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"DISPOSITIF FOUR L'EMBRAYAGE HYDRAULIQUE D'ORGANES TOURNANTS.
L'invention se réfère à un dispositif pour l'embrayage hydraulique d'organes tournants, plua spécialement pour la sé- leotion des vitesses dans les changements de vitesse à engrena- ses-toujours en prise.
En raison du faible diamètre que leur imposent les diamè- tres réduits des engrenages, les embrayages utilisés dans de tels appareils doivent fonctionner sous des pressions très éle- vées pour pouvoir transmettre des couples importante. Il est* pour cette raison très difficile de leur amener le liquide sous haute pression de façon étanohè et sans que celui-ei ne provoque des déformations sensibles des pièces dans lesquelles il circu- le à travers des canaux multiples appropriés. Les dispositions 'connues comportent en outre des presse-éteupes qui entraînent .des frottements importantset de l'usure.
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Le dispositif suivant l'invention est caractérisé en es
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que l'amenée de liquide sous pression à un embrayage hydranli- que porté par un arbre tournant se fait par une tête logée à
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frottement doux< mais sans jeu sensible, dans un alésage axial' de l'arbre ladite tête étant solidaire d'une queue de retenue de diamètre extérieur inférieur au diamètre dudit alésage'et ladite queue formant canalisation d'amenée du liquide sous
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pression à une gorge circulaire prévue dans la tête pour oommillm niquer avec des cana= à peu près radiaux perces dans l'arbre.
Le destin annexé montre diverses formes d'exécution de l'invention.
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Fig. 1 est.une coupe longitudinale d'un embrayage hy- dra-ulique porté par un arbre tournant pour embrayer un pignon , monté fou sur cet arbre* Figt L est une coupe longitudinale indiquant un dis" positif d'amenée suivant l' invention.
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Fi g. 3 est une coupe d'une variante. ' ,
Fig. 4 est une coupe d'une forme d'exécution pour l'embrayage sélectif de deux pignons portés par le même arbre.
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1 Fig. 5 est un schéma d'un changement de vitesse oom- portant application de-l'invention.
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Fig. 6 est une coupe d'une forme d'exécittion de 1'in. vention appliquée à l'embrayage,de deux arbres en ligne.
Pigé 7 montre très achémati-quement une fOTme'd'exécu- tion pour la commande sélective de plus de deux'embrayages por- tés par un même arbre.
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Fig. 8 montre une forme d'exécution dans laquelle un même organe de commande assure l'aotionnement deux par deux de quatre embrayages portés par un même arbre.
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Pigé 9 est une coupe d'une forme d'exécution de 1 tin
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,vention appliquée à un changement de vitesses.à engrenages planétaires.
En fige l, un arbre 1 est'solidaire d'une ooupelle 2 mon- tée co-axialement à lui. Cette ooupelle renferme un piston plat 3 pourvu d'une garniture 4 formant étanchéité contre la surface interne de. la coupelle et contre la surface externe de l'arbre 1. Le bord de la coupelle est dentelé et le piston 3 est pourvu de dents radiales coopérant avec-la denture préoi- tée, de telle manière qu'il lui soit possible ,de coulisser sur l'arbre en s'éloignant de la coupelle, mais sans pouvoir tour..
ner sur celui-ci. Contre la face libre du piston 3, lequel dé- passe de la coupelle 2, tourne un pignon 5, monte sur des ga- lets 6 de manière à être fou sur l'arbre 1, ledit pignon étant retenu sur son autre face par un plateau 7 claveté sur l'arbre 1 et prenant appui contre un écrou d'arrêt 8 d'une part et con- tre un épaulement 9 de l'arbre 1 d'autre part.
L'arbre 1 comporte une oanalisation axiale 10.
Dans ces conditions on comprend que le liquide sous pres- sion, éventuellement introduit dans la canalisation 10, agit sur le piston 3 qu'il repousse vers la gauche de fig. 1, provo- quant le serrage du pignon 5 entre ledit piston 3 et" le plateau
7 et assurant l'embrayage. Dès que la pression cesse, le pignon redevient entièrement libre.
Il y a toutefois lieu de noter qu'en raison du faible dia- mètre général. errent imposé au piston 3 par, la proximité d'antres organes, la pression mise en jeu doitêtre trèsélevée et l'a- menée de ce liquide à très haute pression dans le canal 10 pré- sente des difficultés importantes telles que frottements des presse-étoupe usuels, usure des garnitures, etc....
