and, consequently, the motor of the device being
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of the volumetric type, this motor is braked.
The transmission ratio is adjusted by varying the value of the out-center of the head 5a, au. lever 27.
The engine torque is transmitted with great regularity to the shaft 2 by the device actuated by the pump, this device giving four engine times per revolution.
The discharge pressure at the outlet of. duct 5c also prevails in the chamber 40, owing to the fact that the adjustment of the cylinder 8d on the bearing surface 15a is not completely etanohe - it is therefore exerted, on the one hand, under the piston 30 which, as was previously said, avoids: water hammer, on the other hand, on the pistons 43, and thus balances the reaction which tends to produce the clutch by returning the distributor axis 5 to its position of alignment with the 'axis of the pump ,.
It is also possible, thanks to this balancing, to maneuver the lever 27 without having to exert an exaggerated effort. In addition, during forward travel, the flange 13 carries tightly, at 13b, on the flange 14, so that the suction is separated from the discharge, and any risk of short-circuiting the pump is avoided
For reverse gear, the lever 27 is maneuvered so as to reverse the offset of the head 5a, which, as has been said, thanks to the symmetrical arrangement of the pump, reverses the direction of pumping. , and, consequently, the direction of rotation of the motor,
whose arrangement is also symmetrical
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Under oea conditions, the oil circulates in the opposite direction to that of arrows F1, F2, and the conduit 38, instead of serving as a return channel, serves as an inlet channel for the engine.
The suction is then separated from the discharge by the two elements 8d, 15a, which. in that case,. wear tightly together *
During this operation in reverse, the bell 37 serves as a shock absorber in the same way as the bell 29 for the forward gear,
Finally, the flanges 13 and 14 being spaced apart, the oil can pass through the grooves 13c.
There is also an arrangement whereby the lever 27 can be automatically controlled by the accelerator pedal 46.
For this purpose, these two actuators are connected by a connecting rod made of two telescopic parts 47a - 47b, the extension of which is opposed by a compression spring 48.% 'together is arranged in such a way - account - held by the balancing force exerted on the control by the compensating pistons 43 - by moving the pedal 46 in the direction of the arrow F3 to accelerate, the lever 27 is automatically moved at the same time so as to increase the pump flow rate, and hence the device motor speed.
It is possible, by suitable adjustment of the various elements, to automatically ensure the maintenance of the balance between the
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the motor and the resistive torque, and the compensation * under the desired conditions, of the reaction exerted on the controls, - *
The arrangement of the connecting rod 47a, 47b further allows the lever 27 to be moved by hand, independent of the pedal 46.
In particular, it is possible to establish the direct drive as follows: After having started the car sufficiently, the accelerator pedal is released, which returns to. high position. The lever 27 occupying the position for which the axis is in alignment with that of the pump, it is moved by hand so as to slide the sleeves 18-19 to the right in fig.1.
Although the pump does not deliver, the motor of the device is still: driven by the wheels, and produces an energetic suction ..
% 'pump assembly - axle 5 - roller 23 - sleeves 18-19 then move as a block to the right of FIG. 1, until the dogs 45 are engaged.
The pumping effect of the motor, which operates when empty, is damped by the bell 37.
According to the variant shown in FIGS. 7 to 10, the pump is mounted alone in the vicinity of the motor.
It is indicated at P, and R designates the thrust valve through which it bears on the frame C.
If it is a motor car whose rear wheels R1, 8 2 are, as usual, the +
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drive wheels, motors, au. number of two ,, are mounted in M1 and M2, respectively in the immediate vicinity of each of these wheels, and at the ends of a spacer E which constitutes the rear axle,
The connection between the pump P and these two motors is ensured by two pairs of conduits: A, A, and S1, S2, les. the first being those through which the oil is supplied to the engines, and the second, those through which the oil returns to the pump for forward travel.
According to a variant indicated in phantom, the two conduits A1, A2, are replaced by a single conduit A branching off at the rear to supply the two motors.
As in the example already described, the brake control actuates a valve F which more or less throttles the oil return.
The device according to the invention makes it possible to achieve an automatic progressive variation of the reduction ratio.
It also constitutes, on its own, - the clutch, brake, freewheel mechanisms, etc. and, when it has one motor per wheel, it acts as a differential. In addition, it allows easy central lubrication - under pressure.
It therefore allows the construction of cars - remarkably simple and robust layout, very easy to drive and maintain.
It has also been planned, for the mo-
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their of this device, the following provisions which in particular facilitate its manufacture, and; in particular, allow easy and precise machining, entirely by lathe. These arrangements will be described assuming that it is one of the motors M1 or M2, being moreover of course understood that they are applicable to all other similar motors, as well as to the pump.
This motor (fig. 9, 10) is mounted in a casing 49 fixed to the end of the spacer E, and closed by a flange 49a which passes through, by a suitably arranged seal, the 2d motor shaft whose end forms the spindle of the wheel.
An eccentric crankpin 2a of the shaft 2d rotates in a body made of two symmetrical halves. 33a, 33b, the joint plane of which coincides with a diametral plane Z Z. This body 33a-33b, turned externally cylindrical, is centered in a corresponding bore of the housing 49, and a robust assembly is ensured by a bolt series 50.
Between the body and the crankpin 2a slide, in the way that already has. was explained, two frames forming four pistons, and giving four engine times per revolution.
The outer frame is made of two halves 35a, 35b assembled along the diametral plane Y Y perpendicular to the plane 2 Z.
It slides between: cylindrical spans 33c, 33d, perpendicular to the plane S Z, obtained by boring the body 33a, 33b and follows the shape of these
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carried, so that its rectilinear sliding is perfectly guided.
