FR2975155A1

FR2975155A1 - Transmission automatique hydraulique

Info

Publication number: FR2975155A1
Application number: FR1101439A
Authority: FR
Inventors: Maurice Robert Vincelot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-11-16
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: FR2975155B1

Abstract

Transmission automatique hydraulique constituée d'une pompe hydraulique dont le corps cylindrique (2) enfermé dans un carter devient lui-même l'élément de transmission du mouvement lorsqu'on diminue le débit du fluide hydraulique. Le rapport de transmission entre l'arbre d'entrée et le corps de pompe peut varier de 0 à 100 % de manière continue. Quand la circulation du fluide est entièrement bloquée par la fermeture de la vanne (6), l'arbre d'entrée (3) et l'arbre de sortie(4) sont solidaires. Le contrôle permanent de la vitesse de rotation choisie commande les positions d'ouverture de la vanne (6) et donc les rapports de transmission. Pour les véhicules motorisés, l'assistance au ralentissement procurée par le frein moteur est obtenue par la mise en service progressive d'un ensemble de pignons satellites (14). Les régimes d'utilisation choisis par le conducteur sont modifiables instantanément selon les désirs de celui-ci.

Description

-1- La présente invention concerne un système de transmission automatique entre un organe moteur et un organe récepteur avec des démultiplications variables permettant de contrôler constamment les vitesses de rotation de l'un ou de l'autre de ces organes. Ce système s'adresse en premier lieu aux véhicules motorisés, et permet de maintenir le moteur à un régime déterminé (meilleur rendement - couple maximum - puissance maximum), choisi par l'utilisateur et modifiable instantanément par lui en fonction des circonstances pour optimiser la consommation de carburant, le régime constant entraînant le dosage de carburant le plus favorable. Cette invention peut également trouver une application dans des machines où il est nécessaire de vérifier et maintenir à une vitesse déterminée les vitesses de rotation de l'élément moteur ou de l'élément entraîné ; le maintien d'un moteur électrique à son régime de rendement maximum serait ainsi facilité. Les transmissions automatiques actuelles font appel à différents systèmes selon les véhicules et machines, et selon les couples et puissances à transmettre : - Les variateurs à courroies caoutchoutées ou métalliques et poulies à diamètre variable 15 sont limitées en couple et puissance, les frottements absorbant d'ailleurs une part importante de celle-ci. Les transmissions par boîtes automatiques comportant des étages dont la mise en fonction s'effectue selon des programmes pré-établis. Ces étages sont fixes et ne peuvent être modifiés. 20 - Les transmissions hydrauliques demandent des installations lourdes comprenant plusieurs éléments : moteur électrique ou thermique entraînant la pompe - pompe - élément moteur récepteur - conduits et flexibles de liaison. Le dispositif selon l'invention permet un changement instantané et une adaptation permanente du rapport de transmission en fonction des efforts et résistances rencontrés et du 25 résultat souhaité. La variation des rapports de transmission entre l'élément moteur et l'élément récepteur est continue et progressive de 0 à 100% (prise directe) avec le contrôle permanent de la vitesse de rotation de l'un ou l'autre (ou des deux) élément(s). Lorsque l'on fait tourner l'arbre d'une pompe hydraulique, quel qu'en soit le type, on aspire une quantité d'huile par l'admission et on rejette une quantité égale par le refoulement, 30 la résistance au refoulement provoque la mise en pression du fluide. En un tour de rotation, la pompe aspire et refoule un volume « V ». Si l'on modifie l'orifice de refoulement de manière à ne permettre l'évacuation que de la moitié du volume « V » dans le même temps et si l'on cherche à maintenir, toujours dans le même temps, la rotation complète d'un tour de l'arbre, c'est le corps de pompe qui se trouvera entraîné et qui -2- effectuera une rotation d'un demi-tour de manière à ce que l'arbre de la pompe n'ait effectué qu'un demi-tour dans le corps de pompe. Si le corps de pompe, réalisé de manière cylindrique, enfermé dans un carter est relié mécaniquement à l'élément récepteur, il entraîne celui-ci.