Dans la forme d'exécution suivant fig. 2, l'arbre 1 est .
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foré suivant son axe d'un alésage 12 danslequel débouchent les canaux 11. Cet alésage 12 reçoit une tête cylindrique 13 dont la périphérie est entaillée d'une gorge 14. La tête 13 est solidaire d'une queue 15 perforée d'un canal 16 communiquant avec la gorge 14.
L'alésage 12 et la tête 13 sont soigneusement rectifiés et finis de manière à pouvoir coulisser pratiquement sans jeu. 'Dans ces conditions on oomprend que la tête 13 puisse rester immobile dans l'arbre 1 tournant et que la gorge 14, convenablement disposée, puisse amener aux canaux 11 le liquide tous pression, injecte dans le canal 16 sans qu'il se produise de fuite sensible au joint* '
Bien entendu, les autres organes de l'embrayage restent les mêmes qu'en fig. 1.
Le dispositif décrit évite tout presse-étoupe. Les défor- mations que la pression du liquide peut imposer à la- queue 15 (gonflement en diamètre éventuellement accompagné de flexions si le trou axial n'est pas parfaitement oentré ou si le métal n'est pas parfaitement homogène) ne peuvent provoquer aucune espèce de coincement en raison du jeu de ladite queue dans l'a- lésage de l'arbre.
La forme d'exécution suivant fig. 3 ne diffère de la pré- cédente qu'en ce que l'alésage 12, prévu de plus grand diamètre, a été chemisé par un manchon 17 portant des canaux radiaux 18.
Le joint étanche entre le manohon 17 et l'alésage 12 est réali- sé par deux garnitures opposées 19. Ce montage présente l'avan- tage de permettre un usinage soigné du manchon 17 etde sous- traire celui"ci à tout effort susceptible de provoquer des dé- formations certes infinitésimales, mais suffisantes cependant pour faire naître des coincements. Dans le cas de fig. 2, au contraire, l'usinage de l'alésage 12 est difficile et le moin-
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dre effort anormal impose à l'arbre risque de fausser les cotes'.
Dans la forme d'exécution suivant fi g. 4, l'arbre 1 porte ..deux embrayages opposés l'un à l'autre, la coupelle 2 est douta ble et 's'outre à droite et à gauche.pour recevoir deux pistons opposes 3, 3' assurant l'embrayage de deux pignons 5, 5'.On remarquera que pour assurer une surface frottante plus grande,, ohaque pignon a été pourvu de flasques rapportes 5a, 5a; ce qui ne modifie en rien le fonctionnement. Il est prévu dans l'arbre 1 un manchon 17 perce de deux rangées de troux 18 et
18' respectivement.
' La tête distributrice unique 13 a sa queue fixée par un chapeau 10 en bout d'une tige d'actionnement 21 perforée en son centre de manière à former canal d'amenée de liquide sous pr,es- sien. Cette tige 21 sort de 1'extrémité gauche de 1'arbre 1 et vient porter un petit piston 22 coulissant dans un cylindre 23.
Le canal axial 24 de ladite tige 21 ne débouche pas à l'extrémi- té libres mais au contraire radialement contre.le .piston 22, comme indiqué en 25. Le cylindre 23 est à double effet et compor- te deux entrées 26 et 271.
Si l'on envoie le liquide sous pression dans l'entrée 26, le piston 22 est repoussé vers la gauche jusqu'à buter contre une butée 28 solidaire du fond du cylindre. A ce moment la gorge 14 de la.tête 13 est juste en face de la.rangée des trous 18 et le liquide pénétrant en 25 afflue à ceux-ci et détermine ainsi l'embrayage du pignon 5. comme précédemment expliqué en réfé- renoe à la fig. 3,, Le pignon 9* est au contraire libre.
Si main- tenant, sans cesser d'envoyer le liquide en 26, on l'envoie é- gaiement en 27, le piston 22 est repoussé vers la droite par effet différentiel jusqu'à sa fin de course et la gorge 14 vient
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,au droit de la rangée de trous 18', de telle sorte que c' est le pignon 5' qui est embrayé par le liquide entrant en 25, le, pignon 5 devenant fou à son tour.
