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Perfectionnements aux mécanismes à commande hydraulique.
Cette invention se rapporte aux mécanismes à commande hydraulique tels que les embrayages hydrauliques du type où une soupape de commande ou de relais est utilisée pour contrôler l'écoulement du fluide moteur de telle manière que la commande de l'embrayage ou autre mécanisme analogue ne peut être effectuée que lorsque la pression du fluide atteint une valeur prédéterminée suffisante pour actionner la soupape de relais et le mettre dans une position qui permet au fluide moteur d'agir sur l'embrayage ou autre mécanisme à commande hydraulique.
Dans les embrayages hydrauliques ou autres mécanismes à commande hydraulique présentant les caractéristiques ci-dessus mentionnées, le mouvement de rotation du mécanisme engendre une action centrifuge qui communique au fluide moteur une force variant en fonction de la vitesse de rotation, et cette ac- tion s'exerçant sur la soupape du relais en rend le fonctionnement peu sur, de telle sorte que la commande de l'embrayage ne s'effectue pas nécessairement à la pression prédéterminée à laquelle la soupape du relais devrait fonctionner.
L'un des buts de l'invention est d'établir une soupa- pe' de commande ou de relais perfectionnée susceptible de fonc- tionner à une pression prédéterminée du fluide moteur quelle que soit l'action de la force centrifuge sur ce fluide.
Suivant l'invention, l'embrayage hydraulique ou autre mécanisme à commande hydraulique comportant une soupape de relais pour contrôler l'écoulement du fluide moteur, est pourvu d'un dispositif susceptible de former un réservoir de fluide dont la hauteur de charge agit en sens opposé de la hauteur de charge du fluide moteur dont l'action s'exerce sur la sou- pape pendant la période de fonctionnement, de telle sorte que des forces sensiblement égales et de sens opposés engendrées par l'action centrifuge sur le fluide moteur et le réservoir de fluide agissent sur la soupape pendant la période de fonc- tionnement.
La soupape est de préférence disposée de manière que son axe soit parallèle à l'axe de révolution de l'embrayage ou autre mécanisme de telle sorte que la force engendrée dans le corps de la soupape par l'action centrifuge sur sa masse ne
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nuit pas à son fonctionnement.
Dans les dessins annexés:
Figure 1 est une vue en coupe verticale du mécanisme mobile d'une botte de vitesses marine, montrant l'invention dans son application à un embrayage à plateaux.
Figure 2 est une coupe verticale montrant l'invention appliauée à un embrayage à cônes, les éléments occupant la position "embrayée".
Figure 3 est une coupe verticale montrant la. soupape de relais dans la position "débrayée".
Dans le mode de réalisation de l'invention tel qu'il est représenta à titre d'exemple sur la figure 1 dans son application au mécanisme d'une boite de vitesses marine, l'élément conducteur 1 comprend un disque pourvu d'un tenon central 2 qui pénètre dans une ouverture axiale 3 de l'élément conduit ou arbre 4. La périphérie du disque conducteur est pourvue de dents à crabots 5 entrant en prise avec des dents de forme correspondante 6 d'une enveloppe 7 fixée à une cage 8 qui porte un certain nombre de pignons planétaires 9 qui engrènene' par des engrenages intermédiaires avec le pignon central 10 claveté sur l'arbre conduit 4 et directement avec une couronne dentée 11 qui présente une surface conique 12.
La couronne 11 est formée sur un disque 13 pourvu d'un piston concentrique 14 au moyen duquel on peut déplacer la couronne axialement pour amener sa surface conique 12 en contact avec la surface conique correspondante d'un élément de freinage 15 mont-? sur un carter fixe 16 qui entoure le mécanisme.
Un alésage 17 formant une chambre pour recevoir une soupape de relais 18 est pratiqué dans la cage planétaire de préférence en un point diamétralement opposéà l'un des pignons 9. L'axe de l'alésage est parallèle à l'axe de rotation de l'arbre conduit. La soupape 18 est du type à piston et est destinée à contrôler l'écoulement du fluide sous pression admis à l'embrayage 19 aménagé entre les éléments conducteur et conduit 1 et 4 et qui sera décrit ci-dessous.
La soupape de relais 18 est commandée par un ressort à boudin 20 qui maintient normalement la soupape dans sa position inactive lorsque l'embrayage est débrayé, comme c'est représenta. A l'intérieur de la cage planétaire 8 entre la soupape 18 et l'axe de l'arbre conduit 4 est ménagé un raservoir ou chambre 21 susceptible d'être constamment rempli sous une hauteur de ch?rge prédéterminée au moyen d'huile fournie de préférence par le système de lubrification. En vue de d- terminer la hauteur de charge de l'huile dans ce réservoir, un conduit de sortie 22 est ménagé dans la paroi de la cage parallèle'tent à l'axe de l'arbre.
Ce conduit 22 met la chambre 21 en communication avec le côté basse pression ou l'atmosphère, de telle sorte que tout excès d'huile aspiré dans la chambre peut s'échapper librement.
