Dispositif de transmission de force motrice, automatique, à vitesse variable. La présente invention a pour objet un dis positif de transmission de force motrice, au tomatique, à vitesse variable, qui est caraoté- risé en ce qu'il comporte, d'une part, un ac couplement hydraulique du type Fôttinger, comprenant un élément moteur relié à un ar bre moteur et auquel le couple moteur ;;
st appliqué, et plusieurs éléments menés, placés l'iin après l'autre, en série, sur le trajet du liquide, et à travers lesquels le liquide est chassé et en ce qu'il comporte, d'autre part, des engrenages disposés de telle façon que chaque élément mené de l'accouplement<B>hy-</B> draulique soit relié à l'arbre mené avec un rapport. de vitesse différent, de façon que l'entraînement de l'arbre mené puisse avoir lieu successivement par les différents élé ments menés de l'accouplement hydraulique et en sorte que le rapport de transmission soit. automatiquement rendu convenable pour les conditions de travail rencontrées.
L'accouplement hydraulique peut être constitué (le toute manière appropriée, mais il est préférable de lui faire comporter des élé ments moteurs et entraînés ayant des aubes radiales.
Pour la liaison mécanique -des différents ou de certains des étages entraînés, -de l'ac couplement hydraulique, on utilise, -de préfé rence, des arbres ou manchons creux coaxiaux. Sur les extrémités de ceux-ci ou à proximité de ces extrémités, on peut monter ou relier -de toute manière appropriée, .des roues dentées motrices correspondantes. L'étage final ou de prise .directe peut être constitué par un arbre plein, lobé à l'intérieur des manchons coaxiaux et, le cas échéant, on peut y ména- ber un conduit axial et des passages pour la distribution d'huile -de lubrification.
L'ensemble du dispositif de transmission peut, au besoin, .être logé dans un carter ou boîte assurant la circulation de l'huile.
Les dispositifs de transmission, établis se lon l'invention, peuvent être appliqués -à une grande variété -de cas, toutefois ils sont par ticulièrement avantageux quand ils sont uti- lisés pour .des transmissions à vitesse variable pour véhicules automobiles, .des locomotives et autres applications analogues.
Une forme d'exécution particulièrement avantageuse de l'invention, dans le cas -de l'application à -des transmissions pour vélii- eules automobiles comporte trois éléments me nés et un élément moteur, qui sert également de volant au moteur. Les trois éléments me nés coopèrent respectivement avec une pre mière, une deuxième et dernière combinaison de vitesse, l'élément mené correspondant à la première vitesse se trouvant le plus près de l'élément moteur, alors que l'élément mené correspondant à la deuxième vitesse, se pré sente ensuite et celui de la vitesse supérieure est placé à l'autre extrémité de l'ensemble.
Par conséquent, quand le moteur aecélère, le fluide entraîné en rotation par l'élément mo teur, agit ,d'abord sur l'élément correspondant à la première vitesse, jusqu'à -ce que cet élé ment ait une vitesse voisine de la vitesse du moteur. L'élément mené correspondant à la deuxième vitesse subit alors l'impulsion du fluide jusqu'à ce qu'i:l puisse .assurer, à son tour, l'entraînement pendant que les organes, faisant partie de la. première .combinaison, peuvent être entraînés à une vitesse plus grande que celle -du moteur, grâce à la roue libre qu'ils comportent .dans la boîte -de vi tesses.
Quand la vitesse de la deuxième com binaison atteint celle .du moteur, les mêmes opérations recommencent dans l'ordre susin- diqué jusqu'à ce qu'on obtienne l'entraîne ment en prise directe.
Il est à. remarquer, plus particulièrement, que le passage d'une combinaison -de vitesses à une autre est graduel, c'est-à-dire qu'à cer tains moment, pendant l'accélération du mo teur, la puissance est transmise par l'intermé diaire de plus d'une combinaison à 1a fois, jusqu'à obtenir ''.entraînement direct ou la prise directe, en éliminant ainsi toutes les causes de chocs et .de pertes de temps.
