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" Transformateur automatique de vitesse à sens de rotation réversible ".
L'invention concerne un transformateur automatique de vitesse à sens de rotation réversible, la transmission se faisant par un liquide, circulant dans un mécanisme des- tiné spécialement à adapter, d'une façon continue et auto- matique, la vitesse et le couple d'un moteur à la vitesse d'un arbre récepteur.
Le but du transformateur, selon l'invention est de
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remplacer avantageusement la boite de vitesses et l'embray- age, principalement sur les voitures automobiles, afin de supprimer toute intervention de la part du conducteur, sauf la oommande de l'accélérateur et la détermination du sens de marche, avant le démarrage. Il permet une variation oon- tinue et automatique du rapport des -vitesses, suivant une loi choisie d'avance, tout en adaptant le fonctionnement du moteur aux oonditions de marche exigées par les circonstances, et ceci sans autre régulateur que la vitesse et le couple même du moteur.
A cet effet, le transformateur de vitesse selon l'in- vention se oompose en substance d'un organe de pulsion et d'un organe récepteur. Le mouvement de l'un est transmis à l'autre au moyen d'un liquide, oiroulant à l'intérieur d'un carter et de canalisations, les organes de pulsion et le ré- cepteur étant logés respectivement dans des enveloppes mo- biles, commandées à volonté par des leviers, un servo-moteur ou tout autre organe de commande approprié. La pression du liquide, obtenue par l'organe de pulsion, ou pompe, monté sur l'arbre moteur, dépend de la vitesse et du couple du mo- teur. Comme le liquide actionne l'organe récepteur, monté sur l'arbre secondaire, la vitesse de rotation de oelui-oi, qui est proportionnée à la pression du liquide, sera égale- ment proportionnée à la vitesse et du couple du moteur.
D'un autre oôté, la vitesse de l'arbre secondaire, sur le- quel est calé l'organe récepteur, dépend aussi de la résis- tance qu'il doit vaincre, puisque le couple de résistance réagit à son tour, au moyen du même liquide en circulation, sur le débit de l'organe de pulsion, diminuant ce débit, mais augmentant la pression spécifique du liquide, lorsque la résistance au mouvement augmente, et vice versa. Un équi- libre constant est donc établi entre le couple moteur et le
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couple résistant.
Afin de bien faire ressortir les différentes caraoté- ristiques du nouveau dispositif, un schéma d'un mode d'exé- cution non limitatif, est donné par les figures annexées.
La figure 1 est une coupe longitudinale en élévation du transformateur de vitesse, selon l'invention.
La figure 2 est une coupe longitudinale en plan du mê- me transformateur.
La figure 3 est une coupe schématique d'une cloison à rotules.
La figure 4 est une coupe schématique, vue de côté, de la cloison selon la figure 3.
La figure 5 est une coupe schématique d'une cloison à glissières.
La figure 6 est une coupe schématique, vue de oôté, de la cloison selon la figure 5.
Le rotor 1 est entraîné par l'arbre moteur M et le ro- %or 2 est calé sur l'arbre récepteur R. Chaque rotor est mo- bile à l'intérieur d'une enveloppe adéquate, étanche, 5 et 6 , et est pourvu, à sa périphérie, d'un certain nombre de rainures radiales 3, dans lesquelles glissent, d'une manière étanche, des oloisons 4. Ces enveloppes peuvent se déplacer dans le sens longitudinal, tout en étant guidées par les pistons 1 et 8 ou 9 et 10, qui glissent, de façon étanche, à l'intérieur de cylindres 11, 12 et 14 ou de guides 13, so- lidaires d'un carter extérieur.
Les paliers 15, 16, 17 et 18, supportant les arbres moteur.1! et récepteur R, sont également immobiles par rap- port au carter. Des oanalisations de dimensions et de profils adéquats 19 et 20, solidaires du carter, raccordent, d'une manière étanche, les enveloppes 5 et 6. Une autre oanalisa- tion 21 appropriée raocorde étanohement le cylindre 11. avec
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la partie supérieure A de l'enveloppe 5, tandis que la par- tie inférieure B se trouve reliée de la même manière, par la canalisation 22, au cylindre 12.
Des ressorts tarés et réglables 23, 24 et 25 servent à ramener à leur position initiale les enveloppes 5. et 6, et à régler leur déplacement. Une tige ou butée 26, solidai- re du piston 8, représente un mécanisme constituant une li- aison non permanente entre les deux enveloppes. L'ouverture 27 constitue une cataracte réglable. Sur les canalisations 19 et.80 sont montées des valves 28 et 29, ou tout autre dis- positif équivalent, permettant de mettre en communication les canalisations avec l'intérieur du carter.
