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Changement de vite sse hydraulique.
La pré sente invention se rapporte à un changement de vite sse hydraulique qui convient pour de commandesquelconques, par exemple pour la commande de machine s, mai s en particulier pour la commande de véhicule automobiles de toute espèce.
Suivant l'invention, une liai son entre le changement de vitesse hydraulique et un accouplement réali sé souss forme de pompe est établie de façon telle que le moteur hydraulique du changement de vite sse soit en liai son de commande mécanique avec l'élément meneur de l'accouplement et soit alimenté par le liquide qui se trouve dans l' e space intérieur de la pompe compri s en tre l'élément meneur et l'élément mené de l'accouplement.
Il en résulte que, pour le fonctionnement normal, la transmission de force entre l'élément mené du changement de vite sse et son élément meneur s'effectue uniquement par l'intermédiaire de l'accouplement, supprimant ainsi la nécessité d'une circula tion de l'agent de transmission liquide entre la pompe et le mo-
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teur, ainsi que les inconvénient$ qui en découlent, comme l'échauffement et les effets nuisibles sur le milieu souspression et aussi la médiocrité du rendement. C'est seulement lorsqu'un glissement se produit dans l'accouplement qu'une quantité de liguide correspondant au glissement est refoulée de la pompe de l'accouplement ver s le moteur du changement de vitesse et transainsi une fraction plu ou moins grande de la pui ssance t otale de l'élément mené à l'élément meneur du changement de vitesse.
L'interposition d'un organe d'isolement qui s'ouvre automa- tiquement dans la communication hydraulique entre la pompe et le moteur permet de régler à volonté ou de modifier arbitrairement le passage de l'accouplement mécanique au fractionnement de la transmission de force entre lf accouplement et la transmission hydraulique.
Comme pompe dans le dispositif d'accouplement et comme moteur hydraulique conviennent en principe toute s le s machinehydrauliques utilisables, mais cependant de préférence les machi- ns s à action rigide, par exemple les machinesà piston rotatif.
De même, la liaison de commande mécanique entre le moteur hydrau- lique et l'élément meneur de l'accouplement e st réalisable de diverses s manière s.
Les dessins ci-annexés représentent à titre d'exemple la réalisation de l'invention.
Les figs.l à 16 montrent plusieurs formes d'exécution du seul accouplement construit sousforme de pompe, à l'exclusion du moteur du changement de vitesse.
Les figs.17 à 22 montrent l'accouplement combiné avec le moteur.
La fig.l est une coupe suivant la ligne J-J de la fig.2.
La fig.2 est une coupe longitudinale,
La fig.3 e st une coupe suivant la ligne A-B de la fig.2,
La fig.4 est une coupe suivant la ligne C-D de la fig.2, La fig.5 e st une coupe suivant la ligne E-F de la fig.2,
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La fig.6 est une vue perspective d'un organe distributeur,
La fig.7est une coupe suivant la ligne G-H de la fig,2,
La fig.8 montre un détail de la fig.7 où les pièces s occu- pent une position différente,
La fig.
9 est une coupe d'une pompe d'accouplement comportant une distribution légèrement différente,
La fig.10 est une coupe suivant la ligne J-K de la fig.9,
La fig.11 est une coupe suivant la ligne L-M de la fig.9,
La fig.12 montre en perspective un organe de distribution vu de côté,
La fig.13 montre ce même organe vu de l'autre côté,
La fig.14 e st une coupe d'un organe de distribution du cylindre d'accouplement suivant la ligne Z-Z de la fig.10,
La fig.15 montre en coupe une autre forme d'exécution des organesde distribution du cylindre d'accouplement,
La fig.16 est une coupe suivant la ligne N-O de la fig.15,
La fig.17 e st une coupe d'un mécanisme d'accouplement hydrau- lique- continu complet suivant la ligne X-Y de la fig.18,
La fig.18 est une coupe longitudinale du mécanisme d'accouplement suivant la fig.17,
La fig.19 est une coupe suivant la ligne P-Q de la fig.18,
La fig. 20 est une coupe suivant la ligne R-S de la fig.18,
La fig.21 est une coupe suivant la ligne T-U de la fig.18,
La fig. 22 est une coupe suivant la ligne V-W de figs.