Ainsi. donc. le dispositif décrit permet de commander deux embrayages par injection de liquide dans l'axe de l'arbre à partir d'une seule extrémité de celui-ci. Fig. 5 montre à ti- tre d'exemple un schéma de changement de vitesse tirant parti de l'avantage sus-indiqué. 28 est, par exemple,' l'arbre d'en- trée, 29 l'arbre de sortie et 1 un arbre secondaire de renvoi de mouvement portant quatre pignons 30, 31, 32 et 33 embraya- bles sélectivement par deux dispositifs du genre de celui de fig. 5, agissant par l'une et l'autre extrémités de l'arbre 1.
Ces pignons sont constamment en prise respectivement aveo des pignons 34 et 35 sur l'arbre 28, et 36 et 37 sur l'arbre 29.
En embrayant 30 ou 31 en même temps que 32 ou 33 on obtient quatre vitesses.
Une cinquième vitesse peut s'obtenir par Maison directe des arbres 28 et 29 par un cinquième embrayage 38 alimenté par l'intermédiaire d'un presse..étoupe- extérieur usuel ou par un , dispositif axial suivant l'invention (par exemple suivait fig.
4) si l'une des extrémités extérieures de l'un des arbres 28 ou 29 est accessible.
Fig. 6 indique une forme d'exécution de l'embrayage 38 et de sa commande* L'arbre 29 est solidaire d'une coupelle 39 fer- mée par un couvercle 40 fixé par des vis 41. Cette coupelle ren- fenne un piston annulaire 42 aveo garniture d'étanchéité 43. ét entre ledit piston 42 et le couvercle 40 est disposé un plateau
44 claveté à clavette coulissantesur l'arbre 28. L'arbre 29 est foré et pourvu d'une admission de liquide sous pression qu'on a supposée pour simplifier semblable à celle de fig. 2.
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On comprend que la pression du liquide dans la coupelle 39 bloque le plateau 44 entre le piston 42 et le couvercle 40. Le piston 42 est préférablement pourvu de dents périphériques 'qui s'encrabotent à coulissement dans des rainures de la cou- pelle de manière à ce qu'il tourne toujours avec oelle-oi.
Cette disposition suppose, que l'extrémité de l'arbre 29 est accessible. Dans le cas d'un changement de vitesse d'auto- mobile il en est en général ainsi , si l'on a soin de placer la .. botte à vitesses près du pont arrière et si celui-ci, ainsi qu'il arrive le plus souvent', à l'axe de son pignon d'attaque déporté plus'bas (ou éventuellement plus haut) que l'axe de la couronne*
Fig. 7 indique très schématiquement une disposition per- mettant de oommander un nombre quelconque d'embrayages sur un même arbre à partir d'une admission de liquide axiale unique.
On a supposé, pour fixer les idées, que ces embrayages étaient au nombre, de quatre et étaient réalisés suivant une' exécution semblable à celle de fig. 4, l'ensemble comportant un manchon axial 17 unique avec quatre rangées de trous 18, 18'. 18",et
18"' aboutissant aux embrayages respeotifs. Une tête distribu- trice unique 13 est oommandée par un piston 22 dont la course correspond à la distance entre la première et la dernière ran- gées de trous du manchon 17. La queue 15 de la tête 13 porte un plateau 45 en faoe duquel se trouvent deux cylindres 46 et 47 dont les pistons 48 et 49 portent des tiges de butée 50 et 51 et - ont des courses inégales. Quand on injeote le liquide dans l'ad- mission,26 seulement; la tête 13 se trouve au droit des trous
18.
Si on injecte simultanément le liquide dans l'admission 27,
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la tête 13 se déplace vers la droite jusqu'à se trouver au droit des trous 18"'. Mais si en même temps on a injecté le liquide dans l'un des cylindres 46 ou 47, le mouvement du plateau 45 est arrêté par l'une des tiges 50 et 51 et la tête 13 s'arrête en face de l'une des rangées de trous 18' ou 18". Bien entendu, la section des pistons 48 et 49 doit être supérieure à la différence des sections utiles de l'une et l'autre faces du piston 22. Un tel dispositif permet de commander un changement de vitesse à. deux arbres avec engrenages toujours en prise et embrayés en suc- cession sur au moins l'un d'entre ces deux arbres.