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It also forms two pistons 35 <, t 35ds xed back perpendicular to the 3 Z plane, the two halves of each of these pistons being assembled to the. way
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of the sleeve 5L., 52. These pistons slide in a.1. et wise 33> 33f¯ formed respectively in the 61duienti 33a and 33b of the body *
Finally, this outer frame forms two bores
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ges 35er 35f whose axis is contained, in the plane :: ".
The inner frame is made of two halves 34a, 34b,
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assembled along the plane Z 2 and sliding parallel to this plane, in the outer frame It forms two pistons 34g.,. s 3., of which cha- oun .. a. its two halves held in position of tight lock by a mandhon. 53s 54: and these two pistons slide respectively in the bores 35J! T 35t * The% ducts 2d 2, o of the shaft 2! T and of the ports 34s, 35 formed in the two frames: aasnr re the distribution of the oil that powers this engine
This motor is supplied, as has been said, by a duct A1, and the return duct is connected to a flange 55 of the casing.
As has been said, The various elements above: can be completely machined at. tower,.
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by surfacing & 9age, reaming or turning, and their constitution in independent symmetrical halves, simply maintained by fitting these elements into each other, allows remarkably simple assembly and disassembly. and fast.
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Fig. 11 represents a perfected variant born of the pumping system, comprising in particular a device for balancing the reaction due to the pressure of the liquid at the discharge, and a device for short-circuiting the pump making it possible to instantly put the pressure on the pump. transmission in neutral without having to modify the position of any of its components.
The spherical head 5a of the shaft 5 of the pump drives, inside a fixed body 7 'housed in the housing 6, two sliding frames 10', 11 ', the construction of which is for example similar to that of the frames of the hydraulic motor shown in fig. 9.10.
The housing 6 carries, at its end located to the right in the drawing, a flange 15 'comprising an axial bore in which a cylinder 56 slides; beyond this flange 15 'is fixed the motor housing 6' A,
A return spring 57 is housed in a recess 58 of the flange 15 ', and compressed between a fixed ring 59 and the cylinder 56, so as to push the latter towards the pump *.
Under the action of this spring 57, the oylin- dre 56 rests, by its end facing the pump, on a ring 60 carried by the inner cage 10 'of this pump, the surfaces. support, these two organs being erected to properly bear one on the other.
The longitudinal reaction exerted on the pump shaft, according to II. 3 by liquid pressure :.
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at. discharge is absorbed by the following device ,. which advantageously replaces the ball bearing 17 with spherical bearing 17a, the balls and the bearing. may, as a result of variations in the orientation of the pump shaft, work in faulty conditions.
The discharge is placed in communication with two longitudinal conduits 61 arranged in. parallel.; this communication is ensured by the lack of tightness of the seal between the ring 59 and the surface of the. oart 6'a on which it is based; the upper conduit 61 is connected to the discharge of the pump in the same way as the infériemr conduit; this upper duct has, in the example considered, a bent shape, so that its rear part is outside the plane of FIG. 11, and has not been shown.
The anterior part of the conduits 61 opens into the housing 4, at the location of the bearing 62 carrying the motor shaft-1 in this housing, and the delivery pressure is exerted on this shaft 1, of on the one hand, on a shoulder which forms the bearing support 62, and on the other hand, in 22c, at the birth of the tubular part 22., the oil passing from the to 22c thanks to the lack of seal existing between the shaft 1 and the ring 63 which surrounds it at this location, and the pressure being able to be transmitted to the tubular part 22 by a support ring 64.
This balancing pressure of the reaction F3 is transmitted to the shaft 5 of the pump by the end
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previous moth. 5th of this shaft which rests on the bottom of the tubular housing 22.
In the example considered, the conduits 61 also serve to ensure the balancing of the reaction on the control lever 27, like the conduits 39 in the embodiment described above (FIG. 6). For this purpose. each of these conduits 61 communicates with a cylinder 41 'in which slides: a piston 43' which rests on the ball stop. 21 connecting the sheath, sliding 18 to the sheath. turning 19.
Leaks occurring in the compensating device described above are channeled and recovered by a groove 1bménée at the periphery of the shaft 1, and communicating, by an elbow duct 1c drilled in this shaft, with the bottom of the part tubular 22.
The transmission can be put into neutral by short-circuiting the pump, using the following device:
Between the housing 58 of the spring 57 and the housing 65 of the pump body, the flange 15t contains an olapet boot 66 communicating with these two housings respectively through two conduits 66a, 66b.
Normally, the communication is cut off by a movable valve in the box 66, this valve for example closing off the orifice of the duct 66a. In the apparatus shown, the valve 67, slidably mounted in the boot 66, comprises a tail made of two telescopic elements 67a, 67b enclosing a seal 68. 'clamping force necessary to ensure the-
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tanohéité oe seal and avoid any leakage of liquida when the valve is open is provided by a screw tie 69 joining the two parts 67a, 67b of the valve stem.
This tail 67a-67b is screwed, at 67c, into the flange 15 ', by a large-pitch thread, so that by turning it, the valve 67 opens or closes.
The housing 58 communicated with the discharge of the pump, by virtue of the play left by the adjustment of the cylinder 56 in the ring 59, so that, when the valve 67 was opened, the housing 65 was brought into communication. with the pump being delivered through 66b 66- 66a - 58, and that this pump is short-circuited
This short-circuiting can for example be caused by the clutch pedal, - by the intermediary of any suitable transmission (not shown) driving the upper end 67d of the stem of the valve 67.