Quand la vitesse :diminue, par exemple pendant la montée d'une rampe, le fonction nement inverse se produit. Lorsque la vitesse du moteur diminue, par suite de l'inclinaison de la rampe, un glissement commence à se produire à l'extrémité arrière de l'accouple ment hydraulique. Quand l'importance -du glissement devient égale â la différence pré vue entre les rapports des vitesses -des com binaisons correspondantes, la deuxième vitesse est automatiquement mise en jeu.
De cette manière, on augmente l'effort de traction en proportion avec le rapport .de transmission. Si la pente devient particulièrement dure, le fonctionnement se répète et l'entraînement a lieu en première vitesse ou par la combinaison la plus basse.
Il est à noter qu'avec les dispositifs de transmission décrits lorsque la charge est faible, le véhicule ou tout autre mécanisme à commander est toujours entraîné en prise di recte et, aussitôt qu'un accroissement de puis sance est nécessaire et que l'étrangleur du car burateur est ouvert, l'entraînement se fait im- médiatement et automatiquement par une combinaison inférieure, assurant ainsi une grande accélération, plus spécialement dans le cas -d'un véhicule automobile qui veut -dou bler un autre véhicule marchant à une allure plus lente, ou lorsqu'on vient d'effectuer un virage brusque, ou encore lorsqu'on se dégage d'une circulation encombrée.
En outre, le con ducteur ne peut pas faire travailler le mo teur à une vitesse trop faible ou provoquer un emballement excessif du moteur par suite d'une transmission de la puissance motrice par une combinaison de vitesses trop 'basse.
Le dessin représente, -à titre d'exemple, cinq formes d'exécution du dispositif suivant l'invention.
La fig. 1 représente en élévation quelque peu .schématique, une transmission établie se lon une première forme d'exécution applica ble, par exemple et comme décrit, à un véhi cule automobile.
6 désigne l'extrémité de d'arbre moteur qui porte le carter et l'organe moteur 7 de l'embrayage à fluide. L'organe entraîné final ou de prise directe 8 de l'accouplement hy draulique est monté sur un arbre 9 dont l'ex trémité voisine est tourillonnée dans l'arbre moteur 6, un conduit axial pouvant être mé- nagé dans ladite extrémité pour la circula tion de l'huile de lubrification, ledit conduit aboutissant à des orifices distributeurs.
L'organe entraîné final 8 -de l'accoup'le- ment hydraulique est logé dans le carter de ce dernier -et en outre trois organes entraînés intermédiaires sont établis entre l'organe mo teur 7 et l'organe entraîné 8. Ces organes in termédiaires entraînés 10, 11 et 12 sont mon tés respectivement sur des arbres creux ou manchons 13, 14 et 15 engagés coaxialement sur l'arbre 9.
L'organe moteur 7, les organes intermé diaires 10, 11, 12 et l'organe entraîné final 8 comportant des éléments annulaires forme une sorte d'anneau désigné par 16, dont le but est de canaliser et permettre un mouve ment du liquide tel qu'il a, lieu dans les ac couplements hydrauliques connus du type FSttinger.
L'extrémité libre du manchon 13 porte une roue dentée 17, engrenant avec un pi gnon 18, monté sur un arbre intermédiaire 19 avec interposition d'un mécanisme à roue libre d'un type connu.
D'une manière similaire, le manchon 14 porte une roue dentée 49 de diamètre plus grand que celui de la roue 17 et engrenant avec un pignon 21, monté sur l'arbre inter médiaire 17 avec interposition d'un méca- canisme à roue libre 12, le .diamètre du pi gnon 21 étant moindre que celui du pi gnon 18.
Le manchon 15 porte également une roue dentée 23 plus grande que la roue dentée 49 et engrenant avec un pignon 24 plus petit que le pignon 21..
La liaison entre le pignon 24 à l'arbre in termédiaire 19 ne comporte pas de mécanisme à roue libre, mais l'arbre intermédiaire porte un pignon final 25 engrenant avec une roue dentée 26 plus grande que la. roue den tée 23, ledit pignon étant engagé sur l'extré mité de l'arbre 9 par l'intermédiaire d'un mé canisme à roue libre 27.