17, 18 et 21,
La pompe d'accouplement avivant les figs.1 à 8 se compose essentiellement d'une enveloppe tournante commandée fonctionnant comme élément mené, d'un cylindre excentrique 2 fonctionnant comme élément meneur, d'un dispositif distributeur compo sé de tiroirs tournants approximativement demi-cylindriques 3 et 4 situésaux faces de bout du cylindre 2 et de glacesde tiroir cylindriques 6 présentant de lumières s 5 dont la largeur e st égale à celle de s barrette s,
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L'enveloppe tournante 1 se compose de deux cylindre s la, 1b logés dans l'axe l'un de l'autre, reliés entre eux par un certain nombre 'de barrette s jumelées 7 qui constituent en même temp s des guide s pour de s tiroir s radiaux 8.
Ce s tiroir s coulissent dans le cylindre intérieur 1b et glissent sur le cylindre d'accouplement 2. Ils sont embrassé extérieurement par deux bagues 9 et 10 disposées concentriquement au cylindre d'accouplement et mobile dans de évidementss debarrettes jumelées.
L'enveloppe tournante est fermée à sess deux bout s par de s cou véroles 11 et 12. Le couvercle 12 présente un prolongement en forme de boîte 13 et constitue l'un des fonds délimitant l'espace utile du cylindre intérieur lb, L'espace utile est délimité de l'autre côté par un fond 14 situé à l'intérieur de l'enveloppe tournante. Sur la face intérieure des fonds 12 et 14 font intérieurement saillie le s prolongement cylindriques 6'muni s d'échancrures 5 et servant de glace s de tiroir. Entre le couvercle 11 et le fond 14 est disposée une paroi latérale 15 de stinée à l'introduction de l'huile, et entre cette paroi et le couvercle 11 sont placés des bras de projection 16 orientés radialement.
Dans la botte 13 du couvercle 12 est prévu un dispositif pour le régl age de la pre ssion. La fig.7 montre dans sa partie supérieure un tiroir cylindrique de di stribution 17 et dans sa partie inférieure une soupape d'échappement 18 chargée élasti quement. Au lieu du piston on pourrait également prévoir une soupape et inver gênent, un piston au lieu de la soupape. on pour- rait de même employer exclusivement soit de soupapes, soit de s pi stons.
L'enveloppe tournante renferme, entre les éléments cylindriquesla et 1b et entre le couvercle 11 de l'enveloppe et le fond 14 du cylindre, la chambre de réserve d' huile 23. Une ou verture de remplissage normalement obturée au moyen d'un bouchon fileté 24 permet d'y introduire de l'huile. une soupape automati-
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que 25 chargée d'une manière quel conque permet à l'air de s'échapper au be soin.
Lorsqu'un mouvement de rotation est imprimé à l'enveloppe 1 au moyen de la bride 26 l'huile présente dans la chambre 15 passe entre le couvercle 14 et la paroi 15 et de là, par les lumièresd'admission 19 et, si le tiroir cylindrique 3 le per- met, les s lumière s 5 de la glace du tiroir, dans le s e space s utiles de la pompe constitués dans chaque cas par deux tiroirs 8, le cylindre 1b et le cylindre extérieur excentrique 2.
Le tiroir cylindrique 3 occupe, quant à l'excentricité du cylindre 2, une position telle que, du côté de l'entrée de l'huile, il démasque le s lumières de tiroir 5 de ceux de s e space s utile s qui sont en voie d' augmentation, tandi que letiroir tournant 4 commandant l'autre extrémité deespace s utile s e st réglé de façon qu'il démasque lelumières s de tiroir de ceux des e spaces utile s qui sont 'en voie de diminuti on.
