Dispositif hydraulique pour l'accouplement d'un arbre moteur et d'un arbre entraîné, en particulier pour changements de vitesses applicables aux automobiles. La présente invention se rapporte à un dispositif hydraulique pour l'accouplement d'un arbre moteur et d'un arbre entraîné, en particulier pour changements de vitesses ap plicables aux automobiles, dans lequel une paire au moins de plateaux coulissent axia- lement,
sous la poussée de membranes défor- mables sous l'effet du liquide dont l'admis sion est réglée par des clapets tarés, sur l'ar bre moteur dont ils sont solidaires en rotation, caractérisé en ce que cette paire de plateaux agit sur un disque d'accouplement monté rigi dement, entre lesdits plateaux, sur l'arbre entraîné.
Le bon fonctionnement de ces dispositifs dépend principalement de la membrane qui transmet la pression hydraulique sur le ou les disques, ainsi que de l'admission correcte du fluide compresseur.
On conçoit l'importance de cette dernière condition, surtout dans les applications aux changements de vitesses automatiques pour automobiles, motocyclettes, automotrices, etc., où la distribution du .fluide joue un rôle de tout premier plan.
II s'agit, en effet, d'effectuer automati quement le changement de vitesse dans l'ordre voulu, et sans confusion possible, tant en vitesse montante qu'en vitesse descendante.
On sait que dans les dispositifs antérieurs, brevetés par le même inventeur, le fluide compresseur agit sur une membrane repous sant un plateau mobile, lequel appuie sur l'une des faces d'un disque d'embrayage dont l'autre face vient s'appliquer sur un plateau fige. \, Il s'ensuit un déplacement axial du disque sur son arbre, déplacement qui pré sente certains inconvénients. Parmi ceux-ci, on peut citer le coulissement du moyeu du disque sur son arbre cannelé qui, pour éviter tout coincement, doit posséder certaines pro portions qu'il est souvent impossible de res pecter, surtout dans le cas d'embrayages multiples.
Par ailleurs, le déplacement axial du dis que, qui doit comprendre non seulement le jeu assez important nécessaire à la marche débrayée, mais aussi la course indispensable pour rattraper l'inévitable usure, nécessite une déformation élastique importante de la membrane, déformation qu'il n'est pas tou jours possible d'obtenir pratiquement.
En outre, il est indispensable d'utiliser des membranes très minces pour diminuer, d'une part, la pression nécessaire à leur dé formation élastique et, d'autre part, assurer l'instantanéité de fonctionnement sans la quelle, dans les applications automobiles en général, le changement automatique correct des vitesses est impossible ù obtenir.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'in vention.
La fig. 1 montre, en coupe verticale, une forme de dispositif comportant deux disques pour l'accouplement de deux arbres.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne <I>A -B</I> de la fig. 1.
La fig. 3 montre deux demi-coupes longi tudinales, l'une passant par la ligne E-0, l'autre par la ligne 0-F de la fig. 4 et représente une forme de dispositif pour chan gement de vitesse à trois vitesses pour auto mobiles.
La fig. 4 est une coupe par la ligne C-D de la fig. 3.
La fig. 5 montre, à plus grande échelle, une coupe partielle par la ligne 0-G de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue de profil partielle de l'objet de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe partielle, en plan, par la ligne I-H de la fig. 5.
La fig. 8 montre, schématiquement, une membrane à sa position de repos.
La fig. 9 est une vue en élévation d'une membrane.
La fig. 10 montre de profil une mem brane en position débrayée.
La fig. Il représente, de profil, une mem brane en position "usure" embrayée. Le dispositif représenté aux fig. 1 et 2 est destiné à l'accouplement de deux arbres. Il peut être utilisé, dans l'industrie, pour toutes sortes de machines et peut faire partie de l'ensemble directeur des véhicules à che nille intégrale; il peut encore servir à accou pler un moteur quelconque avec sa transmis sion, aussi bien dans l'automobile que dans la navigation, l'aviation, les applications électromécaniques, etc.
L'arbre moteur 1 (fig. 1) reçoit ici son mouvement d'une roue dentée 2 par exem ple. L'arbre 3 est l'arbre récepteur. Les deux arbres 1 et 3 sont supportés par le carter 4.