L'arbre conduit 28 est fixé sur l'extrémité -de l'arbre 9 et sur cet arbre 28 est engagé, à clavette longue, de façon à être entraîné en rotation, un élément d'un accouplement à crabots 29, -dont l'autre élément est monté sur l'arbre 9 par l'intermédiaire du méca nisme à, roue libre 27.
L'organe d'accouplement 29 porte égale ment une roue dentée 30, qui en est solidaire et il est susceptible d'être déplacé axialement sur l'arbre 28 par l'intermédiaire d'un dis positif de commande.
Sur la partie inférieure de la fig. 1, on a indiqué, schématiquement en pointillé, un mécanisme d'inversion de marche, pour obte nir la marche arrière et comprenant une roue dentée 32, montée sur un arbre 33 qui porte également une autre roue dentée 34. Ce mécanisme pour l'inversion de marche est indiqué dans une position écartée angulaire- ment de sa position normale, pour -des raisons de clarté, étant entendu que la roue 34 peut être mise en prise avec la. roue dentée 30 quand on fait coulisser celle-ci sur l'arbre 28.
De cette manière, on obtient l'entraînement en marche arrière de l'arbre 28.
Un dispositif de transmission, agencé d'une manière sensiblement analogue à celui de la fig. 1, est monté sur la. fig. 2. Pour cette dernière, la seule différence substantielle est qu'il ne comporte que deux étages inter médiaires 10 et 11 et qu'en outre l'organe moteur 7 de l'accouplement hydraulique en traîne dans sa rotation des @ éléments .moteurs auxiliaires 35 en forme d'aubes pour aug menter la vitesse du liquide entre les étages.
Egalement sur cette figure, les roues .dentées ordinaires sont remplacées par -des roues dou blement hélicoïdales.
De même, sur 1a fig. 3, 1a -disposition est quelque peu similaire 'à celle selon les fia'. 1 et 2, mais comporte trois étages intermé diaires 10, 11 et 12 et des éléments moteurs auxiliaires 36, tournant avec l'organe moteur 7 et qui augmentent la vitesse et qui s'éten dent jusqu'à peu près la moitié de la. lon gueur radiale des aubes.
Les dispositifs à, roue libre sont autrement constitués que ci- dessus et sont montrés comme faisant partie d'accouplement à sens unique et -à ressort 37 et au lieu que les roues dentées soient montées sur un arbre intermédiaire séparé, on utilise une disposition épicycloïdale.
Un élément d'un accouplement à crabots 38 peut être amené dans une position neutre, comme montré sur la fig. 3, ou en prise avec 39 pour la marche avant ou avec 40 pour la marche arrière. Sur cette fig. 3, on a désigné par 41 un anneau fige .et par 42 un collier supportant un pignon -central fixe 43. Le restant de la construction est aisément com préhensible, car il s'agit simplement d'une modification du dispositif de transmission déjà décrit, les modifications résultant plutôt de l'agencement épicyeloïdal.
La fi-. 4 montre une forme d'exécution quelque peu similaire à celle indiquée sur la fig. 1, mais seulement avec deux étages in termédiaires 10 et 11.
L'organe moteur 7 comporte une roue dentée 44, pour l'entraînement d'un méca nisme auxiliaire et les paliers des différents arbres sont montés dans une boîte ou carter 45. Ce dernier comporte également une com mande coulissante 46,à trois positions com mandée par le levier 47 permettant à l'organe d'accouplement 29, 30 d'être amené dans les positions correspondant respectivement au point mort, à la marche avant et à la marche arrière.
Cet organe 29, 30 est montré sur le dessin en position neutre et pour la marche avant, on produit l'engagement .de crabots d'accouplement 29 alors que la marche arrière est obtenue par un arbre auxiliaire, non re présenté, mais analogue à celui désigné par 33 sur la fig. 1 et portant des roues dentées appropriées pour coopérer avec la roue dentée 30. En outre, un joint à cardan 49 est ad joint à l'arbre 28. Des mécanismes 22 et 27 à roue libre sont également montrés sur cette fig. 4.
