FR2724211A1 - Hydro=mechanical automatic transmission for motor vehicle - Google Patents

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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D31/00—Fluid couplings or clutches with pumping sets of the volumetric type, i.e. in the case of liquid passing a predetermined volume per revolution
    • F16D31/02—Fluid couplings or clutches with pumping sets of the volumetric type, i.e. in the case of liquid passing a predetermined volume per revolution using pumps with pistons or plungers working in cylinders

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Abstract

The mono-block variable coupling has a piston (2) fitted to slide in a cylinder (1) so that it defines in it, a work chamber with a variable volume (22) into which feeds fluid via two admission ports (11,12) and out of it via a fluid discharge opening (20). Control of the fluid flow is by throttling action which converts the sliding movement of the piston into a rotary movement. This is produced by a central sliding hub (6) with two adjustable plates (14,15). There are a further three pistons with their inlet and outlet ports each contained in the body of a rotor whose axis of rotation is perpendicular to the sliding of the pistons. The pistons cooperate with a guide path (4).

Description

COUPLEUR VARIATEUR HYDRO-MECANIQUE redans le domaine des "transmissions automatiques", l'appareil a pour objet de réunir les fonctions d'embrayage et de variateur dans une enceinte unique avec une capacité de charge importante dans m encombrement restreint en autorisant des vitesses de rotation relatives élevées. HYDRO-MECHANICAL DRIVE COUPLER In the field of "automatic transmissions", the purpose of the device is to combine the clutch and variator functions in a single enclosure with a large load capacity in a small footprint by allowing rotation speeds. high relative.

L'appareil se compose d'un rotor (1) alésé de quatre cylindres perpendiculairement à l'axe de rotation. Chaque cylindre reçoit un piston (2) équipé d'un galet de came (3) prenant appui à l'intérieur d'une piste périphérique à trois arcs à 120 (4). Cette cinématique, utilisée dans certains moteurs hydrauliques ou autres pompes, se caractérise ici en ce que c'est la piste de guidage des galets de pistons qui est montée en rotation coaxialement au rotor; Ainsi, cette disposition permet à l'appareil ci-après décrit de fournir toute la gamme de démultiplication, de la position débrayée jusqu'au rapport 1.The device consists of a rotor (1) bored with four cylinders perpendicular to the axis of rotation. Each cylinder receives a piston (2) equipped with a cam roller (3) resting inside a peripheral track with three arcs at 120 (4). This kinematics, used in certain hydraulic motors or other pumps, is characterized here in that it is the track for guiding the rollers of pistons which is mounted in rotation coaxially with the rotor; Thus, this arrangement allows the device described below to provide the whole range of reduction, from the disengaged position to the ratio 1.

Chaque piston (2) est indexé (5) au cylindre (1) de façon à maintenir les galets dans le plan de la piste. Le déplacement des pistons génère un effet de levier qui est fonction de l'obliquité entre le vecteur passant par l'axe du piston et celui du galet d'une part et le vecteur passant par le point de
contact galet/piste et le centre du galet d'autre part. L'obliquité est nulle au point mort bas et haut et
passe par un maximum vers le milieu de la course.Each piston (2) is indexed (5) to the cylinder (1) so as to keep the rollers in the plane of the track. The displacement of the pistons generates a lever effect which is a function of the obliquity between the vector passing through the axis of the piston and that of the roller on the one hand and the vector passing through the point of
contact roller / track and the center of the roller on the other hand. The obliquity is zero at bottom and top dead center and
goes through a maximum towards the middle of the race.

Le piston (2) et le cylindre (1) déterminent une chambre de travail (22) qui est en communication
avec un boisseau central (6) par l'intermédiaire de la canalisation (20) et qui est équipé d'un clapet
anti-retour (21).The piston (2) and the cylinder (1) determine a working chamber (22) which is in communication
with a central plug (6) via the pipe (20) and which is fitted with a valve
non-return (21).

Au centre du rotor, un alésage axial reçoit un boisseau à clapets (6) qui, par son déplacement axial,
assure la régulation hydraulique en occultant progressivement l'ajutage d'évacuation de fluide (7).In the center of the rotor, an axial bore receives a valve plug (6) which, by its axial displacement,
provides hydraulic regulation by gradually obscuring the fluid discharge nozzle (7).