C' e st ainsi que par l'une demoitiés de la périphérie du cylindre 2, il se produit un refoulement d' huile dans le s e spacesutiles s en même temps que, par l'autre moitié de la périphérie, de l'huile est chassée desespaces utiles et refoulée par le s lumière s 190 dans la cavité de la boite 13. La pre ssion de l'huile agit par la lumière 21 (fig.7) sur le pi ston du tiroir de distribution 17 et le pousse vers l'intérieur dès que la pre ssion de l'huile e st supérieure à l'action de la force centrifuge agissant sur ce piston, par la partie distributrice du piston un passage pour l' huile s'ouvre alorspar leslumières 20 vers la lumière 22 (position suivant la fig.8) et permet à l' huile de refluer dans 1 a chambre de ré serve 23.
Une action analogue à celle du tiroir à piston distributeur 17 peut s'obtenir, comme il est indiqué au bas de la fig.7, au moyen d'une soupape 18 qu'un ressort 18a applique normalement sur son siège et qui ne se soulève que lorsque la pression de l' huile est supérieure à celle du ressort 18a.
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par cet exemple d'exécution suivant les figs.l à 8, on a montré tout d'abord simplement comment se comporte l'accouple nient réalisé sous forme de pompe.
Suivant l'invention, on ne laisse pas l'huile évacuée par le tiroir à piston di stributeur 17 ou la soupape 18 refluer directement dans la chambre de réserve 23 et on l' introduit au contraire dans une pompe qui est en liaison de commande mécani- que avec l'élément meneur de l'accouplement, le cylindre 2, et son arbre 27, comme il sera décrit par la suite à l'aide des figs.17 à 22.
Les figs.9 à 14 montrent une seconde forme d'exécution de s organes distributeurs s commandant les orifices d'entrée et de ;;ortie du milieu moteur. Elle se différencie de celle que repré- sentent les figs.l à 8 en ce que les lumières de distribution sont maintenant prévues non pas dans de surfaces s cylindrique s mais dans les faces de bout du cylindre 2 et dans les fonds 12 et 14. A cet effet et comme le montrent les figs.12 et 13, les faces de bout sont alternativement en retrait à peu près sur la moitié de la circonférence de telle sorte que lorsque d'un côté à peu prèsla moitié des ouverture s 28 sont ma squée s, l'autre moitié desouvertures situées de l'autre c8té se trouvent démas- quée s.
Les figs.15 et 16 montrent une troisième forme d'exécution desorganes de di stribution commandant l'admission et l'échappe- ment de l'agent moteur. Elle diffère de la forme d'exécution suivant les figs.l à 8 en ce que les saillies cylindriques 29 que présentent les fonds 12 et 14 et qui forment la glace de distribution sont dirigées non vers l'intérieur mai s verss l'ex- térieur et sont commandéespar dessaillies sensiblement semi- circulaires 30 formant tiroir tournant, qui se trouvent sur les faces de bout du cylindre d'accouplement 2 et qui alternative ment obturent bien entendu le ouvertures que la glace du tiroir présente entre les barrettes s 29. Ici encore, les ouverture s et les barrettes ont approximativement la même dimension.
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Sur les figs.17 à 22 on a ajouté suivant l'invention à l'accouplement précédemment décrit, et réalisé sous forme de pompe le moteur alimenté par cette dernière, le moteur entourant ici l'accouplement, Dans le cas de l'exemple représenté, c'est le 'cylindre excentrique 2 qui, par l'intermédiaire de l'arbre 27, constitue l'élément mené, tandis que l'élément meneur de l'accouplement est l'enveloppe la de celui-ci, qui est fixée sur l'arbre meneur 68. Cette enveloppe e st en même temps l'élément meneur- d'un moteur hydraulique du même genre que la pompe.
L'excentricité du cylindre excentrique du moteur est toutefois rendue variable. A cet effet l'excentrique 33 peut coulis- ser radialement sur l'enveloppe en 31 au moyen dejouesde gui= dage et est accouplé avec elle au moyen de clavettes élastiques 32 disposéesparallèlement aux facesde guidage. L'excentrique 33 est entouré par un tambour 36 qui lui est concentrique, est monté librement sur lui en 37 et n'a donc pas à participer à sa rotatior,, tambour sur la surface extérieure cylindrique duquel coulissent les tiroirs 38 radialement guidés dans l'enveloppe fixe 39 du moteur, cestiroirs portant de façon connue dessemelles de glissement sensiblement' semi-cyl indrique 41, 41a s'adaptant aux surfacessur lesquelles ils portent.