L'ensemble, ainsi que le carter, sont complètement rem- plis d'un liquide, de préférenoe de l'huile.
Une tige 30, solidaire de l'enveloppe 5, permet de com- mander son déplacement, soit dans un sens, soit dans l'autre.
L'appareil de commande peut être un système à leviers, un serve ou analogue.
Pour la commande par servo, celui-ci se compose essen- tiellement d'un piston 31, coulissant dans un cylindre 32, et pouvant être actionné dans les deux sens, selon les be- soins, soit sous l'influence d'une pression, soit sous celle d'une dépression. Dans le premier cas,la pression peut être exercée par un liquide, par exemple l'huile du carter du mo- teur, envoyé au servo par une pompe auxiliaire, commandée directement par le moteur, ou par la pompe de graissage du moteur, prévue à cet effet. La pression de cette huile varie avec la vitesse de la pompe et dès que la pression est suf- fisante pour comprimer les ressorts tarés, le serve entre en action.
Dono la vitesse initiale critique du moteur au démarrage peut être réglée préalablement, soit en agissant sur la pression des ressorts tarés, soit en agissant, au
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moyen d'un robinet, cataracte ou autre dispositif équiva- lent, sur la pression de l'huile envoyée au servo.
Dans l'autre cas, la dépression, agissant sur le pis- ton 31, peut être provoquée par l'aspiration du moteur.
( Systèmes non représentés ).
La position initiale pour le démarrage, soit dans un sens, soit dans l'autre, des rotors par rapport à leur enve- loppe, est celle représentée par les figures 1 et 2, c'est- à-dire que le rotor 1 se trouve centré, par rapport à son enveloppe, tandis que le rotor 2 est excentré, par rapport à la sienne. Il est évident que/pour cette position,le dé- bit de la pompe M sera nul et auoun effet utile n'est trans- mis au rotor R.
Le fonctionnement du transformateur de vi- tesse, selon l'invention.est le suivant :
Pour la marche avant; une tringle ( non représentée ), - agissant simultanément sur la valve 28, qu'elle ferme, ( la valve 29 restant ouverte ) et sur la distribution du servo, en mettant la pompe auxiliaire non représentée ) en com- munication, par l'ouverture 33, aveo le cylindre 32, consti- tue l'organe de commande du démarrage.
En augmentant progressivement la vitesse du moteur, pour une certaine valeur oritique de celle-ci, la pression
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l exercée sur le piston 31 par lthuile de la pompe auxiliaire ( ou de graissage ) sera suffisante, pour vaincre la résis- tanoe que le ressort taré 24 ( ou les ressorts ) par l'in- termédiaire de l'enveloppe 5, lui oppose. De ce faillie ro- tor 1, ne se trouvant plus dans sa position d'équilibre, cette pompe commence à débiter vers A, si l'arbre moteur tourne dans le sens de la flèche F1 . L'huile qui s'y trouve s'écoule vers C, ainsi que vers le cylindre 11.
La pression exeroée par cette huile sur le piston 7 s'ajoute à l'action du piston 31 et le déplacement de l'enveloppe 5 s'accentue
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davantage. Entretemps, le débit ayant augmenté, ainsi que la pression en A, celle-ci devient suffisante pour vaincre la résistance que lui opposent les cloisons du rotor R, c' est-à-dire que le rotor R commence à tourner dans le sens de la flèche F . En d'autres mots, le couple résistant de R est vainou.
La mise en marche de R est donc progressive, quel les que soient la puissance et la vitesse normale du moteur, et ceci jusqu'à l'atteinte de la vitesse de régime. En effet, si,par exemple, dès le début du démarrage,la pleine puissance du moteur était appliquée, une pression dangereuse ne pourrait se manifester en A, car l'enveloppe 5¯ serait immédiatement repoussée dans une position telle, que la pression spécifi- que sur les cloisons des rotors ne dépasserait pas une va- leur limite, admise d'avance.
A partir d'un certain moment,le déplacement de l'enve- loppe 5 est tel, que la butée 26 est en contact avec l'enve- loppe 6, qui est entraînée maintenant dans le même sens, et la vitesse du rotor 2 augmente, du fait que son débit par tour diminue. La vitesse et le couple du rotor subissent donc une variation continue, réglable dans le sens voulu.