Un conduit 23 relie le réservoir 21 à la chambre de soupape 17 de manière que l'huile puisse arriver da.ns la chambre du même côté de la soupape que le ressort 20, c'est-à-dire sur le côté opposé à celui où règne la pression du fluide moteur.
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Un conduit 24 s'ouvre dns la chambre de soupape du côté opposéau conduit 23 pour permettre au fluide sous pression d'agir sur la soupape 18 en sens contraire du ressort. Ce fluide est détourné par une ouverture 25 du cylindre moteur 26 de l'embrayage auquel il est amené par un conduit axial 27 et des passages radiaux 28 ménagés dans l'arbre conduit 4 où il est envoyé sous une pression appropriée par une pompe.
Lorsqu'il s'agit d'actionner l'embrayage 19, le fluide sous pression arrivant par le conduit 24 pour agir sur la soupape de relais 18 déplace celle-ci axialement en comprimant le ressort 20 lorsque la pression du fluide est suffisante pour vaincre la résistance de ce dernier. Outre la pression développée par la pompe, un supplément de pression est obtenu par l'action de la force centrifuge. Cet accroissement est toutefois neutralisé par l'action de la force centrifuge sur l'huile du réservoir 21 qui agit sur la face opposée de la soupape 18,de telle sorte que le fonctionnement de la soupape est déterminé par la force du ressort de soupape 20.
La soupape 18 est pourvue d'une gorge annulaire 29 commandant une paire de lumières 30, 31 dans la paroi de la chambre 17. L'une de ces lumières 31 est reliée à l'atmosphère ou au côté basse pression, tandis que l'autre 30 communiqué par des passages ou interstices 32 avec l'huile de la chambre 133 de l'embrayage.
L'huile de l'installation de lubrification qui alimente le réservoir 21 circule le long de cannelures 33 ménagées dans l'arbre conduit et à l'endroit où le pignon central 10 du syst- me planétaire est en prise avec ces cannelures, celles-ci sont partiellement découpées en 34 pour permettre le passage de l'huile: A proximité du réservoir un dispositif d'étanchéité 35 est aménagé dans les cannelures et un passage 36 relie les cannelures à la buselure 36a d'où l'huile s'échappe par l'interstice ménagé autour de la buselure dans le réservoir 21.
L'embrayage comporte une série de plateaux ou disoues 37, les plateaux de rang impair étant clavetés à l'enveloppe 7 et ceux de rang pair à un disque interne 38 qui est à son tour claveté sur l'extrémité adjacente de l'arbre conduit 4. Les plateaux externes de la série clavetée à l'enveloppe 7 sont placés entre une bague de butée 39 et un disque 40 qui est fixé au piston 41 ou est fait d'une pièce avec ce piston à l'aide duquel les plateaux sont déplacés axialement après avoir été appliqués préalablement les uns sur les autres, le piston étant actionné par le fluide sous pression circulant le long de l'alésage central de l'arbre conduit ainsi au'il a été décrit ci-dessus.
Pour écarter ou ouvrir les plateaux lorsque l'embrayage est débrayé, des plaques à ressort ondulées ou sinueuses 42 sont placées entre les plateaux d'embrayage de la srie interne, clavetés au disque 38. Des plaques à ressort semblables 42 peuvent être établies entre les plateaux d'embrayage externes, en supplément ou en remplacement.
Les plateaux d'embrayage peuvent être construits suivant le brevet de même date du Demandeur, intitulé "Perfec- tionnements aux embrayages hydrauliques". Ainsi, à proximité de leur périphérie externe ou les plateaux d'embrayage 37 se recouvrent encore l'un l'autre, les surfaces des plateaux de la. série externe sont pourvues de rainures annulaires 43 et, colncidant avec celles-ci, une série circonférentielle d'ouvertures 44 sont ménagées dans les deux séries de plateaux. Des ouvertures 45
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sont également pratiquées dans la bague de butée 39. La disposition de ces rainures 43 et des ouvertures 44 et 45 permet à l'huile qui s'infiltre entre les plateaux 37 en partant des périphéries externes par suite des irrégularités dans la surface des plateaux de s'échapper de manière à éviter une pression résistante.
Les rainures et les ouvertures recueillent et dispersent également toute huile qui peut s'infiltrer entre les plateaux à partir de leurs bords internes sous l'action de la force centrifuge.
On comprendra que les rainures 43 peuvent être ménagées sur les deux séries de plateaux, ou simplement sur la série interne.
Les figures 2 et 3 montrent une variante où l'invention est appliquée à un embrayage à c8ne commandé par voie hydraulique. Sur l'arbre conducteur 1 sont fixés une paire de disques perforés 46 et 47 qui sont boulonnés ensemble près de leur périphérie. Le disoue 46 s'emboîte dans le disque 47 et celui-ci est pourvu d'une surface d'embrayage conioue intérieurement 48 munie d'une garniture antifriction 49. Un disque 50 présentant une périphérie conique 51 coopère avec la surface coninue 48. Le disque 50 est pourvu d'un manchon 52 péné- trant à frottement doux dans une ouverture 53 ménagée dans le disque 46.
