Dispositif d'embrayage et de changement de vitesse progressif à liquide. L'objet de l'invention est un dispositif d'embrayage et de changement de vitesse pro gressif à liquide permettant d'obtenir à l'aide b deux pédales seulement la mise en marche, l'accélération progressive de la vitesse, la prise directe à la grande vitesse, la diminu tion progressive de la, vitesse, et la marche arrière, le dispositif en question étant carac térisé en ce que la transmission du mouve ment se fait au moyen de pompes motrices à pistons commandées par un plateau oscillant actionné par une bielle à rayon variable, et de pompes réceptrices semblables, actionnant,
par l'intermédiaire d'un second plateau oscil lant, une manivelle de rayon invariable, ces différents organes de transmission étant con tenus dans un carter, monté sur roulements à billes, qui transmet directement le mouvement, quand la vitesse maximum est atteinte; et reste immobile quand cette vitesse n'est pas atteinte.
A titre d'exemple et pour faciliter l'intel ligence de la description, on a représenté aux dessins annexés: . Fig. 1, une coupe longitudinale verticale par l'axe, Fig. 2, une coupe horizontale par l'axe, Fig. 3, une coupe transversale suivant Fig. 4, une coupe transversale suivant B-B, Fig. 5, une coupe transversale suivant C-C, Fig. 6, une coupe transversale suivant D-D, <I>.</I> Fig. 7, une coupe transversale suivant E-E Fig. 8,
une coupe transversale suivant F-F, Fig. 9, une coupe transversale suivant G-G.
Dans ée changement de vitesse, l'arbre moteur et l'arbre récepteur sont sur le même axe; ils sont réunis par un carter 1 porté par les roulements à billes 2 et 3 et maintenu dans le sens- longitudinal par les butées à bil les 4. Ce carter contient les organes de trans mission du mouvement, constitués par des pompes motrices 8 commandées par une ma nivelle à rayon variable 15, et des pompes réceptrices 9 actionnant une bielle à rayon constant. Chaque pompe motrice est constituée par un corps conique creux 8 qui comporte une partie cylindrique dans laquelle fonctionne le piston 10 de cette pompe.
La partie conique joue le rôle de distribu teur et est percée à cet effet de deux séries de lumières, une au droit de chacun des com partiments 6 et 7.
Ce distributeur est ajusté, rodé, clans un boisseau 3D et est animé d'un mouvement de rotation alternatif par l'action d'un levier à fourche 33 commandé par les excentriques 34 par l'intermédiaire des galets 35.
Il y a deux excentriques afin que les ga lets tournent toujours dans le même sens; ils agissent alternativement.
Les excentriques sont solidaires de l'arbre moteur par l'intermédiaire du corps de la ma nivelle à rayon variable 15.
Par suite de ce mouvement, les lumières du distributeur viennent se placer alternative ment en regard de lumières égales percées dans le boisseau et correspondant aux com partiments 6 et 7.
Les dimensions des lumières sont telles que la vitesse d'écoulement du liquide les tra versant ne dépasse jamais celle des pistons.
Il y a un rattrapage de jeu pour com- pen.:er l'usure; il suffit de tourner l'écrou 37 vissé à l'intérieur du boisseau et s'ap puyant sur la portée 38 du distributeur.
Ce distributeur est équilibré dans tous les sens, au point de vue de la pression, trans versalement par suite de la symétrie des lu mières, longitudinalement parce que la pro jection sur une section transversale des sur faces soumises à la pression est la même dans les deux sens.
Les boisseaux sont ajustés rodés dans le corps cylindrique 5 et fixés par les écrous borgnes 41.
Les pompes réceptrices sont semblables aux motrices.
Les pompes motrices sont actionnées par la, manivelle à rayon variable 15. Celle-ci est constituée par une pièce 48 qui comporte une partie cylindrique clavetée à' l'extrémité de l'arbre moteur et un secteur à deux joues à l'intérieur desquelles sont taillées des glis sières en arc de cercle ayant pour centre l'axe du cardan.
Dans ces glissières peut se déplacer un glisseur 49 qui constitue le palier portant les coussinets à rotule de l'arbre 14.