Le dispositif montré sur la fig. 4 a fonctionné d'une manière satisfaisante en pratique et a été construit avec les dimen sions et l'encombrement d'un embrayage -et d'une boîte ,de vitesses pour une automobile, de fabrication en série, pour remplacer l'en semble de ces deux mécanismes. Le fonctionnement des dispositifs décrits est indiqué ci-après, en référence à la forme -d'exécution représentée par la fi-. 4. Le fonctionnement des autres formes d'exécution est tout à fait similaire.
On supposera d'abord que l'arbre mené est immobile et que l'arbre moteur est entraîné, c'est-à-dire reçoit un couple moteur d'une ma chine quelconque. L'élément moteur 7 de l'ac couplement hydraulique est entraîné par l'ar bre moteur, ce qui produit la circulation du li quide autour de l'espace annulaire à la péri phérie de l'accouplement. Ce liquide en mou vement transmet un couple d'abord à l'élément mené 10 de l'accouplement hydraulique qui est immobile.
Si maintenant la machine motrice est accélérée, un couple. suffisant peut être ap pliqué à l'élément 10 pour produire la rota tion de l'arbre mené et vaincre la charge, étant entendu que cet élément 10 est relié â l'arbre mené par l'arbre et les engrenages auxiliaires avec un rapport de vitesse relati vement élevé. En conséquence, l'élément 10 est graduellement accéléré jusqu'à ce que sa vitesse approche de celle de l'élément mo teur 7. Pendant cette période d'accélération, les éléments menés 11 et 8 tournent à -des vi tesses moindres que l'élément 10, par l'inter médiaire de l'arbre et des engrenages auxi liaires.
Lorsque l'élément 10 tourne pratique ment à la même vitesse que l'élément 7, c'est l'élément 11 qui, tournant à une vitesse moin dre, transmet le couple. L'élément 11 est maintenant graduellement accéléré et durant cette période, l'élément 10 continue à tourner à la même vitesse, grâce à la roue libre 22 de l'engrenage -de l'arbre auxiliaire entraîné par cet élément.
Dès que la vitesse de l'élément 11 a atteint à son tour pratiquement la vi tesse de la machine motrice, le couple est reçu par l'organe 8 et 1a "prise directe" est obte nue entre l'arbre moteur et l'arbre mené, les éléments 10 et 11 tournant ensemble à la même vtiesse, puisque les roues libres 22 et 27 le permettent. Les changements de rapport de transmission d'une vitesse à l'autre sont ainsi obtenus automatiquement suivant les conditions de travail rencontrées. Des accouplements hydrauliques,
tels qu'utilisés pour les dispositifs de transmission selon la présente invention comportent, de préférence, des ouvertures -de remplissage par lesquelles ils peuvent aisément être remplis avec le fluide utilisé, par exemple de l'huile, qui peut être introduit ou complété par l'in termédiaire -de tout dispositif chargeur de lu brifiant approprié.
Bien que dans la plupart des cas, les dia mètres extérieurs des différents étages d'un accouplement hydraulique soient les mêmes, ces diamètres peuvent être différents selon la constitution particulière de la, transmission utilisée en étant alors, de préférence, plus grands pour la. combinaison de vitesses infé rieure pour la prise directe. La fig. 5 repré sente une telle disposition, qui constitue la -cinquième forme d'exécution.
Dans la plupart des cas, il est préférable de loger tous les éléments ou étages d'un ac couplement hydraulique dans un .carter uni que, de façon que l'ensemble forme un accou plement à étages multiples; toutefois on peut, dans certains cas et plus spécialement pour des installations importantes, avoir recours à plus d'un accouplement hydraulique séparé,
lesdits accouplements con situant alors les différents étages et/ott comportant chacun .des étages intermédiaires reliés à l'arbre<B>à</B> entrai- ner d'une manière analogue à celle décrite .ci dessus.