Dispositif de transmission de mouvement La présente invention a pour objet un dispositif de transmission de mouvement, comprenant un con vertisseur de couple hydraulique intercalé entre un moteur et un arbre mené, ce convertisseur compor tant un élément menant, une roue motrice, une roue de réaction et une turbine.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un réducteur de vitesse intercalé entre l'élément menant et la roue motrice du convertisseur, ce réducteur fournissant un rap port de réduction d'au moins 1,2 : 1, et des moyens d'accouplement disposés entre un élément du réduc teur de vitesse et l'élément menant du convertisseur, le tout étant agencé de telle manière que lorsque ledit élément menant et la roue motrice tournent par rapport à la turbine, une pression de liquide apparaît dans le convertisseur provoquant le dégagement des moyens d'accouplement et rendant le réducteur de vitesse opérant,
lesdits moyens d'accouplement étant engagés et le réducteur de vitesse rendu inopérant lorsque la pression à l'intérieur du convertisseur tombe.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de la présente invention et qui est appliqué à un véhicule entraîné mécaniquement.
La fig. 1 est une vue en coupe du dispositif mon trant le réducteur de vitesse en position inopérante. La fig. 2 est une vue en coupe semblable à la fig. 1 montrant le réducteur dans une position opérante.
La fig. 3 est un graphique concernant les rapports de vitesse. Dans le dispositif représenté, le moteur (non représenté) est relié à l'arbre d'entrée 1 qui est fixé à un boîtier rotatif 2 constituant l'élément menant d'un convertisseur de couple hydraulique, ce boîtier 2 étant relié à un anneau 3 d'un changement de vitesse mécanique épicycloïdal. Une cage 4 portant les engrenages planétaires du changement de vitesse, est fixée à une roue motrice 5 du convertisseur.
Un pignon solaire 6 du changement de vitesse est porté par un manchon 7 et est empêché de tourner en arrière par un dispositif à roue libre 8 intercalé entre le manchon 7 et un carter fixe 9. La roue motrice 5 du convertisseur de couple entraîne une turbine 10 au moyen du liquide dans le circuit hydraulique. 11 désigne une roue de réaction du convertisseur, cet organe étant porté par un manchon 12 qui est empêché de tourner en arrière par un dispositif à roue libre 13 intercalé entre le manchon 12 et le carter fixe 9.
La turbine 10 est montée sur un man chon 14 qui est claveté sur un arbre de sortie 15 relié aux roues du véhicule de la manière connue. La turbine 10 peut ainsi se déplacer d'un mouve ment axial par rapport à l'arbre de sortie 15.
L'anneau 3 présente une face intérieure conique 16 agencée de manière à coopérer avec une face conique extérieure 17 d'un organe 18 pour former un embrayage à friction. Une matière de friction appropriée peut être prévue sur l'une des faces coni ques<B>16,</B> 17. L'organe 18 est monté sur le manchon 7 ou fait partie de celui-ci et est, par conséquent, relié rigidement au pignon solaire 6.
Des ressorts 19 sont logés dans des cavités appropriées ménagées dans l'organe de réaction et sont placés de telle manière qu'ils tendent à déplacer la roue de réaction 11 (et, par conséquent, également la turbine 10) vers la gauche comme représenté à la fig. 1, la poussée étant exercée contre la roue motrice 5 et, de là, par l'intermédiaire de paliers de butée appro priés absorbée dans le dispositif. Un déplacement de la roue de réaction 11 vers la gauche provoque un mouvement correspondant du manchon 12 vers la gauche qui, à son tour, provoque le déplacement du manchon 7 vers la gauche, la poussée étant appliquée par l'intermédiaire d'un palier de butée 20.
Ceci oblige l'organe 18 à se déplacer vers la gauche par rapport à l'anneau 3, de sorte que les faces d'em brayage 16, 17 viennent en prise et provoquent l'em brayage ou l'accouplement de l'anneau et du pignon solaire du réducteur de vitesse, ce dernier étant rendu par là, inopérant comme représenté à la fig. 1. Le réducteur de vitesse transmet alors une puissance dans le rapport 1 : 1.
Si une pression se développe dans la région 2,1 du convertisseur de couple, elle fait agir la turbine comme un piston en tendant à le pousser (et par conséquent également l'organe de réaction 11) vers la droite en comprimant les ressorts 19. Lorsque ce mouvement apparaît, le manchon 12 se déplace vers la droite et un épaulement 22 de ce manchon 12 vient en prise avec l'extrémité gauche du manchon 7 provoquant le déplacement de celui-ci vers la droite. L'organe 18 est alors amené vers la droite et l'em brayage 16, 17 est dégagé Le fonctionnement du dispositif de transmission de mouvement décrit est le suivant En supposant que le moteur et le véhicule soient à l'arrêt, les organes sont dans les positions repré sentées à la fig. 1.
