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BREVET D'INVENTION "EMBRAYAGE-DEBRAYAGE AUTOMATIQUE NOTAMMENT POUR ACCOUPLEMENTS
DE TRANSMISSIONS HYDRAULIQUES"
On connaît des transmissions hydrauliques dans lesquelles on réalise des rapports de transmission différents, par le fait que les différentes roues à aubes remplissent plusieurs fonctions différentes. Dans de telles transmissions, il arrive souvent qu'une roue à aubes, susceptible de changer de fonc- tion, doit être tantôt rendue solidaire d'un boîtier fixe, par un déplacement vers l'arrière, tantôt embrayée par un dé- placement vers l'avant, avec un organe rotatif.
Normalement,
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ces manoeuvres sont exécutées à l'aide de mécanismes de roue libre ou de verrouillage, travaillant généralement selon le principe de rouleaux, de cliquets ou d'autres éléments de blocage, comme par exemple ceux connus et utilisés depuis longtemps dans l'industrie automobile.
Lorsqu'une telle transmission hydraulique est pourvue de systèmes de verrouillage de ce genre, il en résulte que lors de la rotation en arrière de l'arbre moteur, la turbine se trouve verrouillée, par l'un des dispositifs de verrouillage, par rapport à la roue à aubes à fonctions multiples et qui sera dénommée ci- après "roue à accouplement variable", et que cette dernière est rendue solidaire, par un deuxième disposi;,.- tif de verrouillage, par rapport au bâti fixe, de sorte qu'une rotation en arrière de l'arbre moteur devient impossible. Par conséquent, dans de telles transmissions hydrauliques, le mécanisme de verrouillage empêche automatiquement tout dépla- cement du véhicule vers l'arrière.
Cette particularité, tout en offrant des avantages dans certains cas, par exemple dans les tramways et les engins de levage, peut être très gênante dans d'autres cas, par exemple dans les véhicules ferroviaires ou locomotives munies de telles transmissions, et ceci pour les raisons suivantes :
Lorsque, au cours de manoeuvres, une locomotive vient rencontrer un convoi à l'arrêt, la détente des tampons, consé- cutive à leur compression, a pour effet de repousser la loco- motive en arrière.
Dans le cas où cette locomotive est pour- vue d'une transmission hydraulique du genre décrit ci-dessus, ce puissant choc en retour risque de soumettre les dits dis- positifs de verrouillage à des efforts trop élevés , sus cepti- bles de provoquer la rupture de ces dispositifs,
Pour éviter cet inconvénient, l'invention prévoit un mécanisme de verrouillage double, agissant automatiquement de
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telle manière qu'à chaque moment un seul élément de verrouil- lage se trouve en prise, de sorte que, par exemple, dans le cas où une locomotive munie d'une telle transmission hydrauli- que se trouve repoussée en arrière, il ne peut se produire aucun calage par les deux éléments de verrouillage, ce qui per- met d'éviter la rupture des éléments de transmission.
ici, on peut envisager plusieurs modes d'exécution équi- valents.
Suivant un premier mode d'exécution, le mécanisme de verrouillage réuni à la roue à accouplement variable peut comporter deux séries annulaires d'éléments de verrouillage (cliquets, rouleaux ou analogues), une de ces séries coopérant avec l'un des organes du système de verrouillage double, tan- dis que l'autre série coopère avec l'autre organe de ce sys- tème. Dans ce cas, les deux séries d'éléments de verrouillage sont réunies l'une à l'autre par une liaison à mobilité rela- tive, par exemple à articulation, de telle manière que lorsque l'une des séries d'éléments de verrouillage est en position de blocage, l'autre série se trouve hors de prise.
En outre, il y a lieu d'établir un dispositif assurant automatiquement une prise parfaite entre les diverses parties du mécanisme de verrouillage lors du passage d'une position de blocage dans l'autre, et agissant de manière soit à empê- cher complètement les positions intermédiaires, soit à per- mettre une seule position intermédiaire, à savoir celle dans laquelle aucune des deux rangées d'éléments de verrouillage n'est en prise. La première condition peut être remplie à l'aide d'un mécanisme à détente brusque d'un genre voulu, tandis que la deuxième peut être réalisée en prévoyant une liaison à frottement entre les éléments de verrouillage ré- versibles et les deux organes d'accouplement ou l'un de ceux-ci.
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Suivant un autre mode d'exécution, on ne prévoit qu'une seule rangée de dispositifs de verrouillage, dont chaque élé- ment peut être amené en prise avec chacun des dits organes de verrouillage. Dans ce cas, toute possibilité d',ane entrée en prise simultanée du mécanisme de verrouillage avec l'organe de verrouillage solidaire de l'arbre et avec celui solidaire du bâti fixe, se trouve exclue d'avance. Ici également, le changement d'accouplement et l'entrée en prise complète doi- vent être amorcés par un dispositif spécial, de préférence une liaison à frottement.