Les chambres de travail et l'alésage central contiennent en permanence un fluide non compressible
qui peut être de l'huile hydraulique préalablement admis dans l'appareil.The working chambers and the central bore permanently contain a non-compressible fluid
which may be hydraulic oil previously admitted to the device.

Le rotor est solidaire de la source de puissance extérieure qui peut être un moteur thermique ou
électrique, et la piste est solidaire de la transmission par l'intermédiaire de deux prises de force
coaxiales débouchant sur un côté de l'appareil (8-9).The rotor is integral with the external power source which can be a heat engine or
electric, and the track is secured to the transmission via two PTOs
coaxial opening on one side of the device (8-9).

Le couple est transmis mécaniquement et régulé par circulation d'huile dans l'appareil ci décrit dont
le débit est fonction de la vitesse relative rotor/piste.The torque is transmitted mechanically and regulated by oil circulation in the device described below,
the flow rate is a function of the relative rotor / track speed.

Les alternances des pistons sont synchronisées par la géométrie de la piste de façon à transmettre un
couple régulier.The alternations of the pistons are synchronized by the geometry of the track so as to transmit a
regular couple.

Un petit piston (23) coulissant dans un alésage logé radialement au rotor reçoit la valve de décharge
(10) constituée d'une bille en compression par ressort sur un siège et qui assure l'étanchéité à l'arrêt,
I'anti-bélier et la régularité du débit. Ce piston compense les variations de pression en position
débrayée et permet la régulation du débit de fuite lorsqu'il est soumis à la force centrifuge générée
par la rotation du rotor (1) en venant occulter un ajutage de décharge (24).A small piston (23) sliding in a bore housed radially to the rotor receives the relief valve
(10) consisting of a ball in spring compression on a seat and which ensures the seal when stopped,
The anti-ram and the regularity of the flow. This piston compensates for pressure variations in position
disengaged and allows regulation of the leak rate when subjected to the centrifugal force generated
by the rotation of the rotor (1) by concealing a discharge nozzle (24).

Le fonctionnement est soumis à trois paramétres qui inter-agissent:
- régime rotor (solidaire du moteur).Operation is subject to three interacting parameters:
- rotor speed (integral with the engine).

- régime rotor/piste (dont dépend la démultiplication). - rotor / track speed (on which the gear reduction depends).

- régime piste (solidaire de la transmission).  - track speed (integral with the transmission).

Au ralenti, position débrayée, seul le rotor est en rotation ; Les valves primaires (11) autorisent le passage du fluide d'un cylindre à l'autre à pression constante ; Cet effet de bascule évite l'entraînement de la piste (transmission).At idle, disengaged position, only the rotor is rotating; The primary valves (11) allow the passage of fluid from one cylinder to another at constant pressure; This rocking effect prevents the training of the track (transmission).

Dés le début d'accélération, les alternances de pistons augmentent et par conséquence le débit du fluide également. La pression va augmenter au sein du boisseau (6) et également dans le volume (16) ce qui va avoir pour effet de déplacer le boisseau et d'occulter les valves primaires.From the start of acceleration, the piston alternations increase and consequently the fluid flow also. The pressure will increase within the plug (6) and also in the volume (16) which will have the effect of moving the plug and obscuring the primary valves.

L'effet de bascule est supprimé. Dés lors, seule la valves secondaire (12) autorise le passage du fluide en provenance du réservoir que constitue le carter (13).The toggle effect is removed. Therefore, only the secondary valve (12) allows the passage of fluid from the reservoir that constitutes the housing (13).

L'augmentation de pression qui s'en suit freine les pistons (2) au cours des alternances d'expulsion du fluide. La piste (4) est entraînée en rotation, les galets (3) de pistons prenant appui sur la pente négative de celle-ci.The ensuing increase in pressure brakes the pistons (2) during alternating expulsions of the fluid. The track (4) is rotated, the rollers (3) of pistons bearing on the negative slope thereof.

La vitesse relative rotor/piste est alors fonction du couple résistant et du débit de fuite.The relative rotor / track speed is then a function of the resistive torque and the leak rate.

