Embrayage hydraulique à vitesse et sens de rotation variables. L'objet de la présente invention est un embrayage hydraulique basé sur l'effet @de la pression d'un fluide (huile ou autre) pour obtenir, sans l'aide d'.organes de friction, d'appareils frottants, d'engrenages ou autres organes semblables, la transmission @de force motrice d'un .arbre moteur tournant à un nombre de tours fige et dans un certain sens de rotation, à un arbre entraîné, avec une vi tesse pouvant varier de zéro jusqu'à un nom bre de tours égal à celui de l'arbre moteur (prise directe), le couple transmis étant in versement proportionnel au nombre de tours.
L'embr.aya.ge hydraulique suivant l'invention comporte une pompe à débit réglable coopé rant avec un moteur, de telle sorte que le rap port entre les vitesses de la pompe et du mo teur puisse être réglé afin de permettre des variations -de l'effort transmis.
En outre, l'arbre mû peut être actionné dans le sens de rotation inverse de celui de l'arbre moteur. Cet embrayage peut servir à inverser progressivement le mouvement, avec transmission d'un effort inversement proportionnel au nombre de tours ainsi trans mis. Cet embrayage peut être employé, par exemple: a) pour transmettre le mouvement -d'un arbre mû. par une force motrice quelconque, à un autre arbre auquel sont appliquées des ré sistances exigeant des variations inversement proportionnelles entre le couple et la vitesse;
b) comme un véritable changement de vi tesse pour automobiles, machines et autres, avec action absolument progressive -et ré glable et avec transmission d'un effort inver sement proportionnel au nombre de tours transmis.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, sur le dessin .annexé, dans lequel; La fig. 1 représente une section longitu dinale médiane d'un embrayage pour auto mobiles; Les fig. 2, 3 et 4 sont des sections respec tivement suivant les lignes A--4, B-B et C-C de la fig. 1;
Les fig. 5 à 10 représentent les positions que peuvent prendre les organes "moteur" (M) et "pompe" (P) en six phases diverses de fonctionnement de l'embrayage. L'embrayage est enfermé dans une boîte 1, hermétiquement fermée. Dans la boîte 1 peut tourner librement entre deux coussinets 2 et 3 une carcasse 4. Cette carcasse est sé parée en deux parties par un diaphragme 5 très solide, qui porte deux tourillons 6, 6', diamétralement opposé l'un à l'autre chacun sur un côté du diaphragme et les deux étant équidistant du centre du diaphragme.
Dans l'intérieur des deux chambres formées par le diaphragme dans la carcasse sont formés deux tambours creux, à savoir le tambour moteur 7 et le tambour pompe 7'. Ces tam bours sont placés excentriquement par rap port au centre du diaphragme, concentriqua- ment avec chacun des tourillons respectifs 6 ou 6'. A l'intérieur de ces tambours creux 7, 7' tournent les deux rotors: moteur 8 et pompe 8'. Les cylindres de ces rotors, creux intérieurement, portent chacun dans leur paroi, trois pivots oscillants 9 et 9' placés parallèlement à l'axe -des rotors.
Dans ces pivots sont pratiquées des fenêtres à section rectangulaire, et dans ceg fenêtres coulissent des ailettes loa, lob, loc et lod, 10e,<B>101,</B> donc une pour chaque pivot oscillant 9, 9'. Ces ailettes sont fixées, en groupe de trois, sur les tourillons 6 et 6'; celles marquées 10a, lob, <B>10e</B> appartiennent au rotor moteur et celles marquées 10d, 10e, 10f au rotor pompe.
L'étanchéité parfaite des :ailettes contre les joues des tambours et contre les parois des tambours creux est assurée au moyen de garnitures à ressort placées aux faces laté rale et externe des ailettes dans des canne lures spéciales comme on les applique circu lairement, pour les segments des pistons dans les moteurs à explosion. Les deux tambours, moteur 7 et pompe 7', portent chacun en deux points diamétralement opposés de leurs parois deux fenêtres 11 (moteur) et<B>Il'</B> (pompe). Ces .deux fenêtres sont situées perpendicu lairement par rapport au plan commun des deux tourillons 6 et 6', mais pour les rendre visible dans la fi". 1, elle sont. représentées comme étant situées dans ce plan même..