Suivant un troisième mode d'exécution, la où les rangées annulaires d'éléments de verrouillage articulés au mécanisme de verrouillage peuvent être remplacées par un élément de verrouil- lage unique agissant dans les deux sens. Ce dernier peut, par exemple, présenter la forme d'un cylindre creux ou manchon de faible longueur, monté à déplacement linéaire ou rotatif, ou linéaire et rotatif, sur l'organe supportant le mécanisme de verrouillage et réuni à la roue à aubes à double accouplement, les côtés en bout du dit cylindre étant entaillés de manière à présenter. des dents ou des griffes, lesquelles, lors du dépla- cement du manchon de verrouillage, viennent s'engager dans les dents ou les griffes correspondantes de l'une de deux couronnes de verrouillage.
Le fait d'utiliser un seul élément de ver- rouillage permet d'écarter plusieurs sources d'inconvénients, en ce sens qu'il n'y a plus lieu de craindre une rupture des pivots d'articulation sur lesquels les éléments de verrouillage suivant les modes d'exécution précédents, étaient montés à pivotement, étant donnée la suppression de pivots et d'articu- lations. Par conséquent, ce dernier mode d'exécution évite éga- lement un fonctionnement défectueux du système de verrouillage, pouvant résulter d'un jeu excessif dans de telles articulations.
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Dans un tel dispositif il s'agit, plus exactement, non pas d'un dispositif de verrouillage à deux sens, mais d'un accouplement réversible. Ceci constitue un nouvel avantage très important de l'objet de l'invention, en ce sens que, pour un même moment de torsion devant être transmis, les différents organes de transmission et, par conséquent, l'ensemble du mécanisme de transmission, peut présenter des dimensions plus petites et avoir un poids moins élevé.
Ce résultat est rendu possible grâce au fait que, dans les accouplements, les dis- tances d'attaque que doivent parcourir les éléments de trans- mission pour atteindre complètement la position d'accouplement sont généralement beaucoup plus courtes que les distances d'attaque ou les longueurs de construction dans le cas d'élé- ments de verrouillage, de/sorte que, dans le cas du mode d'exé- cution décrit en dernier lieu, les différents éléments d'ac- couplement sont plus rapprochés les uns des autres et, par conséquent, peuvent être répartis sur le pourtour en plus grande quantité que ce ne pourrait être le cas avec des élé- ments de verrouillage d'un dispositif de blocage ayant le même pourtour.
Dans le cas d'utilisation d'un tel mécanisme d'accouple- ment, le passage du manchon d'accouplement de l'une dans l'autre de ces positions finales doit se produire automatique- ment et au moment où, la roue. à aubes à double accouplement réunie au corps d'accouplement commence à tourner en sens inverse, ou bien a tendance à dépasser la turbine. A cet effet, le manchon d'accouplement est réuni au corps d'accouplement, à, mobilité relative, au moyen d'un pas de vis, la disposition étant telle que ce manchon d'accouplement se trouve, tout au moins dans sa position neutre, c'est-à-dire dans la position de transition dans laquelle aucune des faces d'accouplement
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n'est en prise, en liaison de frottemént élastique avec chacune des deux moitiés de l'accouplement double.
Dans ce dernier mode d'exécution, le frottement s'exerce dans le sens axial, de sorte que, lors de l'embrayage, l'effort axial Q du manchon d'accouplement doit vaincre l'effort de pression P de la garniture de frottement en question. Par conséquent, avec une telle disposition, le choix du pas du filet dépend de la valeur du frottement accessoire, ce qui présente des inconvénients en ce qui concerne l'angle d'accouplement, les pressions entre les surfaces de rencontre et les dimensions du dispositif.
Pour parer à cet inconvénient, l'invention prévoit un mode d'exécution dans lequel l'effort de frottement s'exerçant entre le manchon d'accouplement et les organes de transmission devant être accouplés, est dirigé perpendiculairement par rapport au sens d'accouplement.
Les dessins annexés représentent shématiqueemnt les différents modes d'exécution de l'objetde l'invention :
Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un système de verrouillage à deux sens, comportant deux rangées annulaires d'éléments de verrouillage.
Fig. 2 est une vue en coupe transversale d'un mécanisme de verrouillage à deux sens, comportant une seule rangée cir- culaire d'éléments de verrouillage à deux faces actives.
Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne A-B de la Fig. 2.
Fig. 4 est une vue en coupe transversale d'un mécanisme de verrouillage constitué par des paires de rouleaux.
Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne C-D de la Fig. 4.
Fig. 6 est une vue en coupe longitudinale d'un double accouplement automatique.
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Fig. 7 est une vue en coupe longitudinale d'une variante du double accouplement automatique.
Fig. 8 est une vue en coupe longitudinale d'un double accouplement perfectionné, et
Fig. 9 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-B de Fig. 8.