Si maintenant le moteur est mis en marche mais que l'arbre de sortie 15 offre une résistance à la rotation, le boîtier 2 avec la roue motrice 5 tourne par rapport à la turbine 10. Cette rotation relative fait apparaître ou engendre une pression dans le liquide du circuit hydraulique dans la région 21 par le fait que la roue 5 en tournant chasse le liquide à l'extérieur de la turbine 10 fixe. Cette pression provoque le déplacement axial de la turbine vers la droite et, par là, le dégagement de l'embrayage 16, 17. Le pignon solaire 6 tend à tourner en arrière mais est retenu par le dispositif à roue libre 8. Le changement de vitesse est alors opérant et le couple appliqué à la roue motrice 5 est plus grand que celui produit par le moteur.
Ceci fait tourner le moteur (et par conséquent le boîtier 2) encore plus vite par rapport à la turbine fixe 10. La pression dans la région 21 augmente ainsi et une fois que l'embrayage 16, 17 commence à glisser, il est instantanément dégagé de sorte qu'il n'y a pas d'usure anormale sur les faces d'embrayage 16, 17. Les organes ont alors la position représentée à la fig. 2. Lorsque le moteur est accéléré, un couple plus grand est appliqué à la turbine et le véhicule démarre.
En supposant que l'on désire accélérer le véhicule à sa vitesse maximum aussi rapidement que possible le moteur est commandé pour donner sa puissance maximum et son couple est augmenté par le réduc teur de vitesse, ce couple étant transmis à la roue motrice 5. De plus, la charge sur le moteur est moindre que s'il n'y avait pas de réducteur de vitesse intercalé entre lui et la roue motrice de sorte que ce moteur tourne plus rapidement et, en général, développe une puissance plus grande.
Par conséquent, grâce au réducteur de vitesse, il apparaît un couple d'entrée plus grand et une plus grande puissance d'entrée au convertisseur de couple, ce dernier continuant ainsi à agir comme un conver tisseur de couple à une vitesse de la turbine plus élevée que ce ne serait autrement le cas. Tant que la conversion de couple se poursuit, le réducteur de vitesse reste opérant.
En supposant maintenant que le conducteur ne désire plus accélérer ou conduire à une vitesse s'approchant du maximum, il réduit la vitesse du moteur et par conséquent la puissance fournie par celui-ci. Lorsque la puissance fournie par le moteur est suffisamment réduite, la pression dans la région 21 tombe et les ressorts 19 provoquent le réengage ment de l'embrayage 16, 17, les organes reprenant la position représentée à la fig. 1. Le réducteur de vitesse de même que le convertisseur transmettent alors une puissance dans le rapport I : 1 et la roue de réaction 11 peut tourner en avant grâce au dispo sitif à roue libre 13.
Bien que le mécanisme décrit ci-dessus fonctionne toujours de la manière indiquée, pour que l'appareil de transmission de puissance soit avantageux par rapport au moteur particulier comparativement aux procédés déjà connus de transmission de puissance, il est essentiel que le convertisseur de couple hydrau lique soit de dimension et de construction appropriées par rapport au moteur particulier et que le rapport du changement de vitesse mécanique soit également approprié à la fois audit moteur et au convertisseur de couple.
La dimension et les caractéristiques du moteur seront choisies conformément au travail que le dispo sitif est destiné à fournir et ce choix sera basé sur des principes bien établis de construction mécanique. Dans le dispositif décrit, la dimension et la cons truction du convertisseur de couple hydraulique sont telles que si le moteur est couplé directement à la roue motrice du convertisseur sans interposition d'un changement de vitesse quelconque, et doit tourner à la vitesse maximum possible, alors que la turbine est maintenue fixe (cette vitesse étant désignée par la suite par vitesse à vide),
le moteur atteint alors une vitesse qui n'est pas inférieure à environ 30 % et pas supérieure à environ 70 % de la vitesse à laquelle il développe sa puissance au frein maximum (cette dernière vitesse étant désignée par la suite comme vitesse optimum ).
Le rapport de la vitesse à vide à la vitesse optimum est désigné ci-après par pourcentage de vitesse .