L'arbre 1, à l'intérieur du carter 4, porte un plateau 5 sur lequel sont montées, à la périphérie, les entretoises 6 et 7 et les pla teaux fixes 8 et 9 (fig. 1 et 2), ce dernier formant la paroi intérieure de l'embrayage. Entretoises et plateaux sont bloqués ensem ble par des boulons d'assemblage 10. Le pla teau 5 (fig. 1) présente sur sa face interne une légère dépression en cuvette annulaire 11 contre les bords' de laquelle s'appuie la cou ronne-membrane plane 12, étanche à sa péri phérie et à son bord intérieur vis-à-vis du plateau 5 (fig. 1).
La face opposée de la membrane 12 s'ap puie sur le plateau mobile 13, portant à sa périphérie extérieure des cannelures en dents d'entraînement 14 (fig. 2) qui s'ajustent dans les cannelures ou dents correspondantes pré vues à l'intérieur des entretoises 6 et 7 (fig. 1 et 2).
Le plateau fixe 8 est creusé sur ses deux faces, pour former deux cuvettes annulaires 15 et 16 de faible profondeur, semblables à celles du plateau moteur 5. Chacune de ces cuvettes est hermétiquement fermée par une membrane 17 et 18 1(fig. 1). La membrane 17, à la face opposée au plateau 8, s'appuie sur un plateau mobile 19 comportant des dents ou cannelures à sa périphérie extérieure, comme le plateau mobile 13 qui lui fait face.
La membrane 18 du plateau fixe 8 s'ap puie sur un plateau mobile 20, semblable aux plateaux 10 et 13, et qui fait face à un qua trième plateau semblable 21, lequel s'appuie sur une quatrième membrane 22. Celle-ci ferme la cuvette 23 du plateau fixe exté rieur 9 (fig. 1).
Entre les plateaux mobiles 13, 19 et 20 et 21 sont disposés un certain nombre de pe tits ressorts périphériques 24 (fig. 1 et 2) qui les maintiennent à une certaine distance l'un de l'autre.
Les disques d'embrayage 25 et 26 sont montés sur l'arbre récepteur 3 au moyen de clavettes d'entraînement.
L'arrivée du fluide sous pression se fait, dans l'exemple de réalisation représenté, par le tube 27; le fluide s'achemine ensuite par des ouvertures appropriées 28 (fig. 1), vers le perçage central 29 de l'arbre moteur 1 qui porte un tiroir cylindrique de distribution 30 commandé par un levier à main 31.
Ce tiroir porte des ouvertures 32 que l'on peut mettre en communication soit avec les ouvertures d'arrivée de fluide 28, soit avec l'extérieur, par le canal de sortie 33.
Sur la fig. 1, le tiroir est représenté fermé, c'est-à-dire que l'orifice 28 d'arrivée du liquide sous pression est fermé. La cham bre 29 est en communication avec l'extérieur par le canal 33.
Lorsque les ouvertures 32 du tiroir 30 coïncident avec les ouvertures d'arrivée 28, le fluide sous pression s'achemine par le ca nal 34 (en pointillé sur la fig. 1) jusqu'au sommet 35 du clapet 36 (voir fig. 3, 4, 5., 6 et 7). Celui-ci est maintenu sur son siège par le ressort taré 37, jusqu'à ce que la pres sion du fluide en surmonte l'action. A ce moment, le clapet 36 s'ouvre et découvre l'orifice 38 qui permet au fluide d'accéder au canal 39, et de remplir ainsi les chambres 11, 15, 16 et 23.
Sous l'action de la pression du fluide, les membranes élastiques 12, , 17, 18 et 22 se déforment, et appuient sur les plateaux mobiles 13, 19, 20 et 21 qui se rapprochent l'un de l'autre. Les plateaux 13 et 19 serrent ainsi entre eux le disque 25, et les plateaux 20 et 21, le disque 26: L'ar bre récepteur est donc rendu solidaire de l'arbre moteur. Lorsque le tiroir 30 est ramené à la po sition montrée à la fig. 1, la pression tombe dans tous les canaux.
Le clapet 36, repoussé par son ressort 37, reprendra la position re présentée, c'est-à-dire qu'il fermera l'arrivée du fluide, en découvrant l'orifice d'échappe ment 40. Les, ressorts 24 ramèneront les pla teaux mobiles à la position montrée au des sin; les disques 25 et 26 seront ainsi libérés; l'appareil est hors d'action.