Lestiroirs 38 sont entourés par une bague commune 40 qui , par conséquent, participe au mouvement excentrique de l'excentrique 33.
L'enveloppe 39 du moteur est fermée du côté gauche (fig.18) par un couvercle 42 et du coté droit par un couvercle 43. Ces couverclesprésentent chacun une saillie annulaire 44 munie de lumières 50 et coopérant chacun avec un tiroir tournant 45 de l'enveloppe tournante la de la pompe d'accouplement constituant l'élément meneur aussi bien de l'accouplement que du moteur hydraulique. La commande des orifices d'entrée et de sortie s'effectue pour le moteur de la même manière que pour la pompe d'ac-
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-couplement.
Les ouvertures radiales 51 comprises entre les barrettes 52
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des saillies 44 constituant la glace du tiroir sont donc masquées sur l'ure de s moitié s de la périphérie de l'excentrique d'un côté de celle-ci et sur la moitié opposée de l'autre côté re spectivement par un tiroir semi-cylindrique 45.
En faisant varier l'excentricité de l'excentrique 33 le long des glissières 31 et desclavettes élastiques 32 on peut faire varier les espaces utiles du moteur et par conséquent la puis- sance que le moteur absorbe par la voie hydraulique, on peut pro- voquer automatiquement ce déplacement en utilisant la pression de l'agent moteur dansl' e space 46 ou 47 compris entre l' envel oppe tournante la de l'accouplement et l'excentrique 33. L'introduction de l'agent moteur à.cet effet a lieu pour l'espace 46 directement par une lumière 48 (fig.18) prévue dans le couvercle 12 de l'enveloppe de l'accouplement par prélèvement sur l'agent moteur qui s'échappe de 1 a pompe en 49.
Peur l'espace 47, l'introduction se fait au moyen delumières 50 ménagéesdans les barrettes s de la glace de tiroir 52 (figs.17 et 20). Ce lumières 50 débouchent dans l'espace intermédiaire 53 compri s entre le tiroir tournant 45 et le tourillon creux 37 du cylindre moteur 33. De l'espace 53 partent deslumières radial e s 54 aboutissant dans l'espace 47. Le s lumière s 50 communiquent par de s tubulure s 55 et 56 avec un réservoir compensateur 57 qui à son tour communique par une tubulure 58 avec une botte à air 59. Un régulateur de pre ssion 60 établit en permanence une pression de service moyenne dans le réservoir compensateur 57.
En vue d'éviter un excè s de pression on a prévu une soupape de sûreté 61 montée sur le réservoir compensateur et qui permet à l'agent moteur en excès de se rendre par une tubulure 62 dans le réservoir d'approvisionnement 63. De ce dernier partent des canaux 64 aboutissant à la chambre d'admission 65 de la pompe d'accouplement et à l'orifice de sortie 51 du moteur.
En vue de chasser l'air de l'espace 67 de l'accouplement et d'y amener l'huile, il est mis en communication au moyen des
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Canaux 66 et par l'intermédiaire descanaux 64 avec le réservoir d'approvisionnement 63. Le réservoir compensateur 57 ainsi que la boite à air 59 sont munisrespectivement dessoupapes de purge d'air 73 et 74.
Une conduite 69 shuntant le réservoir compensateur 57 et son régulateur de pression permet, âpres qu'on aura ouvert l'organe d'isolement 70 qu'elle comprend, d'établir une communication directe entre la tubulure 58 et le réservoir d'approvisionnement 63. La pression s'annule de ce fait dans la boite à air 59 et la pompe d'accouplement est mi se au repos ainsi que lemoteur hy draulique.