Ce débit de fuite est contrôlé par le déplacement du boisseau à clapets (6) et/ou du piston-valve de décharge (10) selon le systéme de régulation utilisé : mécanique, électrique, électromécanique ou tout autre moyen.This leakage rate is controlled by the movement of the valve plug (6) and / or of the discharge piston-valve (10) according to the regulation system used: mechanical, electrical, electromechanical or any other means.

L'alésage dans lequel se déplace le boisseau communique uniquement avec la valve de décharge(l0) par l'intermédiaire d'une saignée dans l'alésage (7) qui se trouve progressivement occultée par le boisseau.The bore in which the plug moves communicates only with the discharge valve (10) by means of a groove in the bore (7) which is progressively obscured by the plug.

Le boisseau (6) est équipé de deux cloisons (14-15) afin de délimiter un volume interne en communication partielle avec les deux espaces en amont et en aval de celui-ci.The plug (6) is equipped with two partitions (14-15) in order to delimit an internal volume in partial communication with the two spaces upstream and downstream thereof.

La pression du volume en amont (17) étant inférieure, puisqu'en communication avec la valve de décharge (10), le boisseau (6) va se déplacer et, dans un premier temps, occulter les valves primaires (11), puis continuant sa course, réduire l'ajutage de fuite (7) jusqu'à l'arrêt total du débit. L'appareil est alors sur le rapport I (vitesse rotor/piste nulle), un ressort (18) logé dans l'alésage en amont du boisseau assure le retour de celui-ci lors d'une décélération.The pressure of the upstream volume (17) being lower, since in communication with the discharge valve (10), the plug (6) will move and, at first, obscure the primary valves (11), then continuing its stroke, reduce the leakage nozzle (7) until the flow stops completely. The apparatus is then on the ratio I (rotor speed / zero track), a spring (18) housed in the bore upstream of the plug ensures the return of the latter during a deceleration.

La cloison (15) freine le débit du fluide et par conséquence freine également le déplacement du boisseau (6), ce qui permet de rester plus longtemps sur les vitesses de rotation intermédaires particulièrement dans le cas de fortes accélérations.The partition (15) slows down the flow of the fluid and consequently also slows down the movement of the plug (6), which makes it possible to stay longer on the intermediate speeds of rotation particularly in the case of strong accelerations.

Un axe (19) solidaire du boisseau et débouchant à l'extérieur de l'appareil, permet un contrôle permanent de la régulation et peut être asservi à différents paramètres (régime moteur, vitesse du véhicule, relief du terrain, etc...) An axis (19) integral with the plug and opening to the outside of the device, allows permanent control of the regulation and can be controlled by different parameters (engine speed, vehicle speed, terrain relief, etc.)

Claims (1)