Fig. 8 indique encore une disposition dans laquelle des têtes multiples forment distributeurs à l'intérieur d'un arbre unique pour mettre en action chaque fois un certain nombre d'em- brayages. On a supposé, pour fixer les idées, qu'on voulait com- mander ainsi les quatre embrayages de fig. 5. Dans ce but, 'la queue 15 porte trois têtes. L'une 13a se présente an début de la course en face de la première rangée de trous 18, tandis que la troisième, 13c, à gorge très large, se présente au droit de la troisième rangée 18". Après un premier déplacement vers la droite, la tête 13a est en face des trous 18' tandis que la tête 13c, en raison de sa longueur, est toujours en face des trous' 18".
Un second déplacement amène la tête 13c en face des trous 18"' tandis que la tête 13a devient inactive et que la tête 13b située à sa gauche vient en face des trous 18. Un dernier déplacement amène la tête 13b en face des trous 18' tandis que la tête 13c reste en fa- ce des trous 18"'. On a bien réalisé les quatre combinaisons' des embrayages des deux groupes 18-18' d'une part, 18"-18"' d'autre part.
Fig. 9 montre un exemple d'application de l'invention à la réalisation d'un changement de vitesse à trains planétaires,
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Le changement de vitesse représenté comporte de-ax trains planétaires disposés l'un derrière l'autre. Le premiér train com- porte une couronne 52 reliée à. l'arbre menant non figurée un train de satellites 53 solidaire d'un arbre central 54, et une ,,roue centrale 55 solidaire d'un plateau 56 qu'on peut soit frei- ner, soit embrayer aveo l'arbre 54.
Dans ce but il est prévu un cylindre annulaire fixe 57 dont le piston 58 peut serrer le pla- teau 56 contre une butée annulaire fixe 59, et un cylindre annu- laire 60, porté par l'arbre 54, et dont le piston 61 peut serrer ,le plateau 56 contre une butée 62 solidaire du porte-satellite.
Quand le cylindre 57 agit seul, l'arbre 54 est entraîné par l'in- termédiai.re du système planétaire fonctionnant ici en réducteur.
Quand le cylindre 60 agit seul, le système planétaire est bloqué et forme-un tout reliant ri'gidement la couronne 52 et l'arbre 54.
Dans le second planétaire la roue centrale 63 est calée sur l'arbre 54. Les satellites 64 sont solidaires de l'arbre de sor- 'tie 65 et la couronne 66 est solidaire d'un plateau '6?' qui, com- me dans le cas précédent, peut être freiné par un système 68-69-
70. Comme dans le cas précédent, ce plateau peut également être soumis à l'action du piston 71 d'un cylindre annulaire 72 monté sur l'arbre 54, mais le serrage s'effeotue contre un contre- plateau 73 solidaire de l'arbre 54. Quand le cylindre 68 agit seul, le mouvement est transmis de l'arbre 54 à l'arbre de sor- tie 65 à travers le système planétaire-fonctionnant en réducteur.
Quand le cylindre 72 agit seul. le système planétaire forme bloc reliant'directement les deux arbres en question. e changement de vitesse décrit assure donc quatre vitesses dont une prise directe.
Le.liquide sous pression est amené aux cylindres tournants
60 et 72 par des canaux radiaux 74 et 75 ooopérant avec une tête
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distributrice 76 analogue à la tête 13 de fig. 4.
On comprend d'ailleurs sans peine qu'il est possible de multiplier à l'infini les exemples d'application de l'invention aux divers genres de changement de vitesse connus et que les indications données ci-dessus n'ont rien de limitatif.
Résumé et Revendications
1. Dispositif pour l'embrayage hydraulique d'organes tournants, caractérisé en ce que l'amenée de liquide sous pres- sion à un embrayage hydraulique porté par un arbre'tournant se fait par une tête logée à frottement doux, mais sans jeu sensi- ble, dans un alésage axial de l'arbre, ladite tête étant soli- daire d'une queue de retenue de diamètre extérieur inférieur an diamètre dudit alésage et la.dite queue formant canalisation d'a- menée du liquide soua pression à une gorge circulaire prévue dans la tête pour communiquer aveo des canaux à peu près radiaux per- oésdans l'arbre.