Une roue à rochet 2 est fixée rigidement sur l'arbre 1, lequel, dans le mode d'exécution montré dans la Fig. 1, peut être réuni à une turbine. Une couronne à rochet intérieur 3 est réunie aux parties fixes de la transmission. La roue à double accouplement destinée, d'une part, lorsque sa vitesse de rotation a tendance à dépasser celle de la turbine, à être rendue solidaire de la dite turbine et, d'autre part, lors** qu'elle amorce une rotation en arrière sous l'effet du ren- versement du sens du moment de torsion, à être rendue soli- daire de parties fixes du bâti, est réunie à l'organe de verrouillage 4 établi sous forme d'un anneau.
Cet organe de verrouillage porte deux rangées annulaires d'éléments de verrouillage 5 et 6, présentent la forme de cliquets, la dis- position étant telle que les éléments 5 peuvent s'engager dans la roue à rochet 2, tandis que les éléments 6 peuvent coopérer avec la couronne à rochet intérieur 3.
Afin d'empêcher que les deux rangées de cliquets l'en- trent simultanément en action (pour la simplicité, on a seu- lement représenté un élément de chaque rangée), chaque'cliquet 5 de la rangée intérieure se trouve reliée à un cliquet 6 de la rangée extérieure au moyen d'une pièce de liaison 7. La longueur de cette dernière doit être calculée de telle ma- nière que la rangée de cliquets venant d'être engagée dans le rochet correspondant, se trouve complètement dégagée avant
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que l'autre rangée de cliquets ne vienne s'engager dans son rochet.
Etant donné que le renversement des cliquets doit avoir lieu à l'instant de l'inversion du sens de rotation relatif, d'une part, de la roue directrice pas rapport à la turbine et, d'autre part, de la roue à double accouplement par rap- port aux parties fixes de la transmission, la mise en et hors prise de chacune des rangées de cliquets a été subordonnée, à l'aide d'une liaison à frottement, au sens de rotation des rochets correspondants. A cet effet, chacun des cliquets 5 et 6 est réuni rigidement à un levier 8 ou 9, respectivement.
Les extrémités libres 10 des leviers 8 coopèrent avec une bague de friction 11 prévue sur la roue à rochet 2 ou un autre organe solidaire de la turbine, tandis que les extrémi- tés 12 des leviers 9 coopèrent avec une bague de fricticn 13 fixée à une partie fixe de la transmission ou du voisinage de cette dernière.
Les leviers 8 et 9 forment avec les cli- quets correspondants un angle tel, et leurs extrémités libres sont formées de telle manière que,lorsque la rangée des cli- quets 5 par exemple est engagée à fond, seuls les leviers 8 solidaires de cette rangée se trouvent en contact avec la bague de friction 11, tandis que les leviers 9 sont hors de contact avec la bague 13, et inversement, de sorte que, pen- dant le service, les seuls leviers en action sont ceux qui n'exécutent aucun mouvement relatif par rapport à la bague de friction correspondante, c'est-à-dire les leviers qui ne sont exposés à aucune usure pendant la marche normale du mécanisme.
Dans la position représentée dans la Fig. 1, l'organe de verrouillage 4, ainsi que les deux rangées de cliquets, tour- nent dans le même sens et à la même vitesse que la roue à
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rochet 2 et l'arbre 1, c'est-à-dire dans le sens de la flèche montrée dans cette Fig. La manoeuvre automatique de renverse- ment d'accouplement est amorcée par le fait que l'organe de la transmission réuni à l'organe de verrouillage 4, ainsi que ce dernier organe lui-même, commencent à tourner plus lente- ment que la roue à rochet 2 et la bague de friction 11. L'ex- rémité 10 du levier de friction 8 reste d'abord en contact avec la bague de friction 11 et, par conséquent, se trouve entraînée en un mouvement angulaire par cette dernière.
Ceci a pour effet de dégager le cliquet 5 du rochet 2 et d'amener simultanément, par l'intermédiaire de la bielle de liaison 7, l'extrémité 12 du levier de friction 9, en contact avec la bague de friction 13. Comme, dans cette phase de la manoeuvre de renversement, l'organe de verrouillage 4 tourne dans le sens horlogique par rapport à la bague de friction immobile 13 et, qu'en outre, les extrémités 10 et 12 des deux rangées annulaires de leviers 8 et 9 frottent sur les bagues de fric- tion 11 et 13, les deux rangées de cliquets 5 et 6 se trouvent empêchées de s'engager dans leurs rochets respectifs.
Toutefois, dès que l'organe de verrouillage 4,par exemple, s'arrête et commence à tourner en sens opposé, c'est-à-dire que son sens de rotation relativement à celui de la couronne à rochet 3 et de la bague de friction 13 se trouve renversé,, les leviers de friction 9, et avec eux les cliquets 6, sont amenés à pivoter dans le sens horlogique autour de leur point de pivotement commun 15, pour venir se placer dans la position finale, c'est-à-dire la position dans laquelle les cliquets 6 sont en prise.