Si maintenant, pendant la marche de régime et pour la puissance maximum du moteur, la résistance de l'arbre de R augmente subitement, par exemple par suite d'une pente de la route, le moteur M aura une tendance à ralentir, du fait de l'augmentation du couple résistant, Par suite de cette diminution de vitesse du moteur, la pression de l'huile sur le piston 31 du servo diminue et,par conséquent ,la pression sur les ressorts 24 et 25 , Ceux-ci repoussent alors les enveloppes jusqu'à l'établissement d'un nouvel équilibre de leur tension avec la pression de l'huile en A et l'action du piston 31.
Pour oette nouvelle position,le moteur M tourne
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de nouveau à sa vitesse'de régime, en donnant donc sa puis- saucé maximum et,par conséquent,le rotor R transmet égale- ment le maximum de puissance.
L'arrêt se fait en agissant au moyen de l'accélérateur sur le moteur, c'est-à-dire en le laissant tourner en dessous de la vitesse critique de démarrage.
La valve 29, ou le dispositif analogue, laissée ouverte pendant cette opération,enlève à l'accouplement entre M et R sa rigidité, c'est-à-dire que R peut tourner à une vitesse supérieure à celle imposée par le conditionnement de M, sans nuire au bon fonctionnement de l'ensemble.
Pour la marche arrière, on agit sur la même tringle que précédemment, commandant ainsi simultanément la fermeture de la valve 29 ( la valve 28 restant ouverte ) et la distri- bution du servo, en mettant la pompe auxiliaire en communi- cation par l'ouverture 34 avec le cylindre 32. En poussant de nouveau le moteur à la vitesse critique de démarrage, la pression de l'huile au servo devient suffisante pour oompri- mer le ressort 23 ( ou les ressorts ) et l'enveloppe 5 se déplace dans le sens inverse du premier cas. Cette fois-ci, la pompe M tournant encore dans le sens de la flèche Fl, elle commence par débiter vers B et l'huile qui s'y trouve s'écoule vers D, ainsi que vers le cylindre 12 . L'action de la pression de l'huile, exercée sur le piston 8, s'ajou- te à celle du piston 31 et le déplacement de l'enveloppe 5 s'accentue.
La pression B - D étant devenue suffisante pour vainore la résistance opposée par les cloisons du rotor R, celui-ci commence à tourner dans le sens de la flèche F'2 .
Le reste du processus est identique à celui de la marche avant, sauf que l'action de la butée 26 peut être omise.
, butée 26 Ou bien, la peut également être conçue pour agir dans le même sens que pour la " marche avant " sur l'enveloppe 6,
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par l'intermédiaire d'un système de leviers approprié.
Toutefois, d'autres variantes à la disposition décrite précédemment peuvent encore être imaginées. Entre autres, le servo ne donnerait que l'impulsion initiale à l'enveloppe 5, qui couperait automatiquement, pour une certaine position, la communication du cylindre 32 avec la pompe auxiliaire.
En même temps, le même dispositif automatique, mettrait la pompe auxiliaire en communication avec 13, devenant en cette occurrence,un cylindre étanohe. La butée 26 pourrait alors être supprimée. En ce cas, la position de l'enveloppe 5 est déterminée par le couple moteur, tandis que celle de l'enve- loppe 6 est fonction de la vitesse du moteur,
Afin de soulager l'arête libre des cloisons et de pré- venir ainsi une usure prématurée, les cloisons peuvent ap- puyer, d'une façon parfaite, sur des patins 36 ou rotules 35 qui se déplacent dans des glissières spécialement prévues dans les parois de l'enveloppe ( Figures 3 à 6 ).
Au besoin, un ou plusieurs verrous d'un système connu peuvent être prévus, avec l'intention d'empêcher l'enveloppe 5 de se déplacer, pour l'une ou l'autre cause, dans le sens contraire à celui exigé par le conditionnement de marche, soit " avant ", " arrière " ou " arrêt Dans ce cas.ces verrous pourraient être commandés par la tringle de commando.
De plus, il est à remarquer qu'en changeant le sens de rotation de M ( ce qui n'est pas une nécessité ), il n'y a que le cycle marche " avant " - " arrière " qui se trouve évidemment renversé, devant marche " arrière " - " avant ".
REVENDICATIONS.
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"Automatic speed transformer with reversible direction of rotation".
The invention relates to an automatic speed transformer with reversible direction of rotation, the transmission being by a liquid, circulating in a mechanism specially intended to adapt, in a continuous and automatic manner, the speed and the torque. 'a motor at the speed of a driven shaft.
The purpose of the transformer according to the invention is to
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advantageously replace the gearbox and the clutch, mainly on motor cars, in order to eliminate any intervention on the part of the driver, except the control of the accelerator and the determination of the direction of travel, before starting. It allows continuous and automatic variation of the gear ratio, according to a law chosen in advance, while adapting the operation of the engine to the operating conditions required by the circumstances, and this without any other regulator than the speed and the torque. even from the engine.