Ce déplacement du palier 49 dans le sens du rayon est produit par l'action du levier 50 claveté sur un un axe traversant les deux joues du secteur. Cet axe porte à chacune de ses extrémités un levier à came 51. avec lequel engrène une dent 52 qui. fait corps avec les tringles 18. Les tringles 18 sont guidées dans des rainures avec languettes 53 taillées dans les joues du secteur. Le profil des le viers cames est découpé de telle sorte que les tringles 18 étant animées d'un mouvement.
uniforme, le palier 49 se déplace d'un mouve ment uniforme jusqu'au point mort où il reste un instant immobile, produisant ainsi un temps d'arrêt de la voiture, pour continuer ensuite son mouvement au delà., ce qui produit h marche arrière. Au lieu des dents 52, on pourrait avoir des galets, le profil des leviers cames serait modifié en conséquence.
A chaque levier came 51 est accolée une pièce en forme d'U 85 pouvant tourner au tour du même axe et dont une branche se profile avec la came du côté droit, tandis que l'autre subit la pression d'un ressort 86 s'ap puyant sur l'extérieur du côté gauche. La, première branche et la face opposée du levier constituent une sorte de pince enserrant les deux faces de la. (lent 52 afin que celle-ci fonctionne toujours sans jeu.
Le mécanisme de commande des tringles 18 est constitué de la façon suivante: L'arbre moteur porte une embase 54 s'op posant au déplacement longitudinal d'une vis creuse 55 qui peut tourner à frottement doux sur cet arbre. L'écrou 56 de cette vis est pro longé par une partie tubulaire avec une gorge dans laquelle peut tourner une bague d'en traînement 57; sur cette bague sont assemblés les tringles 18 et le disque 29. La bague 57 est entraînée dans le mouvement de rotation de l'arbre moteur ainsi que les tringles 18 et le disque 29.
La roue d'engrenage 58 et le cône de fric tion 59 sont solidaires de l'arbre moteur par l'intermédiaire d'une pièce tubulaire 60 sur laquelle ces pièces sont clavetées et qui va s'assembler sur la partie cylindrique de la manivelle 15. Cette pièce tubulaire porte deux rainures dans lesquelles sont guidées les trin gles 18. La roue d'engrenage 61 est solidaire (le l'écrou 56 au point de vue de la rotation par l'intermédiaire d'un tube 62 à. l'intérieur duquel sont creusées des cannelures longi tudinales dans lesquelles glissent des clavet tes faisant corps avec l'écrou. La couronne 63 peut tourner à frottement doux sur la pièce tubulaire 60 et porte des satellites dou bles 64 clavetés ensemble et engrenant avec les roues 58 et 61; les nombres de dents de ces deux roues sont légèrement différents.
Cette même couronne 63 porte des goujons 65 qui la rendent solidaire du cône de friction à triple faces 66 au point de vue de la. rota tion; en outre, entre ces deux pièces 63 et 66 sont interposés des ressorts Cil qui poussent <B>le.</B> cône 66 contre le cône 59 solidaire de l'ar bre moteur. Il en résulte que l'écrou 56, les roues 58 et 61, les satellites 64, la couronne 63, le cône 66 sont entraînés par le cône 59 dans la rotation de l'arbre moteur, et que ces pièces peuvent même intervenir avec le groupe semblable se rapportant à la vis comme volant. La couronne 68 comporte une face plane en regard de la face plane du mo teur du cône 66, elle peut se déplacer longi tudinalement sous l'action des tringles 69 commandées par la pédale d'accélération, mais elle ne peut pas tourner.
La commande de ces organes est faite, d'une part, au moyen des tringles 69 action nées par la pédale d'accélération et agissant sur la couronne 68, d'autre part, au moyen des tringles 77 actionnées par la pédale de r 'duction et agissant en sens inverse de la, tringle 69, sur la couronne 68'.
Sur chaque face du corps cylindrique 5, il est prévu une tubulure d'alimentation 78. fig. 7 avec clapet de retenue auquel aboutit un tuyau non figuré pour amener l'huile qui doit compenser les fuites éventuelles. Il n'est indiqué de la tuyauterie que le dispositif per mettant son passage de l'extérieur à l'inté rieur du carter;. il comporte une gorge 79 dans laquelle glisse à frottement doux.une bague avec gorge intérieure garnie d'un cuir en forme de tore de révolution ouvert à l'in térieur et fixé par des vis et des lames flexibles.
La bague est fixe lorsque le carter tourne. L'huile arrive par le tuyau 80 et sort à l'in térieur par la tubulure 81. De ce point part un tuyau qui se divise en deux pour aboutir aux clapets de retenue. Il peut y avoir un troisième branchement pour le graissage. L'huile est fournie par un réservoir en charge ou par une pompe de graissage sous pression.