Plus le convertisseur de couple est grand, mieux il transmet une puissance dans le rapport 1 : 1, mais plus la vitesse à laquelle la conversion de couple cesse est faible et l'entraînement n'a lieu que prati quement à 1 : 1 de sorte que, le moteur peut ne pas être apte à développer sa puissance maximum dans des conditions de vitesse et de charge auxquelles ceci est désirable. Si l'on désire que l'appareil fonctionne pendant la plus grande partie de sa marche avec un rapport de transmission de puissance de 1 : 1, on choisira un convertisseur de couple de dimension et de construction telles qu'il donne un pourcentage de vitesse relativement faible.
Si l'on désire que la transmission de puissance agisse pour augmenter le couple du moteur sur une gamme étendue de vitesse, on choisira un convertisseur de couple de dimension et de construction telles qu'il donne un pourcentage de vitesse relativement élevé. Dans le cas d'un moteur d'automobile d'environ 2 litres de cylindrée et d'une puissance au frein d'environ 70 CV,
un convertisseur de couple qui donne un pourcentage de vitesse de 55 % est satisfaisant. Dans la grande majorité des cas le convertisseur de couple est tel que le pour- centage de vitesse n'est pas inférieur à 30 % ou
supérieur à 75 % mais dans des cas exceptionnels il peut être avantageux d'utiliser un convertisseur de couple donnant un pourcentage de vitesse légèrement inférieur à 30 % (mais jamais moins de 25 0/0)
ou un peu plus de 75 0/0 (mais jamais plus de 80 0/0). Un convertisseur de couple de dimension et de cons truction convenant pour le but visé, est celui qui donne un pourcentage de vitesse dans la gamme spécifiée dans ce paragraphe et le précédent.
Le réducteur de vitesse intercalé entre le moteur et la roue motrice fournit un rapport qui n'est pas inférieur à 1,2: 1, car la perte de rendement, les complications mécaniques et la dépense supplémen taire qui résultent inévitablement de la présence d'un tel réducteur ne sont dans la plupart des cas, pas justifiées à moins que ce réducteur ait un rapport nu moins aussi grand que 1,2 : 1. D'autre part, le rapport de réduction ne doit pas être tel qu'avec le réducteur fonctionnant et la turbine maintenue fixe, le moteur soit entraîné en rotation à une vitesse dépassant sa vitesse optimum, et ceci impose une limite à la grandeur du rapport de réduction qui est applicable dans chaque cas.
Dans le dispositif décrit, la grandeur maximum admissible du rapport de réduction doit être rap portée au pourcentage de vitesse comme représenté au graphique de la fig. 3. Ainsi, si le pourcentage de vitesse est de 55 %, le rapport de réduction ne doit pas dépasser 1,5: 1 et s'entend entre 1,2: 1 et 1,5 : 1.
Le rapport réel est choisi suivant si. l'on désire qu'il puisse produire une conversion de couple à une vitesse élevée (dans quel cas on choisit un rapport relativement grand) ou si l'on préfère que l'entraînement ait toujours lieu à 1 : 1 au-dessus d'une vitesse relativement faible (dans quel cas on choisit un rapport plus petit).
Comme représenté dans le graphique de la fig. 3, la grandeur admissible maximum du rapport de réduction dans le cas de certains pourcentages de vitesse est le suivant
EMI0003.0057
Pourcentage <SEP> Grandeur <SEP> maximum
<tb> de <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> rapport <SEP> de <SEP> réduction
<tb> 30 <SEP> % <SEP> 2.24 <SEP> : <SEP> 1
<tb> 45 <SEP> % <SEP> 1.71 <SEP> : <SEP> 1
<tb> 55 <SEP> '% <SEP> 1.5 <SEP> : <SEP> 1
<tb> 65 <SEP> % <SEP> 1.34 <SEP> : <SEP> 1
<tb> 75 <SEP> 0/0 <SEP> 1.215: <SEP> 1 Dans le dispositif décrit, le rapport du réducteur de vitesse se doit d'étendre dans les limites spécifiées dans ce paragraphe et le précédent.
Plusieurs dispositifs tels que décrit peuvent avoir respectivement des moteurs différents, chacun se distinguant par le couple et la puissance au frein mais tous pouvant néanmoins avoir des convertis seurs de couple hydraulique identiques, une perfor mance et un rendement satisfaisant étant obtenus en choisissant convenablement dans chaque cas le rap port du réducteur de vitesse intercalé entre le moteur et la roue motrice du convertisseur de couple dans les limites spécifiées plus haut.