Or, ceci a pour effet que les cliquets 5 et les leviers 8 réunis rigidement à ceux-ci, sont amenés à pivo- ter dans le sens anti-horlogique autour des centres de pivo- tement 14, pour venir se placer dans l'autre position finale,
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de manière que les surfaces de frottement des extrémités des leviers 10 se trouvent hors de contact avec la bague de friction 11. Dès que l'organe de verrouillage 4 commence de nouveau à tourner dans le sens horlogique , la surface de frottement de l'extrémité 12 du levier 9 vient se dérouler sur la bague de frottement immobilisée 13, après quoi, la manoeuvre de ren- versement qui vient d'être décrite se produit en sens inverse, en passant par la position neutre des rangées de cliquets 5 et 6.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 2 et 3, les deux rangées de cliquets 5 et 6 (Fig. 1) sont remplacées par une rangée de cliquets unique. Chaque cliquet 16 de cette rangée présente deux dents 17 et 18. La dent 17 coopère avec la roue à rochet 2 réunie à l'arbre 1, tandis que la dent 18 coopère avec la couronne à. rochet 3 fixée aux parties fixes de la transmission qui se trouvent dans son voisinage.
Le dispositif destiné à produire la manoeuvre de renversement automatique est constitué ici par deux bagues de friction 19,20 s'emboî- tant partiellement dans les deux surfaces latérales de la roue à rochet 2 et soumises à l'action de ressorts, ainsi que par deux leviers de frottement 21,22 fixés rigidement sur les deux faces latérales de chaque double cliquet et qui sont constamment en contact avec les bagues 19,20.
Lorsque l'organe de verrouillage 4, tout en tournant dans le sens horlogique, commence à ralentir par rapport à la roue à rochet 2, la friction entre les bagues 19,20, d'une part, et les leviers 21,22, d'autre part, a pour effet d'entraîner ces leviers vers la droite et de repousser le cliquet 16 vers l'extérieur, de sorte que la dent 18 a désormais tendance à s'engager dans la couronne à rochet 3. Toutefois, cet engage- ment ne peut avoir lieu aussi longtemps que l'organe de ver-
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rouillage 4 tourne encore dans le sens horlogique ; ilne se produira que lorsque l'organe de verrouillage viendra s'immo- biliser ou commencera à tourner en sens opposé.
Il résulte de ce qui précède que le dispositif suivant Fig. 2 et 3 ne permet pas d'obtenir une position intermédiaire dans laquelle aussi bien les dents intérieures 17 que les dents extérieures 18 sont hors de prise. Par conséquent, ce dispositif est particulièrement approprié dans les cas où la différence entre les vitesses de rotation des éléments à ro- chet 2 et 3 est relativement faible, ou bien, là où lors du renversement d'accouplement, l'organe de verrouillage, pour une raison différente, ne reste que peu de temps dans la position intermédiaire, c'est-à-dire que sa vitesse de rotation décroît rapidement depuis celle de la roue à rochet 2 jusqu'à celle de la couronne à rochet 3, en d'autres termes, elle passe rapidement depuis une valeur inférieure jusqu'à une valeur supérieure.
L'avantage que présente cette dernière disposition par'rapport à celle montrée dans la Fig. 1, réside dans le fait que les quatre points d'articulation sont rem- placés par une seule articulation 23.
Il est bien entendu qu'une rangée de doubles cliquets, comme montré dans la Fig. 2, peut également être établie de manière que le renversement ait lieu en passant par une posi- tion intermédiaire dans laquelle ni les dents 17 ni les dents 18 ne se trouvent en prise. Ceci peut être obtenu en utilisant par exemple les organes de commande désignés par 7 à 10 dans la Fig. 1, avec cette différence que le cliquet 5' (ou 6) est remplacé par le double cliquet 16, tandis que le cliquet 6 (ou 5), désormais superflu, sert uniquement comme levier d'ar- ticulation pour la fixation de la bielle de connexion 7.
Dans le mécanisme à double verrouillage montré dans les
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Fig. 7, 4 et 5, les cliquets sont remplacés par des rouleaux 24, 25 disposés dans des évidements de l'organe de verrouillage 4. Les surfaces de fond 26 et 27 de ces évidements sont con- formées en rampes, de la manière connue, de sorte que, lors de leur déplacement relatif anti-horlogique, les rouleaux 24 se trouvent serrés entre la paroi de fond 26 et la bague de verrouillage (de serrage) 28 réunie à l'arbre 1. De même, les rouleaux 25, lors de leur déplacement relatif dans le sens horlogique par rapport à l'organe de verrouillage 4, sont coincés entre la paroi de fond 27 et la bague de verrouillage 29 solidaire des parties fixes de la transmission.
La manoeu- vre de renversement automatique est amorcée à l'aide de deux bagues de frottement 30,31 tournant avec la bague de verrouilla- ge 28 et appliquées, au moyen de ressorts 32,33 ou analogues, contre les surf aces en bout des rouleaux 24.