La quantité d'huile entre les pistons moteurs et les récepteurs est constante, tandis que le volume varie périodiquement par suite de la loi sinusoïdale du mouvement des pistons et en raison de l'inertie des pièces du côté mo teur et du côté récepteur aux grandes vitesses: Avec des lois sinusoïdales décalées à 120 , par exemple, il se produit en quelque sorte six pulsations par tour de très peu d'amplitude, niais none négligeables à cause de l'incom pressibilité du liquide et de grandes vitesses.
Pour cette raison, la cloison centrale est traversée aux points 82' par de petits tubes dans lesquels fonctionne un piston fixé à l'ex trémité d'un ressort à boudin capable de sup porter la pression et de fléchir clé la quantité nécessaire et dont l'autre extrémité est assem blée dans un chapeau vissé sur l'un des fonds aux points 82. Ces pistons et ces ressorts ne sont pas figurés sur le dessin. Tua cloison centrale se trouve ainsi douée d'une élasticité suffisante pour obéir aux variations de vo lume de chaque compartiment, la somme étant constante et égale au volume de l'huile, tout en résistant à la pression. Il ne se produit donc jamais de vide, le côté de l'aspiration récu père les fuites par la tubulure d'alimentation.
La course des pistons est limitée à la quantité suffisante afin qu'il ne puisse pas s'établir de communication entre les deux comparti ments en cas de rupture d'un ressort.
Le fonctionnement de l'appareil ainsi cons titué est le suivant: La transmission de mouvement se fait par l'intermédiaire d'un système de pompes installé dans le carter et agissant sur une quantité de liquide constante interposée entre les pistons des pompes motrices et ceux des pompes réceptrices. Les pompes motrices 8 aspirent le liquide dans un premier comparti ment 6 du corps cylindrique 5, et le refoulent dans le second compartiment 7; les pompes réceptrices sont actionnées par le liquide sous pression qu'elles reçoivent dans le comparti ment 7 et qu'elles renvoient dans le comparti ment 6.
La distribution se fait au moyen du bois seau 32 qui est animé d'un mouvement de ro tation alternatif par l'action du levier à four- r4 33 qui oscille sous l'action du double ex centrique .34 mis en rotation par l'arbre 14. On voit très bien d'après la fig. 6 des dessina annexés comment se produit ce mouvement: les excentriques entraînés par l'arbre 14 agis sent sur les galets 35 qui sont portés par le levier 33, les deux galets 35 d'un même levier chacun par celui des deux excentriques 34 qui lui correspond ne sont pas repoussés en même temps, mais successivement et le levier 3,91 entre en oscillation, entraînant dans son mouvement l'écrou 37 et le boisseau 32.
Ce mouvement met en coïncidence les lu mières du boisseau 32 avec celles du cylindre 8 qui correspondent au compartiment 6 pen dant la course d'aspiration du piston 10. Les lumières correspondant au compartiment 7 sont à, ce même moment fermées. Le liquide du compartiment 6 remplit le corps de pompe et sera; expulsé dans le compartimeni: 7 au moment de la course de compression du pis ton ppndani; laquelle les ouvertures des lu mières sont inversées.
La pompe réceptrice opposée 9 ayant une distribution inverse de celle qui vient d'être décrite fonctionnera dans les mêmes condi tions, mais en effectuant la transformation de la pression du liquide contenu dans le com partiment 7, en mouvement alternatif des pistons 10' et, par conséquent, en mouvement de rotation de l'arbre 42 au moyen de la ma nivelle à rayon invariable 28.
Ou voit donc qae, la vitesse du moteur restant constante, l'action sur les pédales d'ac célération et (le réduction produit la variation de la course des pistons moteurs, et par suite la variation do la pression du liquida con tenu dans le compartiment 7, ce qui entraîne la, variation de la vitesse des pistons entraînés et par suite celle de l'arbre 42.
Le nombre des pompes peut être quelcon que; le dessin annexé en présente trois pour chaque catégorie., également espacées sur une circonférence; cette disposition donne un dé bit sensiblement uniforme. Les réceptrices sont intercalées entre les motrices sur la même circonférence ou sur une autre concen trique. Les pistons 10 des pompes motrices sont actionnés à l'aide de bielles 11 par un plateau 12 oscillant autour de deux axes en croix 13, dispositif analogue à un cardan. Ce plateau est lui-même commandé par un arbre 14 qui fait corps avec lui et qui décrit un cône dont le sommet est situé au centre du cardan, mais sans tourner sur lui-même. Cet arbre 14 est manc@uvxé par une manivelle à rayon variable 15.