Les parois -des tambours creux 7, 7', celles de la carcasse 4 et celles latérales aux susdites forment ensemble les chambres de pression et de dépression<I>D F F G</I> (fig. 5). Ces cham bres, à fermeture hermétique, sont séparées dans le sens radial par les parois 12 (qui dans la fig. 1 pour plus de charté du dessin, ne sont pas représentées en coupe, mais sont supposées existant dans l'espace blanc corres pondant à. l'indication 12). Ces chambres de pression et de dépression communiquent en tre elles dans le sens de l'axe à savoir la chambre D avec la chambre F, la chambre F avec la chambre G.
Dans les chambres de pression et de dépression sont placées à l'en droit ou elles sont 1o plus larges, quatre sou papes 13, 13' ayant pour but de rétablir le, degré de remplissage dans lesdites chambres lorsque la distribution forcée de la pompe n'est pas complètement utilisée par le moteur, par suite de pertes de mouvement ou pour tout autre motif. Le fonctionnement de l'embrayage décrit aura lieu comme suit: La boîte 1 est complètement remplie d'huile. Considérant que l'arbre moteur 14, 14' est rigidement relié à un moteur quel conque, cet arbre transmettra son mouvement de rotation au rotor pompe 8' solidaire de l'arbre moteur.
Si ce rotor pompe, avec ses trois ailettes actionnées lod, 10e, 10f, est déplacé au point extrême de son plan de rotation, c'est-à-dire lorsque son axe coïneïde avec l'axe de la carcasse 4, et se trouve dans la position re présentée par la fig. 9, par suite du mouve ment de rotation des ailettes pompe dans leur logement, l'huile remplissant la chambre G pénétrera par la<B>,</B> fenêtre 11' G, par aspira tion, dans la chambre de pompe qui s'est for mée entre le rotor 8' -et la paroi du tambour 7'.
Cette quantité .d'huile sera entraînée en rotation par l'appel produit du côté droit (en regardant la fig. 9) de l'ailette 10d. L'huile contenue dans la chambre entre l'ailette 10d et l'ailette 10f sera par suite comprimée et refoulée à travers la. fenêtre Il' F, qui est en communication avec la chambre D. Cette huile sera obligée de pénétrer par la. fenêtre 11 D du tambour moteur AI poussant l'ailette lob.
Les afflux successifs provenant du corps de pompe P exerceront un effet analogue en continuation du précédent, et il se produira dans le corps moteur une série d'effets de poussée qui lui imprimeront un mouvement clé rotation continu. L'excédent d'huile du corps moteur sortira , par la fenétre 11 E et sera rappelé par effet d'aspiration par le corps de pompe à travers la fenêtre 11' G. L'huile sera de la sorte maintenue en circulation continue, exerçant des actions alternatives de pompe et de moteur.
Comme le volume dé- bit-6 par la pompe -pendant un cycle est égal (dans la position considérée jusqu'à présent à la fi-. 9), à, celui exigé pour un cycle du mo teur et les compressions et dépressions -,r_ seront égales, il en résulte que le nombre de tours des deux arbres, moteur et commandé sera parfaitement égal.
Le rotor moteur 8 se maintient en per manence coaxialement avec l'axe .de la car casse 4, et par suite la capacité volumétrique de chaque cycle du corps moteur est constante, tandis que, au contraire, comme on le voit à la fig. 8, le tambour pompe 8' est déplaçable autour du pivot 6' dans le tambour -creux 7'. Ce pouvoir de déplacement est progressif d'une .manière absolue et est exactement né glable; il va -du point représenté sur la fig. 6 (P) à, l'autre extrémité représentée sur la fig. 9 (P).
La plus ,ou moins grande valeur de ces déplacements du tambour pompe 8' déterminera, à .chaque cycle, une plus ou moins grande quantité d'huile. devant passer au corps moteur. Avec un léger -déplacement du rotor pompe 8' dans un sens excentrique, c'est-à-dire .de la position de la fia. 6 (P) à celle de la fia. 7 (P), l'on obtient un petit débit d'huile à une pression relativement forte.