Dès que l'organe de transmission réuni à l'organe de verrouillage 4, a tendance à dépasser la bague de verrouillage réunie à l'arbre 1, les bagues de frottement 30, 31, lesquel- les sont désormais entraînées par la bague de verrouillage 28 en une rotation horlogique moins rapide que celle de l'organe de verrouillage 4, exercent un effet de freinage sur les rou- leaux 24,de sorte que ces dernières se trouvent entraînées dans la position de verrouillage et rendent ainsi l'organe de verrouillage 4 solidaire de l'arbre 1, par l'intermédiaire de la bague de verrouillage 28.
Lorsque l'organe de verrouil- lage tourne dans le sens horlogique, mais plus lentement que les bagues de frottement 30, 31, les rouleaux 24 et, par l'in- termédiaire des pièces de liaison 34, 35, les rouleaux 25, se trouvent déplacés dans le sens horlogique par rapport à l'or- gane de verrouillage 4. Aussi longtemps que cet organe de verrouillage tourne plus vite que la bague de verrouillage 29
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et dans le sens horlogique, cette dernière bague, laquelle se déplace dans le sens anti-horlogique par rapport aux rouleaux 25, empêche le coincement de ces derniers.
L'organe de ver- rouillage 4 et, par conséquent, l'organe de transmission qui en est solidaire, ne se trouvent accouplés à la bague de ver- rouillage 29 qu'après que le dit organe de verrouillage com- mence à tourner dans le sens anti-horlogique par rapport à la dite bague de verrouillage.
Le fonctionnement de ce dispositif est donc analogue à celui du dispositif représenté dans les Fig. 2 et 3, c'est-à- dire qu'il ne comporte pas de position intermédiaire dans la- quelle les rouleaux 24 et 25 seraient simultanément hors de contact avec leurs bagues de verrouillage respectives 28 et 29. Pour réaliser une telle position intermédiaire, on peut disposer sur la bague de verrouillage extérieure 29, par exemple, une deuxième paire de bagues de frottement à ressorts, dont les faces en contact avec les surfaces en bout, de forme tronconique, des rouleaux de verrouillage 25, sont découpées en biais, tout comme dans les bagues 30, 31 (Fig. 5), de manière que la pression des ressorts de la nouvelle paire de bagues de frottement agissent en vue de maintenir les rou- leaux éloignés de la surface de serrage.
Afin d'obtenir que pendant la marche normale pendant laquelle le verrouillage est réalisé, soit par les rouleaux 24, soit par les rouleaux 25, la rangée de rouleaux momenta- nément hors de prise soit maintenue écartée non seulement de la surface de serrage de sa bague de verrouillage respective, mais aussi de la paire de bagues de frottement afférente à cette dernière, les éléments de liaison 34, 35, lesquels présentent éventuellement une forme arquée, peuvent être guidés entre des chevilles 36 et 37 ou analogues. Dans cer-
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tains cas, il peut être utile d'établir une telle interdépen- dance entre les organes de verrouillage de chaque rangée annulaire, que tous les éléments d'une même rangée puissent être manoeuvrés dans le même sens.
En ce qui concerne le mode d'exécution suivant Fig. 1, celui-ci peut être réalisé au moyen de deux bagues disposées concentriquement par rapport aux rochets 2 et 3, la plus petite de ces bagues étant réunie aux leviers de frottement 8 au. moyen de chevilles et de bouton- nières, tandis que la plus grande est réunie de la même manière au leviers de frottement 9. Toutefois, cette interdépendance peut également être prévue dans une seule des deux rangées d'éléments de verrouillage. On peut également commander les deux rangées d'éléments de verrouillage au moyen d'une bague commune.
Dans ce dernier cas, cette bague peut également exer- cer la fonction de la pièce de liaison 7 qui devient alors superflue, en prévoyant le guidage des boulons 7a, 7h (Fig.l) dans des boutonnières appropriées prévues dans la bague.
Dans le dispositif à rouleaux de verrouillage suivant Fig. 4 et 5, on peut également prévoir une bague séparée pour chacune des deux rangées de rouleaux 24 et 25, ou bien, on n'établit un'rapport d'interdépendance qu'entre une seule ran- gée de rouleaux. Ici également, il est possible de commander solidairement les éléments des deux rangées 24 et 25 par une bague unique agissant sur les faces en bout des rouleaux.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 2 et 3, il suffit également de prévoir une seule bague pourvue de chevilles destinées à pénétrer dans des boutonnières radiales pratiquées dans les leviers de frottement 22, de manière que ces derniers, de même que les doubles cliquets 16, sont entraînés dans un même sens. meme sens
Alors que dans les trois modes d'exécution décrits jus- qu'ici, les éléments de verrouillage étaient amenés en et hors
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prise par un déplacement radial, les Fig.