Lorsque le rayon de cette manivelle est zéro, l'arbre 14 est immobile; c'est l'arrêt. Si! ce rayon prend une valeur dans le sens opposé à celui indiqué fig. 1 c'est la marche arrière.
Le déplacement- des tringles 18 produit la variation du rayon de la manivelle de la façon suivante: la dent 52 de la tringle 18 engrène avec le levier à came 51 et provoque ainsi sa rotation et celle du levier 50. Celui- ci est articulé sur le coulisseau 15 et le fait déplacer dans sa, glissière, donnant ainsi à la manivelle des rayons variables.
Tant que le rayon de la manivelle 15 n'a pas atteint son maximum, le carter est immo bile. Il est maintenu dans cet état d'immo bilité par le cône de friction femelle 19 qui est solidaire de lui au point de vue de la ro tation par l'effet des goujons 20 encastrés dans la pièce 21 qui elle-même est clavetée sur le prolongement 22 du carter; mais ce. cône 19 peut se déplacer longitudinalement et s'appuie par l'action des ressorts 23 sur le cône mâle 24 qui est fixe, ce qui maintient le carter immobile. L'immobilité est consoli dée en outre par des cliquets 25 qui s'ap- lniient sur une roue à iochet 26 portée par un frein dormant 27 d'un système quelconque.
Les cliquets s'opposent au mouvement dans les deux sens.
Dans le cas où l'adhérence des cônes 19 et 24 n'est pas suffisante pour immobiliser . le carter, le frein dormant entre en action, par friction des disques 27 serrés par le ressort 27' l'un contre l'autre.
Mais lorsque le rayon de- la manivelle 15 a atteint son maximum, il est égal à celui de la manivelle 28 du côté récepteur; l'arbre ré cepteur tourne -à la même vitesse que l'arbre moteur. A ce moment le carter 1. entre en mouvement de la façon suivante:
Les tringles 18 qui commandent par leur déplacement parallèle à l'axe, la variation du rayon de la manivelle sont solidaires du dis- (lue 29; quand elles approchent de leur fin de course vers la droite, ce qui correspond au rayon maximum de cette manivelle, le disque 29 dégage d'abord les cliquets du frein dor mant en soulevant les galets coniques 30; il vient ensuite s'appuyer contre le plateau 31, comprime les ressorts 23, subit, leur action, décolle le cône<B>19</B> du cène 24 fixe, libère le carter et l'entraîne dans la rotation.
Le dis que est plan, le carter mettra. un petit temps pour acquérir la @@ites@e des arbres: en re- @%anche. il ne demandera pour --ela qu'un très faible couple. Ce disque pourrait présenter une partie conique si on voulait une mise en vitesse plus rapide du carter. Dans la fig. 1, 1 < < prise directe est établie; dans la fig. 2, le changement de vitesse est au point mort.
Lorsqu'on agira pour réduire la vitesse, mouvement inverse des .tringles 18, la prise directe cessera par une opération inverse de celle qui vient d'être indiquée avec cette dif férence que l'arrêt du carter sera très rapide, car ce sera le frottement des cônes 19 et 24 qui le produira.. Les cliquets 25 du frein dor-. mant n'entreront en contacts avec lé rochet qu'après l'arrêt du carter; le frein dormant ne serait appelé à jouer qu'en cas de mau vaise, manmuvre consistant, par exemple, à aborder une pente très forte en prise direct et à supprimer cette prise directe en pleine descente.
La consolidation de l'arrêt du car ter est' nécessaire, car si le frottement des cônes 19 et 24 est suffisant pour produire rapidement.cet arrêt, il pourrait être insuffi sant pour maintenir l'immobilité lorsque le carter aurait à réagir contre un couple très important pouvant se produire à faible, vi tesse. On pourrait supprimer le dispositif de consolidation en remplaçant les cônes 19 et 24 par un frein plus puissant, mais il y aurait à craindre une action trop violente et trop ra pide pour produire l'immobilisation. Le car ter et son contenu sont parfaitement équi librés en vue de la force centrifuge.
L'influence gyroscopique n'est pas nui sible, car on ne peut circuler en prise directe que sur des courbes de très grand rayon où cette influence est négligeable, et lorsque cette prise directe est supprimée, le carter est immobile. .
Le mouvement des tringles 18 et du dis que 29 est obtenu de la façon suivante: Quand le conducteur agit sur. la pédale d'accélération, la couronne 68 vient porter contre la face plane du cône 66, décoller ce cône de 59 en subissant la pression des res sorts 67; elle permute ainsi avec le 59 et produit l'arrêt de la couronne 63 portant les satellites. Ceux-ci commandés par la roue 58 oui continue à tourner solidaire de l'arbre moteur entraîneront la roue 61 solidaire de l'écrou, mais avec une vitesse un peu moin dre par suite de la différence du nombre de dents des roues 58 et 61.