Le corps .moteur ayant une capacité volumétrique constante comme il a -été .dit plus haut, il en résulte que le nombre de tours du tambour moteur (et par suite de l'arbre commandé) sera plus petit que celui -du tam bour pompe (c'est-à-dire de l'arbre moteur), et -au nombre de tours diminué du tambour moteur (arbre commandé) correspondra un couple multiplié .dans le même rapport.
En considérant le dispositif fonctionnant comme multiplicateur de couple ou démulti plicateur de vitesse, ou bien comme démulti plicateur de couple ou ,multiplicateur de vi tesse, le volume de l'huile débité pendant un cycle du corps pompe, sans considération des pertes, est au volume nécessaire pour l'ac complissement -d'un cycle sur le corps moteur, comme le couple .appliqué à l'arbre pompe est ,au couple utilisable sur l'arbre moteur.
On -a donc VP <I>:</I> VM <I>=</I> PP <I>:</I> PM oû VP est le volume d'huile débité par cycle .par la pompe; VM le volume d'huile nécessaire par cycle du moteur; PP le -couple appliqué à la pompe et PM le couple utilisable sur l'ar bre du corps moteur.
Pour faire tourner le corps moteur en sens contraire à celui du corps pompe, l'on déplacera le tambour pompe dans la direc tion diamétralement opposée à celle des fig. 7, 8, 9 et 10 (marche avant), comme le. montre la fig. 5 (P). De la sorte les chambres E et G seront soumises à une pression au lieu d'une dépression et 1.9 circulation -de l'huile sera renversée déterminant la rotation en sens contraire du corps moteur comme indiqué dans la fig. 5 (M).
Lorsque le déplacement du tambour pompe aura atteint la plus grande valeur (marche avant), c'est-à-dire égale, en sens contraire, à la valeur du déplacement du tambour mo teur, il existe un équilibre,des deux couples relatifs des forces pompante et motrice, et las .efforts agissant sur la carcasse seront statiquement équilibrés, de sorte qu'il sera possible de laisser tourner librement la car casse et les organes .qu'elle contient. L'on aura alors un véritable joint ou :manchon d'ac couplement.
Dans les fonctions multiplica trices et démultiplicatrices (marche avant et marche arrière) la carcasse tendra, par réac tion, à tourner en sens contraire du sens de rotation,du corps moteur, c'est pourquoi la carcasse est entourée par un ou plusieurs freins à ruban 15,à action douce, contrôlés au moyen de leviers compensateurs 16, 16' commandés à leur tour par une tige 17.
Le déplacement du rotor pompe 8' est ef fectué par un -déplacement analooiie d'un collier 18, qui atteint la, position folle au point H et la position de marelle arrière ait point L (fib. 1). Le collier 18 porte deux coussinets 19, 19' coulissant Iongitudinale- ment dans les fentes 20 pratiquées dans le corps cylindrique de la. carcasse 4.
Ces cous sinets, à. leur tour, embrassent, au moyen de cannelures :deux saillies 21, 21', légèrement inclinées, formées sur les pivots -de commande 22, 22', qui portent une dent longitudinale à section cylindrique 23, 23'. Cette dent en traîne dans ses déplacements angulaires au moyen des cannelures 24, 24', les plaques 25, 25' portant, par l'intermédiaire des cous sinets 26, 26', le demi-arbre <B>14,</B> qui est ainsi déplacé. La commande du collier pour obtenir ce déplacement, sera effectuée par la fourchette 27 reliée à. des organes de com mande.
Le joint universel 28 per=nettra au moyen de deux pivots à, rouleaux 29 .appli qués à l'extrémité du demi-arbre 14 et (le deux autres pivots à rouleaux 29', appliqués solidairement à l'extrémité de l'arbre moteur 14', les déplacements nécessaires parallèle ment aux, axes pendant la rotation et la. révo lution du demi-arbre 14. seulement toutefois pendant les fonctions multiplicatrices et cl--- multiplicatrices.