6 et 7 montrent deux dispositifs dans lesquels le déplacement axial d'un élément de verrouillage en forme de manchon 38 ou 61, dont les deux faces en bout sont pourvues de dents ou de griffes, a pour effet d'accoupler l'organe de transmission réuni à l'organe de verrouillage 41, soit avec l'arbre 1, par l'intermédiaire de la couronne dentée ou de griffes 42, soit avec des parties fixes de la transmission, par l'intermédiaire des dents ou des griffes 43.
Dans cette variante, l'effort de frottement nécessaire pour amorcer la manoeuvre de renversement s'exerce également dans le sens axial et est produit par deux bagues de frotte- ment 44 et 45 tournant avec le manchon de verrouillage 38 (Fig.
6) et pouvant être pourvue de garnitures de friction 46,47 et, par deux bagues de frottement antagonistes 48, 49, dont celle désignée par 48 est réunie rigidement à l'arbre 1, tan- dis que la bague 49 est fixée à des parties fixes de la trans- mission. Les bagues de frottement 44', 45 sont réunies au 'manchon de verrouillage 38 au moyen de boulons, 50, 51 (servant utilement comme guides pour les ressorts 52, 53) de telle manière que la liaison à frottement se trouve relâchée peu avant que les dents de verrouillage ne commencent à s'enga- ger les unes dans les autres, et inversement. Toutefois, la course des boulons à ressort peut également être calculée de telle manière que les deux liaisons à frottement restent en prise jusqu'au moment où l'un des deux accouplements, c'est-à-dire soit 39, 42, soit 40, 43, commence à entrer en prise.
Ceci présente l'avantage de permettre soit l'applica- tion de ressorts plus faibles pour exercer une pression sur les bagues de frottement, vu que les deux groupes de ressorts restent actifs jusqu'à ce que les dents soient en prise, soit
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de donner un angle d'inclinaison plus grand au pas de vis 54 prévu entre l'organe d'accouplement 41 et le manchon de verrouillage, ce qui a pour effet un embrayage plus rapide des éléments d'accouplement, du fait que la distance d'accou- plement estplus petite. Dana cette variante, également, l'embrayage et le débrayage des deux accouplements 39,42, ou 40, 43, dépend du sens de rotation relatif des organes de transmission solidaires des différentes couronnes dentées.
Lorsque l'organe de transmission solidaire de l'organe d'ac- couplement 41 tourne avec une vitesse comprise par exemple entre celle de l'arbre 1 et celle de l'organe 49 (lequel fait par exemple partie du bâti fixe et tourne par conséquent à la vitesse zéro), le manchon de verrouillage se trouve main- tenu dans sa position médiane, c'est-à-dire neutre, vu que les liaisons à frottement 44, 48 et 45, 49, agissent en sens opposé, c'est-à-dire qu'elles tendent à faire tourner le manchon 38 dans deux sens différents. Les effets de ces deux liaisons s'ennuient complèement dans le cas où len frette- ments accessoires sont les mêmesdans les deux liaisons, de sorte que le manchon de verrouillage reste dans sa position neutre.
Au cas où les valeurs des frottements accessoires ne seraient pas exactement identiques dans les deux connexions, il suffira que le manchon 38 quitte sa position neutre d'une faible distance, avec , comme résultat, une différence dans les tensions 52 et 53 pour obtenir une égalité des efforts de frottement des deux liaisons susdites.
Toutefois, des que l'organe de transmission solidaire de l'organe d'accouplement 41 commence à tourner plus vite que l'arbre 1, et vu le fait que dans ce cas les deux liai- sons à frottement s'efforcent d'arrêter le manchon de ver-
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rouillage en agissant sur lui dans le même sens, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui de la rotation plus rapide du dit organe d'accouplement, l'élément de verrouillage se déplacera, sous l'effet du pas de vis 54 ayant un sens approprié (ici, à gauche), vers la droite, dans la direction de la couronne à griffes 42, de sorte que les griffes 39 et 42 s'engagent les unes dans les autres et que le couple de l'organe de transmission relié à l'organe d'accouplement est transmis à l'arbre 1.
Dans le cas où ce dernier organe de transmission tourne relativement en arrière, le même processus a lieu en sens inverse, c'est-à-dire que l'organe d'accouplement retour- ne à la position neutre.
Lorsque l'organe d'accouplement 41 a tendance, sous l'effet de l'organe de transmission auquel il est réuni, de tourner en sens opposé aussi bien par rapport à l'arbre 1 que par rapport à l'organe de transmission solidaire de la pièce annulaire 49, en d'autres termes lorsque l'organe d'ac- couplement commence à tourner relativement en arrière, ce dernier organe s'en trouve empêché, bien que par une force s'exerçant dans le sens opposé à celui constaté précédemment, ce qui, grâce à l'action du filet 54,,a. pour effet que le manchon 38 se déplace vers la gauche dans la direction de la couronne de verrouillage 43, jusqu'au moment où les dents ou les griffes 40, 43, seront complètement en prise.