REVENDICAONS I - Coupleur-variateur mono-bloc comprenant au moins un piston (2) monté coulissant dans un cylindre (1) pour définir dans celui ci une chambre de travail de volume variable (22) dans laquelle débouchent deux ouvertures d'admission de fluide (11-12) et une ouverture d'expulsion de fluide (20), des moyens de régulation pour freiner le mouvement du fluide, des moyens de conversion pour transformer le mouvement de coulissement du piston en mouvement de rotation, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois autres pistons montés coulissants chacun dans un cylindre et associés à leurs propres ouvertures d'admission et d'expulsion de fluide, en ce que les cylindres et les pistons appartiennent à un rotor (1) dont l'axe de rotation est perpendiculaire à la direction de coulissement des pistons, et en ce que les pistons coopèrent avec une piste de guidage (4) s'étendant selon une courbe fermée non circulaire comprenant au moins trois bossages symétriques par rapport à un centre situé sur l'axe du rotor pour constituer les moyens de conversions, les pistons effectuant des mouvements successivement l'un de l'autre par rapport à l'axe et le rotor effectuant au moins un tiers de tour pour chaque période du mouvement des pistons.I - Mono-block coupler-variator comprising at least one piston (2) slidingly mounted in a cylinder (1) in order to define therein a working chamber of variable volume (22) into which open two fluid intake openings ( 11-12) and a fluid expulsion opening (20), regulating means for slowing down the movement of the fluid, conversion means for transforming the sliding movement of the piston into a rotary movement, characterized in that it comprises at least three other pistons, each slidably mounted in a cylinder and associated with their own fluid intake and expulsion openings, in that the cylinders and the pistons belong to a rotor (1) whose axis of rotation is perpendicular to the sliding direction of the pistons, and in that the pistons cooperate with a guide track (4) extending along a closed non-circular curve comprising at least three symmetrical bosses with respect to a center be located on the axis of the rotor to constitute the conversion means, the pistons performing movements successively from each other with respect to the axis and the rotor performing at least a third of a turn for each period of movement of the pistons. II - Coupleur-variateur selon la revendication I caractérisé en ce que la piste de guidage (4) est en rotation coaxiale par rapport au rotor (1). II - Coupler-variator according to claim I characterized in that the guide track (4) is in coaxial rotation relative to the rotor (1). III - Coupleur-variateur selon la revendication I caractérise en ce que le rotor (1) peut etre solidaire de la transmission et la piste (4) solidaire du moteur. III - Coupler-variator according to claim I characterized in that the rotor (1) can be secured to the transmission and the track (4) secured to the engine. IV - Coupleur-variateur selon la revendication I caractérisé en ce que les moyens de régulation comprennent un boisseau (6) sous la forme d'un piston coulissant dans un alésage logé dans l'axe de rotation du rotor et qui détermine deux volumes (16-17) . IV - Coupler-variator according to claim I characterized in that the regulation means comprise a plug (6) in the form of a piston sliding in a bore housed in the axis of rotation of the rotor and which determines two volumes (16 -17). V - Coupleur-variateur selon la revendication IV caractérisé en ce que ledit boisseau (6) est muni de deux cloisons (14-15) qui déterminent un volume en communication partielle et variable avec l'alésage (17) qui est lui-même en communication avec le volume (16) et la valve de décharge (10).V - Coupler-variator according to claim IV characterized in that said plug (6) is provided with two partitions (14-15) which determine a volume in partial and variable communication with the bore (17) which is itself in communication with the volume (16) and the discharge valve (10). VI - Coupleur-variateur selon les revendications III, IV, caractérisé en ce que la valve de décharge (10) contrôle le débit de fuite en fonction du régime de rotation du rotor (1).VI - Coupler-variator according to claims III, IV, characterized in that the discharge valve (10) controls the leakage rate according to the rotation speed of the rotor (1). VII - Coupleur-variateur selon la revendication VII caractérisée en ce que la position du boisseau (6) dans son alésage est déterminée automatiquement par différences de pressions entre les différentes chambres en communications entre elles.VII - Coupler-variator according to claim VII characterized in that the position of the plug (6) in its bore is determined automatically by pressure differences between the different chambers in communication with each other. VIII - Coupleur-variateur selon la revendication VII, caractérisé en ce que la position du boisseau (6) est corrigée par des moyens extérieurs à l'appareil par l'intermédiaire d'une tige (19), solidaire du boisseau (6) et débouchant axialement à l'extérieur de l'appareil.VIII - Coupler-variator according to claim VII, characterized in that the position of the plug (6) is corrected by means external to the device by means of a rod (19), integral with the plug (6) and opening axially outside the device. IX - Coupleur-variateur selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les moyens de conversions comportent des pistons (2) portant chacun un galet (3) qui s'applique contre la piste (4) et qui peut tourner librement autour d'un axe parallèle à l'axe du rotor pour rouler à l'intérieur de celle ci. IX - Coupler-variator according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion means comprise pistons (2) each carrying a roller (3) which is applied against the track (4) and which can rotate freely around 'an axis parallel to the axis of the rotor to roll inside it. X - Coupleur-variateur selon la revendication I caractérisé en ce que le produit du nombre de cylindres avec le nombre d'arcs sur la piste est multiple de 12. X - Coupler-variator according to claim I characterized in that the product of the number of cylinders with the number of arcs on the track is multiple of 12.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191414300A (en) * 1913-06-16 1915-05-13 Arnold Henery Jessen Improvements in Hydraulic Variable Speed Power Transmitting Devices.
FR691793A (en) * 1929-04-13 1930-10-27 Deaeration device for containers intended to be filled with liquid
DE529508C (en) * 1929-05-18 1931-07-21 Erich Sandner Device to prevent wave breaks
DE843334C (en) * 1948-10-02 1952-07-07 Otto Mezger Fluid gear for constant speed conversion

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