Le dispositif qui vient d'être décrit peut aussi bien ne comporter qu'un seul disque d'embrayage,-au lieu de deux. Dans ce cas, il ne comprendra que deux membranes et deux plateaux mobiles.
Pour des puissances plus grandes, ou pour des raisons d'encombrement en diamètre, il peut aussi bien comprendre trois, quatre dis ques et davantage; chacun de ceux-ci étant commandé par une paire de plateaux mobiles et de membranes.
Dans l'exemple décrit, un seul clapet com mande le passage du fluide. Il est bien évi dent que l'appareil peut en comporter deux ou davantage, sans changer en rien le carac tère de l'invention.
Comme mentionné, les fig. 3, 4, 5, 6 et 7 montrent une application à l'automobile du dispositif en question. Il permet, par une dis tribution appropriée, de résoudre le problème du changement de vitesse automatique.
Les disques d'embrayage 41, 42 et 43 (fig. 3) sont ici montés à clavettes sur trois arbres concentriques indépendants 44, 45 et 46 (fig. 3 et 4).
Dans l'exemple choisi, le carter 47 conte nant embrayages et engrenages est accolé au carter moteur 48.
Sur une des extrémités 49 du vilebrequin 50 est fixé le plateau 51 qui forme volant, les autres pièces du dispositif étant montées sur celui-ci au moyen des boulons 52. Les entre toises à cannelures ou dents intérieures sont désignées en 53, 54 et 55, les plateaux fixes en 56, 57 et 58 (fig. 3 et 5). Les membranes correspondantes n'ont pas été spécialement désignées. Ces pièces assurent les mêmes fonc tions que les organes correspondants de l'exemple de réalisation précédent, montré aux fig. 1 et 2.
Des plateaux mobiles par paires 59, 60 et 61 (fig. 3 et 5) sont engagés dans les canne lures ou dents des entretoises 53, 54 et 55, et maintenus à écartement convenable pour la marche débrayée, par les ressorts 62 (fig. 5).
Le fluide sous pression arrive, par le ca nal 63, dans une gorge 64, puis passe par le moyeu tournant 65, solidaire du plateau 56 formant distributeur pour parvenir dans le conduit 34 (fig. 3 et 4) et arriver enfin dans le petit chambrage 35 (fig. 3 et 4) prévu au sommet du clapet 36 (fig. 4).
Pour assurer un fonctionnement automa tique parfait, c'est-à-dire pour que les vitesses soient prises sans erreur possible dans l'ordre voulu, il n'y a qu'une seule arrivée de fluide, partant du collecteur 65, et constituée comme on l'a vu par le canal 34 (fig. 3 et 4) qui dé bouche au sommet du clapet 36 (fig. 4) de première vitesse. De là, et lorsque les condi tions de marche sont remplies, le fluide passe par le canal 66, représenté en pointillé à la fig. 3, pour arriver aux membranes comman dant les deux plateaux mobiles 59 qui assu rent, au moment voulu, l'entraînement du disque 41 claveté sur l'arbre 44, lequel porte le pignon de première vitesse.
On voit que le fluide ne peut agir sur les membranes de la paire de plateaux 59 qu'après avoir vaincu le ressort 37 du clapet 36 (fig. 4), c'est-à-dire après avoir atteint une pression donnée, suf- fisaute pour produire l'entraînement du dis que de première vitesse. Le fluide sort par l'orifice 67 (fig. 3 et 4) des chambres com mandant la première vitesse pour arriver au chambrage 68 (fig. 3, 4 et 5) lequel est fermé par le clapet 69 (fig. 5) semblable au clapet 36 de première vitesse.
Lorsque la pression du fluide est assez forte pour ouvrir le clapet 69, le fluide pénètre par l'orifice 70 (fig. 4 et 5) et le canal 71 (fig. 5) jusque derrière les membranes commandant la paire de pla teaux mobiles 60 (fig. 5) contrôlant le disque 42 (fig. 3 et 5) de deuxième vitesse.