For this purpose, the speed transformer according to the invention is essentially composed of a drive member and a receiver member. The movement of one is transmitted to the other by means of a liquid, flowing inside a casing and pipes, the drive members and the receiver being housed respectively in mobile envelopes. , controlled at will by levers, a servo-motor or any other appropriate control device. The pressure of the liquid, obtained by the drive member, or pump, mounted on the motor shaft, depends on the speed and torque of the motor. As the liquid actuates the receiving member, mounted on the secondary shaft, the speed of rotation of the oelui-oi, which is proportional to the pressure of the liquid, will also be proportional to the speed and torque of the motor.
On the other hand, the speed of the secondary shaft, on which the receiving member is wedged, also depends on the resistance that it must overcome, since the resistance torque reacts in its turn, by means of of the same circulating liquid, on the flow rate of the drive member, reducing this flow rate, but increasing the specific pressure of the liquid, when the resistance to movement increases, and vice versa. A constant equilibrium is therefore established between the engine torque and the
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resistant torque.
In order to bring out the different characteristics of the new device, a diagram of a non-limiting embodiment is given by the appended figures.
Figure 1 is a longitudinal sectional elevation of the speed transformer according to the invention.
FIG. 2 is a longitudinal section in plan of the same transformer.
Figure 3 is a schematic sectional view of a ball joint.
Figure 4 is a schematic sectional view, side view, of the partition according to Figure 3.
Figure 5 is a schematic sectional view of a sliding partition.
Figure 6 is a schematic section, side view, of the partition according to Figure 5.
The rotor 1 is driven by the motor shaft M and the rotor% or 2 is wedged on the receiver shaft R. Each rotor is movable inside a suitable, sealed envelope, 5 and 6, and is provided at its periphery with a number of radial grooves 3, in which slide, in a sealed manner, the oloisons 4. These envelopes can move in the longitudinal direction, while being guided by the pistons 1 and 8 or 9 and 10, which slide, in a sealed manner, inside cylinders 11, 12 and 14 or guides 13, which are integral with an outer casing.
The bearings 15, 16, 17 and 18, supporting the motor shafts. 1! and receiver R, are also stationary relative to the housing. Oanalisations of suitable dimensions and profiles 19 and 20, integral with the casing, connect, in a sealed manner, the casings 5 and 6. Another suitable oanalisation 21 reocords cylinder 11. with
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the upper part A of the casing 5, while the lower part B is connected in the same way, by the pipe 22, to the cylinder 12.
Calibrated and adjustable springs 23, 24 and 25 are used to return the envelopes 5 and 6 to their initial position, and to adjust their displacement. A rod or stop 26, integral with the piston 8, represents a mechanism constituting a non-permanent link between the two envelopes. The opening 27 constitutes an adjustable cataract. On the pipes 19 and 80 are mounted valves 28 and 29, or any other equivalent device, making it possible to put the pipes in communication with the interior of the casing.
The assembly, as well as the crankcase, are completely filled with a liquid, preferably oil.
A rod 30, integral with the casing 5, makes it possible to control its movement, either in one direction or in the other.
The control apparatus may be a lever system, a serve or the like.
For servo control, this consists essentially of a piston 31, sliding in a cylinder 32, and being able to be actuated in both directions, as required, or under the influence of pressure. , or under that of a depression. In the first case, the pressure can be exerted by a liquid, for example the oil of the engine crankcase, sent to the servo by an auxiliary pump, controlled directly by the engine, or by the engine lubricating pump, provided. for this purpose. The pressure of this oil varies with the speed of the pump and as soon as the pressure is sufficient to compress the calibrated springs, the servo kicks in.
Therefore, the critical initial speed of the engine on starting can be adjusted beforehand, either by acting on the pressure of the calibrated springs, or by acting,
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by means of a valve, cataract or other equivalent device, on the pressure of the oil sent to the servo.
In the other case, the vacuum, acting on the piston 31, can be caused by the suction of the motor.
(Systems not shown).
The initial position for starting, either in one direction or the other, of the rotors with respect to their casing, is that shown in Figures 1 and 2, that is to say that the rotor 1 is is centered, with respect to its envelope, while the rotor 2 is eccentric, with respect to its own. It is obvious that / for this position, the flow rate of the pump M will be zero and no useful effect is transmitted to the rotor R.
The operation of the speed transformer according to the invention is as follows:
For forward travel; a rod (not shown), - acting simultaneously on the valve 28, which it closes, (the valve 29 remaining open) and on the distribution of the servo, by putting the auxiliary pump (not shown) in communication, by the opening 33, with cylinder 32, constitutes the starting control device.