En ce qui concerne maintenant le mode d'action du changement de vitesse hydraulique, le fonctionnement de l'accouplement réalisé sous forme de pompe découle de ce qui vient d'être exposé.
L'effet de pompage qui se produit lorsqu'un glissement intervient entre l'élément mené et l'élément meneur de l'accouplement re foule toutefois l'age.nt moteur liquide non pas simplement par l'intermédiaire d'un organe d'évacuation chargé dans la chambre d'approvisionnement ou dans la chambre d'aspiration de la pompe mais dans le moteur hydraulique, dont l'élément meneur est en liaison de commande mécanique avec l'accouplement.
Avant là mise en service on introduit dans le réservoir d'approvisionnement 63 suffisamment d'huile pour que le système tout entier soit rempli d'huile, Il ne demeure encore de l'air que dans la partie supérieure du réservoir compensateur 57 et de la boîte à air 59. Lesrésidus d'air qui pourraient demeurer encore dans d'autres parties du système après le remplissage d'huile s'échappent par divers canaux, notamment les canaux 66 et le ouvertures 71 dans le récipient d'approvisionnement: 63,
Lorss de la mi se en action l'agent moteur e st aspiré de canaux 64 à travers la pompe d'accouplement et se rend du côté refoulement de la pompe dans la chambre de refoulement 72 du moteur et en même temps dans la boîte à air 59.
De celle-ci, il se rend
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par la conduite 58 et la soupape de réduction 60 dans le récipient compensateur 57 ju squ' à ce que la pre ssion de service moyenne nécessaire y soit établie, si maintenant le couple agis- sant sur l'arbre meneur 68 a la même valeur que celui qui agit sur l'arbre mené 68 et si d'autre part le rapport de transmission est de 1 : 1, à partir du moment où la pression de service moyenne est atteinte dans le réservoir compensateur 57, il ne se produit aucune circulation d'huile ni dans la pompe d'accouplement ni dans le moteur hydraulique. La pompe d'accouplement agit donc alors uniquement comme accouplement et la vitesse de rotation de l'enveloppe tournante est la même que celle du cylindre 2.
D'autre part, comme entre l'enveloppe tournante de l'accouplement 1 et l'excentrique coulissant 33 du moteur règne de part et d'autre de la glissière 31 de l'excentrique la même pre ssion, savoir, la pre ssion de service moyenne voulue, l'excentrique 33 se place dans l'axe de l'enveloppe 1, et avec lui le tambour 36 entourant cet excentrique. Aucun effet dynamique ne s' exerce alors dans le moteur et l'ensemble de la transmission de force entre l'arbre mené et l'arbre meneur est assurée uniquement par l'enveloppe tournante 1, c'est-à-dire sans aucune intervention du moteur.
En conséquence, comme dans le cas d'un rapport de transmis- sion de 1 : 1, il n'y a aucune circulation de l'huile, il ne se produit alors sensiblement que des frottements de palier et le rendement n'est pas très inférieur à 100 %.
Lorsque l'arbre meneur 68 a à travailler contre une ré si stence supérieure au couple qui s'exerce sur l'arbre mené 27, une modification intervient dans le rapport de transmission. L'arbre 68 ne conserve plusla vitesse de rotation de l'arbre 27 et prend un retard sur lui.
Lorsque l'arbre mené 27 commence à tourner, sa rotation en- traîne celle du cylindre 2 dans l'enveloppe de pompe 1 tout d'acord encore au repos, et du liquide sou pression se trouve refoulé dans la botte à air 59, ce qui se traduit par une augmen-
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tation de la pression du liquide. La soupape de détente 60 empêche la pre ssion de s'élever dans le réservoir compensateur 57.
La pre ssion de service moyenne une foi établie demeure ici invariable.
La pression relative régnant dans la boite à air 59 et par conséquent en général du côté refoulement de la pompe d' accouple- ment se propage grâce au canal 48 dans la chambre 46 tandi que dans la chambre opposée 47, qui communique directement avec le réservoir compensateur 57 par l'intermédiaire de canaux 54, des e space s 53, decanaux 50 et des tubulure s 55 et 56, c'est toujoursla pre ssion de service moyenne qui continue à régner.