Conti nuant son chemin, le fluide passe des mem branes de deuxième vitesse à celles de troi- sième vitesse en empruntant l'orifice 72 (fig. 4), le chambrage 73 et le canal 74 con trôlé par le clapet logé dans le perçage 75 (fig. 4). De là, le fluide se rend derrière les membranes des plateaux mobiles 61 qui com mandent le disque d'embrayage 43 de troi sième vitesse, ou prise directe. On remarquera que les trois clapets des trois vitesses sont semblables, et que leur fonctionnement est identique à celui du clapet représenté à grande échelle sur la fig. 5.
Seuls, les ressorts 37 (fig. 5) sont de force croissante: le plus faible agit sur le clapet 36 de première vitesse, et le plus fort sur celui de troisième vitesse situé, ainsi que son clapet, dans le perçage 75 (fig. 4).
Le fluide est évacué hors des trois clapets par un orifice 76 (fig. 5, 6 et 7) qui est auto matiquement découvert. dès que la pression du fluide sur le clapet devient plus faible que la force du ressort 37 (fig. 5). La fig. 5 repré sente le clapet à la position d'échappement, l'admission du fluide étant fermée.
Cette disposition permet d'obtenir le chan gement des vitesses dans l'ordre prévu, sans confusion possible. On voit, en effet, que le fluide compresseur est obligé de remplir les chambres à membranes de première vitesse et d'actionner par conséquent cette vitesse avant de faire fonctionner les membranes de seconde vitesse. Celles-ci seront sous pression avant que la. troisième vitesse puisse fonctionner, puisque le fluide ne peut arriver à. cette troi sième vitesse qu'après avoir rempli les cham bres de membranes de seconde vitesse.
La descente des vitesses, qui se produit lorsque la pression du fluide baisse, s'effectuera aussi dans l'ordre voulu puisque, les trois clapets étant semblables, c'est celui de troisième vi tesse qui se fermera le premier, son ressort de rappel étant le plus fort, puis le clapet de seconde vitesse suivra, le ressort. de celui-ci étant plus fort que celui du clapet de pre mière vitesse.
Le plateau distributeur 56 (fig. 3, 4, 5, 6) comporte à sa périphérie autant de méplats qu'il y a de clapets. Ces méplats sont perpen diculaires à l'axe des clapets, et reçoivent une pièce de forme spéciale 77 (fig. 3, 4, 5 et 6) qui sera appelée pontet. Cette pièce 77 porte un guidage cylindrique 78 (fig. 5) qui forme en même temps le siège du clapet.
Le pontet renferme, ainsi qu'on l'a déjà vu, un cham- brage 35, 68 et 73 qui permet de mettre en communication les orifices 34 et 66 (fig. 3 et 4) pour la première vitesse; 67 et 70 (fig. 3, 4 et 5) pour la deuxième vitesse et 72, 74 (fig. 4) pour la troisième vitesse. Les pontets 77 sont figés sur le plateau distributeur au moyen des boulons 79 (fig. 6).
Pour que des embrayages tels que décrits soient d'un fonctionnement irréprochable, il est indispensable qu'ils soient utilisés d'une certaine façon, qui dépend de leur montage.
Chaque membrane est formée par une cou ronne 80 (fig. 8 et 9) en métal très mince; serrée à sa périphérie entre les couronnes et les plateaux figes, et sertie ou soudée par son bord intérieur sur le même plateau fige, en laissant entre elle et ce plateau un vide de cluelques dixièmes de millimètre, qui cor respond à la possibilité de déformation élas tique de la membrane du côté du plateau fixe (fig. 10).
La profondeur de ce vide correspond à peu près au jeu nécessaire pour obtenir la liberté entre le disque d'embrayage et le pla teau mobile correspondant. C'est la position de débrayage que prend la membrane sous la poussée du plateau mobile, sur lequel s'exerce la pression des ressorts 62 (fig. 5).
L'appareil étant neuf, sans usure appré ciable, le disque d'embrayage sera entraîné lorsque la membrane, sous l'influence de la pression du fluide, aura repris sa position naturelle, c'est-à-dire sera redevenue sensible ment plane (fig. 8). On comprend que la membrane aura également la possibilité de se déformer de l'autre côté de sa position natu relle, d'une quantité au moins égale à celle correspondant à sa position primitive (fig. 11). La course additionnelle ainsi permise servira à compenser l'usure qui peut se produire à la longue sur les disques. et plateaux, sans obli ger la membrane à dépasser sa limite élas tique.