Le disque 50 est aussi pourvu d'une partie annulaire 54 qui pénètre dans un logement 55 du disque 46 en laissant un léger jeu 58 sur sa périphérie. L'espace entre l'anneau 54 et la base du logement 55 forme une chambre primaire 56 pour le fluide sous pression qui déplace axialement l'élément ou disque d'embrayage 50.
Une seconde chambre 57 est formée à l'extérieur de la chambre 56 par un logebent annulaire ménage dans le disque 46.
Cette chambre 57 forme une chambre secondaire pour le fluide sous pression et communique avec la chambre primaire 56 par l'interstice 58 et un espace radial 59 entre les disques 46 et 50.
L'arbre conduit 2 possède un bossage 60 venu d'une pièce avec lui et pourvu de dents à crabots 61 qui sont en prise avec des dents du disque d'embrayage mobile 50. L'arbre 2 se termine par une extrémité de diamètre réduit 62 qui pénètre dans une ouverture axiale du manchon 52.
La soupape de relais 63 est logée dans un alésage du disque 47 à proximité de la périphérie de ce dernier et est pourvue d'un ressort 64 agissant en sens opposé du fluide sous pression qui pénètre dans l'alésage de la soupape par un pas- sage 65 en communication avec la chambre de pression primaire 56 et par un conduit 66. L'alésage de la soupape est également intersect par un passage 67 venant de la chambre de pression secondaire 57 et communiquant avec le côté basse pression sous contrôle de la soupape.
L'alésage communique à son autre extrémité par un conduit 68 et un passage 69 avec un réservoir 70 formé dans la paroi périphérique entourant l'ouverture du disque 47. Le réservoir 70 est destiné à recevoir de l'huile d'une installation de lubrification. La hauteur d'huile dans le réservoir reste constante, car tout excès d'huile passe librement par dessus les lèvres 71 dans la partie basse pression.
L'huile est amenée au réservoir par un conduit 72 pratiqué dans le bossage 60 et communiquant avec une source d'alimentation par un passage annulaire 73 s'étendant le long ,de l'arbre conduit 2.
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Le fluide sous pression arrive à la chambre primaire
56 par le conduit 74, la cuvette 75 à l'extrémité de l'arbre conducteur et un alésage axial 76 de l'arbre conduit.
La soupape 63 est pourvue d'une gorge annulaire 77 qui lorsque l'embrayage se trouve dans la position "débrayée", permet à l'huile de la chambre 57 de passer par le passage 67 et le passage 78 au côté basse pression.
Lorsque l'embrayage doit être "embrayé", l'huile arri- vant dans la chambre primaire fait mouvoir le disque d'embrayage
50 de manière à établir le contact avec le cône d'embrayage 48,
49. Lorsque ce contact se produit la résistance opposée à la continuation du mouvement du cône 50 et celle offerte à 1'écou- lement de l'huile par le passage 58 ont pour effet de créer dans la chambre primaire une pression suffisante pour amener la soupape 63 dans la position correspondant à la fermeture du passage 67.
La force centrifuge exercée sur le fluide sous pres- sion agissant sur la soupape est équilibrée par la force centrifuge exercée sur l'huile du réservoir, agissant par le passage 69 sur l'autre extrémité de la soupape.
Le fluide sous pression est envoyé par une pompe à travers le conduit 79 sous contrôle d'une soupape 80 et passe par un passage radial 81 dans l'alésage 76. L'huile lubrifiante est détournée du conduit 79 par les passages 82, 83 dans le passage annulaire 73 sous le contrôle d'un régulateur de pres- sion 84.
La soupape 80 est établie pour couper l'arrivée d'huile du conduit 79 lorsqu'elle est amenée dans la position "débrayée" et permettre en même temps l'échappement à l'atmos- phère ou au eôté basse pression, de tout fluide sous pression restant dans les passages 81 et 76, de telle sorte que la sou- pape de relais est amenée sous l'action du ressort 64 dans la position "débrayée" et permet à l'huile de s'échapper de la chambre 57 par les passages 67 et 78 dans la partie basse pres- sion.
Il est à remarquer que la soupape de relais perfec- tionnée peut être appliquée à n'importe quel type d'embrayage électrique ou autre mécanisme approprié à commande hydrauli- que où la force centrifuge provoque une variation de la pres- sion du fluide moteur.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Mécanisme d'embrayage hydraulique du type décrit, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un dispositif susceptible de former un réservoir à fluide sous une hauteur de charge agissant en sens opposé de celle du fluide moteur qui agit sur la soupape pendant la période active, de manière que des forces sensiblement égales mais opposées, engendrées par l'action centrifuge sur le fluide moteur et le fluide du réservoir, agissent sur la soupape pendant la période active.
2) Mécanisme d'embrayage hydraulique suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que la soupape est disposée de manière que son axe soit parallèle à l'axe de révolution de l'embrayage, de façon que la force engendrée dans le corps de la soupape par l'action centrifuge sur sa masse n'influence pas son action.
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