I1 en résultera une ïétère différence de vitesse de rotation entre la vis et l'écrou, la vis tournant à la vitesse de l'arbre, car elle en est solidaire par le cône 70 qui joue pour la vis le même rôle que le unie 59 pour l'écrou. Cela entraînera le dé- placement longitudinal des tringles 18 et par suite la. variation de vitesse.
La moteur étant supposé en marche et l'arbre 14 au point mort, c'est-à-dire le véhi cule étant immobile, ce mouvement des trin- @les 18 commande par la dent 52 une augmen- bt.ion du rayon de la. manivelle en partant de zéro. Le plateau 12 s'incline progressive- nient sur l'axe et les pompes entrent en ac tion ce qui produit le démarrage (le la ma clune.
Les tringles 19 continuent leur mouve- nient et la vitesse augmente tant .que le con- duvteur appuie sur la. pédale d'accélération et, jusqu'à: ce due la vitesse maximum, corres- pondant à la prise directe, soit atteinte.
La seule action sur la pédale d'accéléra tion produit donc successivement le d6mar- Mage., l'accélération et l & prise directe à la. grande vitesse. .
La pédale de réduction 77 agit en sens in verse: elle appuie la couronne 68' contre la. fi@ce plane du cône 66', le détache du cône 70 et vient faire pression sur la. couronne fixe 71' qui l'immobilise: les satellites 64' entrent alors en mouvement et entraînent la roue 61' et la roue 76, solidaires de la vis, mais avec une vitesse un peu moindre que celle de l'ar bre par suite de la différence du nombre des d ents des roues 58' et 61'.
La. différence de vitesse de rotation ainsi obtenue provoquera h@ mouvement de recul des tringles 18 et la diminution du rayon de la manivelle l5 jus qu'à zéro; le mouvement des tringles 18 con tinuant à se produire, le rayon de la mani velle deviendra négatif ce qui correspondra à la marche arrière. On voit donc que la seule ,:ctioa sur la pédale de réduction produit suc cessivement la diminution progressive de la vitesse jusqu'à zéro, un temps d'arrêt, puis la marche arrière, avec une accélération progres sive, jusqu'à la limite imposée par les dimen sions de la glissière l5.
Si l'on veut obtenir une accélération très rapide, on poussera à fond la pédale 69, la troisième face du cône 66 viendra porter con tre le cône 71 qui est fixe et l'immobilisation des axes, des satellites sera presque instan tanée. ' Lorsque l'écrou est arrivé à la fin de sa course et que la, prise directe est établie,. la feuillure conique 7 2 vient porter contre les galets 73 qui agissent sur les tringles 69 en sens inverse de la pédale, renvoient cette pé dale sous le pied de l'automobiliste et ra mènent le cône 66 en contact avec le cône 59, rétablissant ainsi la \solidarité des axes des satellites ave,2 l'arbre moteur.
Les ressorts 67 sont réglés pour que ce rétablissement soit presque instantané. L'abandon de la, pédale détruit, le contact entre la, feuillure 72 et les . galets 73.
If a été dit ci-dessus que la roue d'en grenage 61 est solidaire de l'écrou; elle l'est par l'intermédiaire d'un. encliquetage 74 tou jours en prise qui est prévu pour permettre de ramener le changement de vitesse au point mort en cas de calage accidentel du moteur. Si. on fait tourner la roue 75 qui porte la couronne de l'encliquetage dans le sens inverse de la, rotation du moteur, l'écrou est seul en traîné dans la rotation, sans les engrenages, on peut ainsi le ramener rapidement clans la position du point mort.
Si on a à pratiquer cette opération pen dant la marche avant, il peut agir sur la roue 76 qui commande la vis; si c'est pendant la marche arrière, il peut agir sur la roue<B>75.</B> Lc dispositif permettant d'agir sur les roues 75 et 76 n'est pas figuré, il dépend de la disposition du châssis. Ce peut être un arbre commandé à la main et portant un pignon baladeur qui lorsqu'on l'engrène avec l'une des roues fait tomber sur l'autre un cliquet qui la maintient immobile. Les tringles 7 7 sont; actionnées par la pédale de réduction et jouent le même rôle par rapport à la vis que les tringles 69 par rapport à l'écrou.