By gradually increasing the speed of the engine, for a certain oritic value thereof, the pressure
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l exerted on the piston 31 by the oil of the auxiliary (or lubricating) pump will be sufficient, to overcome the resistance that the calibrated spring 24 (or the springs) through the casing 5, oppose to it. . From this faulty rotor 1, no longer being in its equilibrium position, this pump begins to deliver towards A, if the motor shaft turns in the direction of arrow F1. The oil in it flows to C, as well as to cylinder 11.
The pressure exerted by this oil on the piston 7 is added to the action of the piston 31 and the displacement of the casing 5 is accentuated.
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more. In the meantime, the flow having increased, as well as the pressure at A, this becomes sufficient to overcome the resistance put up to it by the partitions of the rotor R, that is to say that the rotor R begins to rotate in the direction of arrow F. In other words, the resistant couple of R is futile.
The starting of R is therefore gradual, whatever the power and the normal speed of the engine, and this until the speed is reached. In fact, if, for example, from the start of starting, the full power of the engine was applied, a dangerous pressure could not appear at A, because the envelope 5¯ would be immediately pushed back into a position such that the specified pressure - that on the partitions of the rotors would not exceed a limit value, admitted in advance.
From a certain moment, the displacement of the casing 5 is such that the stop 26 is in contact with the casing 6, which is now driven in the same direction, and the speed of the rotor 2 increases, because its flow per revolution decreases. The speed and the torque of the rotor therefore undergo a continuous variation, adjustable in the desired direction.
If now, during steady-state operation and for maximum engine power, the resistance of the shaft of R suddenly increases, for example as a result of a slope of the road, the engine M will have a tendency to slow down, due to of the increase in the resistive torque, As a result of this decrease in engine speed, the oil pressure on the piston 31 of the servo decreases and, consequently, the pressure on the springs 24 and 25, These then push back the envelopes until a new equilibrium of their tension is established with the oil pressure at A and the action of piston 31.
For this new position, the motor M runs
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again at its operating speed, thus giving its maximum power and, consequently, the rotor R also transmits the maximum power.
Stopping is effected by acting on the engine by means of the accelerator, that is to say by letting it run below the critical starting speed.
The valve 29, or the similar device, left open during this operation, removes the rigidity of the coupling between M and R, that is to say that R can rotate at a speed greater than that imposed by the conditioning of M , without affecting the proper functioning of the assembly.
For reverse gear, one acts on the same rod as before, thus simultaneously controlling the closing of the valve 29 (the valve 28 remaining open) and the distribution of the servo, by putting the auxiliary pump in communication via the opening 34 with cylinder 32. By pushing the engine again to the critical starting speed, the oil pressure at the servo becomes sufficient to compress the spring 23 (or springs) and the casing 5 moves in the reverse of the first case. This time, the pump M still rotating in the direction of the arrow Fl, it begins by discharging towards B and the oil which is there flows towards D, as well as towards the cylinder 12. The action of the oil pressure exerted on the piston 8 is added to that of the piston 31 and the displacement of the casing 5 is accentuated.
The pressure B - D having become sufficient to overcome the resistance opposed by the partitions of the rotor R, the latter begins to rotate in the direction of the arrow F'2.
The rest of the process is the same as for forward travel, except that the action of the stop 26 can be omitted.
, stop 26 Or, the can also be designed to act in the same direction as for "forward travel" on the casing 6,
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via an appropriate lever system.
However, other variants of the arrangement described above can still be imagined. Among other things, the servo would only give the initial impulse to the casing 5, which would automatically cut off, for a certain position, the communication of the cylinder 32 with the auxiliary pump.
At the same time, the same automatic device, would put the auxiliary pump in communication with 13, becoming in this case, an ethanol cylinder. The stop 26 could then be removed. In this case, the position of the casing 5 is determined by the motor torque, while that of the casing 6 is a function of the speed of the motor,
In order to relieve the free edge of the partitions and thus prevent premature wear, the partitions can rest perfectly on pads 36 or ball joints 35 which move in slides specially provided in the walls. of the casing (Figures 3 to 6).
If necessary, one or more locks of a known system may be provided, with the intention of preventing the casing 5 from moving, for one or the other cause, in the direction opposite to that required by the running conditioning, either "forward", "rear" or "stop" In this case. these locks could be controlled by the commando rod.
In addition, it should be noted that by changing the direction of rotation of M (which is not a necessity), there is only the "forward" - "reverse" cycle which is obviously reversed, forward "reverse" - "forward" gear.
CLAIMS.
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