L'arbre commandé 30, solidaire du rotor moteur sera relié avec les roues motrices du véhicule.
Pour assurer l'étanchéité hermétique de la. boîte 1. les extrémités sont munies de deux presse-étoupes spéciaux 31 pour rete nir l'huile; les pertes éventuelles -passeront clans les chambres annulaires 32 et seront ré cupérées par le petit tube 33, et aspirées par une petite pompe 34, commandée par e@_cen- trique sur l'arbre 14' et reconduites clans la boîte 1 par le petit tube 35.
Pour main tenir le remplissage parfait d'huile de la boîte, à la partie supérieure de celle-ci sera relié un tuyau 36 communiquant avec un réservoir à la partie supérieure, qui servira également à recueillir les éventuelles dilata- bons d'huile due; à un écliauffeinent excessif de la masse.
Les avantages principaux de cet em brayage peuvent être résumés dans les points suivants 1o Continuité absolue de la. transmission dit mouvement, avec rapport exactement ré- able.
\?0 Suppression de joints à friction, (le dispositifs de changement de vitesse, d'appa reils inverseurs d'en-re-nages, etc.
3@ Fonctionnement absolument silencieux clans toutes ses phases de travail.; entraîne ment et chano'emeiit de couplage très doux et élastiques.
4() Utilisation complète -de l'effort et du travail moteur, ous n'importe quel régime; suppression desà-roup.s, des emballements, et par suite énorme é,_#onon?ie de combustible et plus longue durée des organes moteurs et transmetteurs.
50 Construction et manutention écono mique; plus lcague durée par suite de l'ab sence d'engrenages et de frottements exces sifs, grippements, etc. .
En modifiant convenablement l'embrayage décrit de manière à diminuer le volume ab sorbé par charpie cycle du tambour moteur, on pourrait obtenir une multiplication .du nombre de tours en démultipliant en consé quence, suivant un rapport inversement pro portionnel la. valeur du couple.
Ce résultat peut constituer clans le cas spécial de l'em- brayage pour antovéliicitles, une vitesse à part qui peut être utilisée au delà de la prise directe clans des circonstances spéciales lors que le régime et les conditions de fonetion- nenient le permettront. comme, par exem ple, lorsque= la. voilure rqt déjà lancé-, dans des conditions favorables de terrain.
Lorsque les véhicules munis de l'em- bra.y age décrit sont passagèrement utilisés comme organes moteurs, à savoir, dans les descentes.- dans le lancement, pendant la. di minution d'alimentation du gaz pour le ra lentis, etc., l'e-mbrayage petit être utilisé également comme frein à action variable, progressive et commanda.ble, frein qui sera d'autant plus efficace que la disproportion entre les nombres de tours des deux arbres sera plus grande.
Lorsque, l'embrayage fonc tionnant de cette manière, on place l'organe de commande du changement à la position folle., l'huile distribuée par les .actions pom- pantes -du groupe moteur (devenu par ce fait provisoirement groupe pompe) exerce dans les chambres de .groupe pompe (devenu .à son tour provisoirement groupe moteur) des pres sions qui sont en équilibre et qui tendent à empêcher tout mouvement,des roues du v6hi- cule provoquant de la sorte l'arrêt de celui-ci.
Pour éviter, au commencement -du fonc tionnement (par exemple après l'introduction de l'huile dans la boîte), par suite de l'effet de la circulation très rapide de cette huile dans les chambres de compression et de dé pression, la formation de vides et bulles d'air qui compromettraient la continuité et l'effi- cacit6 du fonctionnement, l'on obtiendra le remplissage parfait de la boîte -entière avec l'huile, en donnant à l'huile introduite une certaine pression initiale avec -des moyens artificiels (pompe ou autre).
Pour éviter .des avaries aux chambres et aux autres organes internes par des compres sions ou réactions excessives, provenant égale ment d'un emploi imparfait de la commande, spécialement dans le freinage, l'on pourra munir les chambres de soupapes de sûreté qui fonctionneront lorsqu'un maximum -de pression admissible sera dépassé.