Dans le cas où les éléments 39, 40, 42,43 sont établis sous forme de griffes, il est avantageux que chaque griffe qui, dans l'état débrayé de l'accouplement, se trouve en regard de la couronne à griffes opposée, soit taillée suivant une ligne hélicoidale d'un angle d'inclinaison analogue à celui du filet 54, ou légèrement plus grand. Dans ce cas, les surfaces d'attaque des griffes constituent des sections d'un
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filet multiple dont l'aile d'inclinaison est égal ou supé- rieur à celui du filet d'accouplement 54. Ceci empêche le blocage des griffes les unes par les autres dans le cas où, pendant l'embrayage des couronnes à griffes, chaque griffe ne se trouverait pas exactement en regard d'un creux.
Afin d'empêcher qu'à l'état accouplé, l'élément de ver- rouillage 38 n'exerce, par l'intermédiaire des couronnes à griffes 42 ou 43, une poussée axiale nuisible sur l'arbre 1 ou sur l'organe de transmission solidaire de l'anneau 49, en raison de la pression transmise par le filet 54, on limite la course du manchon 38 par des butées prévues sur l'organe de verrouillage 41 portant le filet d'entraînement. Ceci a pour effet que la poussée axiale exercée par le manchon de verrouillage est absorbée par l'organe d'accouplement.
La variante suivant Fig. 7 diffère de celle montrée dans la Fig. 6 uniquement par le fait que les bagues de frottement 55, 56 ne tournent pas solidairement avec le manchon de ver- rouillage, comme c'est le cas des bagues de frottement 44, 45, (Fig. 6), mais sont solidaires de l'organe d'accouplement 41.
En conséquence, les boulons à ressorts 57,58 (Fig. 7) sont guidés non pas dans l'élément le verrouillage, nais dans les extensions des anneaux 59,60 portant les couronnes dentées 42, 43.
Afin d'augmenter l'effet de frottement, les surfaces de frottement des bagues 55 et 56 et, par conséquent ,les surfaces en regard prévues dans l'élément de verrouillage 61, peuvent recevoir une conformation conique (Fig. 7). Ceci s'applique évidemment tout au.,si bien au mode d'exécution suivant Fig. 6.
Si-après, les rapports entre les divers efforts et les divers effets de frottement qui entrent en jeu dans les dis- positifs décrits jusqu'ici:
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Si P désigne la force avec laquelle les ressorts pres- sent les bagues de frottement contre les surfaces en regard, R- le rayon moyen des bagues de frottement, et le coeffi- oient de frottement entre les bagues de frottement et les dites surfaces, le moment s'exerçant sur l'élément de ver- rouillage 38 sera:
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11c1 = "P i?,, /,44, (1
Ensuite} si désigne le rayon moyen du filet, # - l'an- gle d'inclinaison de celui-ci et) l'angle de frottement du dit filet, le moment de torsion Md agit sur l'élément de ver- rouillage avec une force axiale Q donnée par:
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I1ri = ,t, .gf, 1<+ fl ) fl De 1 et 2 il résulte:
. fj ( -1- J) ::; µ& .# f3
Pour que l'élément de verrouillage puisse s'embrayer automatiquement dans les deux sens d'accouplement, de la ma- nière décrite ci-dessus, il est nécessaire de remplir la condition:
Q > P
Il en résulte, en considérant l'équation 1) que la con- dition
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1 +5)<.- doit être remplie.
Lorsqu'on fait usage de surfaces de frottement coniques suivant Fig. 7,on obtient:
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< +fl> </ .cF 4.
Au lieu des deux liaisons à frottement destinées à amor cer ou à produire la manoeuvre de renversement d'accouplement,
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on peut prévoir deux dispositifs de verrouillage auxiliaires, dans lesquels les éléments 'le verrouillage, lui cliquets, par exemple,doivent être décalés , dans le sens du verrouilla- ge, et avec interposition de ressorts, d'une quantité cor- respondante à la distance entre deux grilles.
Toutefois, dans un tel mode d'exécution, et avant l'embrayage de l'accouple- ment, le dispositif de verrouillage auxiliaire (ou ses élé- ments de verrouillage établis sous forme de lames de ressorts ) qui n'est pas destiné à participer à cette manoeuvre, ici'. être maintenu écarté.
On a déjà vu plus haut que si P est la force de pression s'exerçant dans la liaison à frottement, elle exerce sur l'organe d'accouplement un moment
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t/I( d ;;: ? /"- . f if
Ce moment de torsion exerce sur l'élément de verrouillage, par l'intermédiaire du filet, une force axiale Q qu'on peut obtenir par l'équation
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J(d ; t2. r. '1 ,-/+5) { De 1 et 2 il résulte
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.(ci7'f):: 'P/' (]
L'embrayage automatique ne peut se produire dans les deux sens que si l'effort exercé par le manchon de verrouillage est supérieur à la résistance de frottement axiale, c'est-à-dire
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e z Il résulte- -Le l'equation 3 qu'on doit avoir
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t (0( rJ) <+ .