La pre ssion relative régnant dans la chambre 46 déplace lecylindre moteur 33 par rapport à l'enveloppe tournante l'et augmente ainsi l'espace utile dans le moteur hydraulique jusqu'à ce que l'enveloppe tournante 1 et l' excentrique 33 qu'elle guide se mettent à tourner, et avec eux l'arbre meneur 68.
Il s'ensuit que plusla résistance agissant sur l'arbre meneur 68 est élevée, plu l'arbre 68 commence tard à tourner et plus la pression régnant dans la chambre 46 s'élève par rapport à celle qui règne dans la chambre 47. Lorsque la ré si s- tance qui s'exerce sur l'arbre meneur diminue, il commence, ainsi que l'enveloppe 1 et que l'excentrique 33, à tourner plu rapidement. L'espace utile du moteur hydraulique, encore considérable, reçoit une quantité relativement grande de liquide sous pression.
Il s'ensuit que la pression diminue du côté refoule ment du moteur etpar conséquent dans lescanaux 49 et la boite à air 59 jusqu'au-dessousde la pression moyenne de service. or, un excès de pre ssion exi ste dans la chambre 47 par rapport à la chambre 46, et l'excentrique 33 va reculer par rapport à l'enveloppe 1 de la pompe d'accouplement jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli entre lespressions régnant dans lesdeux chambres 46 et 47.
Il s'ensuit que la puissance de la pompe et du moteur se rè-
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gle automatiquement suivant le rapport de vitesses s de rotation respectivement de l'arbre meneur et de l'arbre mené. Plus la vi te sse de rotation de l'arbre meneur 68 diminue par rapport à celle de l'arbre mené 27 , plusil se produit un effet de pompage et une transmission et plu s diminue la transmission mécanique directe par l'accouplement. pour un rapport de transmission par exemplede 1 : 2, la transmi ssion de la pui ssance s'effectue encore moitié par effet d'accouplement et moitié par effet de pompage, pour un rapport de transmission par exemple de 1 : 5, l'effet d'accouplement est encore de 20 % et l'effet de pompage de 80 %.
Comme le rendement devient d'autant plu s grand qu' il y a davantage de force susceptible d'être transmise par effet d'accouplement, ce rendement e st d'autant plu s favorable que' le rapport de transmi ssion se rapproche davantage de 1 : 1, ce qui e st d'une importance capitale pour la commande de s véhicule s automobile s,
Au lieu du dispositif décrit pour le réglage automatique du rapport de transmission, ou en complément de ce dispositif, on peut aussi prévoir un dispositif de réglage convenable destiné à être commandé à la main.
Or. peut à tout instant supprimer la transmission de puissance en ouvrs.nt l'organe d'isolement 70 comprisdans la conduite de dérivation 69.
Toutess sorte de variante s des exempled'exécution repré- sentés sont possibles dans le cadre de l'invention.
C'est ainsi par exemple que les tiroirs 8 ou 28 peuvent aussi être utilisés comme pistons pour la transmission hydraulique de la puissance. En ce cas, pour la pompe d'accouplement, le chambres s 72 comprisesentre le paires s de barrette s 7 et dans lesquelles les tiroirs 8 vont et viennent à la façon d'un piston seront réalisées s sou s forme d'espace s utile s distincts s 72, et les conduites d'amenée et d'évacuation de l'agent moteur aboutissent aux sspaces utiles seront bien entendu raccordées
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dans le s glace s de tiroir 4 aux lumière s 5, grâce à une ramification suffisante,
de manière que les saillies 3 formant tiroirs tournants masquent et démasquent alternativement aussi les lu- mières s qui s'ouvrent dans le espaces utiles 72.
Au lieu que l'enveloppe 39 soit montée fixe on pourrait aussi la rendre elle-même mobile et, en tant qu'élément meneur supplémentaire, la relier d'une manière positive convenable quelconque avec l'arbre meneur 68 ou un autre élément à commander,
REVENDICATIONS.