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On voit immédiatement qu'avec une/telle disposition, le choix de l'angle d'inclinaison du filet ne dépend' plus de la valeur des frottements accessoires. Il est bien entendu que pour réaliser le renversement, il est nécessaire de disposer d'un effort de frottement, ne fût-ce que peu élevé. Un tel accouplement est également avantageux par le fait qu'il est plus petit, plus léger, plus simple et plus sûr que celui connu jusqu'à présent. La pression de ressort qui agit sur les bagues de frottement doit être au moins assez élevée pour assurer un accouplement parfait, même en cas d'une vi- tesse de rotation peu élevée.
Dans la variante représentée dans les Fig. 8 et 9 et basée sur ces dernières considérations, on prévoit un manchon à griffes 5, monté sur l'organe d'accouplement 2, de la maiè- re connue, au moyen d'un filet 10 et pourvu, sur ses faces en bout, de griffes 6 et 7. Les griffes 6 sont destinées à coopérer avec les griffes 8 de la couronne à griffes 3 fixée -sur l'arbre moteur (de turbine), tandis que les griffes 7 sont destinées à venir s'engager dans les griffes 9 solidaires du bâti 4.
Un évidement pratiqué dans le manchon de verrouillage 5 contient une bague 11 établie en deux parties (Fig. 9), cette bague étant poussée vers l'extérieur au moyen de ressorts 14, et empêchée, au moyen de chevilles 12, d'exécuter un mouvement angulaire par rapport à l'organe d'accouplement. Cette bague, laquelle est pourvue de garnitures de friction 13, est pres- sée montra la surface intérieure des deux tambours 15 et 16 solidaires respectivement de la couronne à griffes 3,fixée sur l'arbre moteur, et du bâti fixe 4. Par conséquent, dans ce dernier mode d'exécution, la bague de frottement agit dans le sens radial, c'est-à-dire perpendiculairement au sens de
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mouvement axial de l'organe d'accouplement.
Lorsque l'arbre 1 et la couronne à griffes 3 'qui en est solidaire, tournent dans le sens de la flèche à une vitesse n1 et que l'organe d'ac- couplement 2 a tendance à dépasser l'arbre moteur, cet organe sera maintenu dans la position médiane aussi longtemps que sa vitesse de rotation est inférieure à n1, tant donné que les effets de frottement du tambour fixe 16 et du tambour 15 so- lidaire de la turbine et tournant en avant, agissent en sens opposé et s'annulent mutuellement si les valeurs de frottement accessoires sont les mêmes.
C'est seulement après que le manchcn d'accouplement a dépassé la turbine, c'est-à-dire l'arbre mo- teur, que les forces de frottement s'additionnent ; les griffes 6 s'engagent dans les griffes 8, la bague de frottement se détache du tambour 16 et est appliquée contre le tambour 15 solidairede la turbine. Le même processus se produit en sens inverse lorsque la roue à double accouplement ralentit et commence une rotation relative en arrière. Pour obtenir le sens de rotation indiqué, le filet doit être à gauche.
Etant donné que dans les modes de réalisation précédents (dans les- quels les garnitures de frottement sont disposées dans le sens axial), la manchon à griffes est, depuis l'ingtant du débrayage jusqu'à la position médiane, immobile par rapnort à l'organe auquel il était jusqu'ici accouplé et, vu que, dans la dite position médiane, ce manchon doit tourner à la vitesse de la roue à. double accouplement, par suite de la neutralisation des effets de frottement, il peut se produire, dans le cas d'une accélération ou d'un ralentissement trop accentués du manchon'. que les garnitures de friction ou les éléments de verrouillage repoussent le manchon de verrouillage vers les griffes opposées, ce manchon subissant alors une accélération supplémentaire sous l'effet des ressorts.
Par
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contre, dans le mode de réalisation décrit en dernier lieu, non seulement la poussée axiale des ressorts est suppri- mée, mais le manchon doit encore vaincre, au moment du débraya- ge, le frottement axial du tambour et qui est égal à P. .
En outre, les extrémités 17 et 18 des tambours pourraient être légèrement coniques ou arrondies ou les deux à la fois, de sorte que le manchon rencontre une certaine résistance et ne peut quitter la position médiane que lorsque les effets de frottement des deux tambours s'additionnent. Etant donné que le renversement d'accouplement peut se produira aux diffé- rentes vitesses, et que les forces d'application se trouvent modifiées dans de larges limites par les forces centrifuges, il est recommandable d'exécuter les Bagues de frottement en métal léger.
Il est bien entendu que l'emploi d'un tel accouplement à double effet n'est pas limité aux transmissions hydrauliques, mais peut être prévu partout où un organe de transmission doit être couplé alternativement à un organe rotatif et à un organe tournant à plus faible vitesse, ou bien à un organe fixe ou un organe tournant en sens inversa par rapport au premier. Ce mode d'exécution peut également être employé, avec un seul accouplement à griffes, comme mécanisme àeroue libre.
REVENDICATIONS.
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