Si l'on maintient la vitesse de l'arbre de la pompe à une valeur fixe, la vitesse de l'élément récepteur variera en fonction de la quantité d'huile dont on permettra l'évacuation par la modification de section de l'orifice de refoulement ; la fermeture totale de cet orifice ne permet plus la rotation de l'arbre de pompe dans le corps de pompe, les deux sont devenus solidaires (prise directe).

Si la résistance rencontrée par l'élément récepteur provoque une diminution de la vitesse de rotation de l'ensemble, l'ouverture de l'orifice de refoulement permettra à l'élément moteur de retrouver son régime initial en autorisant la rotation à l'intérieur de la pompe. Le croquis de la planche 1/7 montre les différentes parties d'un exemple de réalisation. 1 : Carter fixe à 2 compartiments. 2 : Corps de pompe cylindrique avec arbre de commande central (vue de face planche 2/7). 3 : Arbre central d'entraînement de la pompe relié à l'élément moteur. (Ici, la pompe est à engrenages, mais tout autre système - pistons - épicycloïdal - peut être mis en place en fonction du couple à transmettre). 4 : Arbre de sortie relié à l'élément récepteur. 5 : Cloison séparant les 2 parties du carter avec zone de passage étanche de l'arbre (4) permettant de dériver une partie du fluide sous pression. 6 : Vanne de fermeture par bague mobile coulissant sur l'arbre (4) et permettant de faire varier progressivement la section des orifices de refoulement de l'huile. Le déplacement de la bague est assuré par une fourchette articulée sur un axe dont la commande, extérieure au carter, se fait par vérin hydraulique ou par vis et moteur-frein électrique. 7 : Antidévireur à galets entre l'arbre de pompe (3) et le corps de pompe (2) évitant une rotation inverse du corps de pompe sur l'arbre. 8 : Accumulateur à azote recevant une partie du fluide sous pression par l'intermédiaire d'un 30 clapet anti-retour. 9 : Vérin hydraulique double effet, (alimenté par distributeur centre fermé), (ou système à vis par moteur électrique), de commande de mouvement de la bague de la vanne (6). 10 : Vérin hydraulique de commande de verrouillage et déverrouillage du système de pignons permettant d'obtenir l'effet « frein moteur » dans le cas d'un véhicule. (mouvement -3- - de l'arbre (16) planche 3/7 ). Ce mouvement 2 positions peut être commandé par 2 électro-aimants à la place du vérin hydraulique. 11 : Sortie de fluide alimentée par l'accumulateur et permettant d'asservir d'autres organes: circuit général de freinage, système ABS ou frein électrique (courants de Foucault). 5 12 : Clapet de sécurité de surpression. Le croquis de la planche 3/7 montre les différents éléments du dispositif permettant d'obtenir l'assistance du « frein moteur » pour une décélération sur un véhicule motorisé. Cet ensemble se situe entre le moteur et la transmission automatique précédemment décrite. 13 : Arbre d'entraînement solidaire de l'élément moteur. 10 14 : Plateau rotatif portant les pignons satellites et solidaire du disque (18). 15 : Couronne à denture intérieure entourant les pignons satellites. 16 : Arbre cannelé mobile longitudinalement, toujours solidaire de la couronne (15) et de l'arbre de sortie (17) solidaire de l'arbre d'entraînement (13) en fonction entraînement et désolidarisé de celui-ci en fonction frein moteur progressif 15 17 : Arbre de sortie relié à l'arbre (3) (planche 1/7). 18 : Disque de freinage du plateau (14). Les figures de la planche 5/7 montrent un système de contrôle du régime de l'élément moteur : 20 : Disque portant les cellules photoélectriques de régimes mini et maxi, disque mobile, 20 position sélectionnée par l'opérateur ou changement rapide par action sur la pédale d'accélérateur (planche 6/7). 21 : Cellule photoélectrique de régime mini commandant l'ouverture de la vanne (6). 22 : Cellule photoélectrique de régime maxi commandant la fermeture de la vanne (6). 23 : Disque échancré directement lié au compte-tours et démasquant les cellules 25 photoélectriques mini ou maxi en fonction du régime moteur. (Cette solution 20 - 21- 22 - 23 pouvant être remplacée par un système électronique de contrôle de régimes de rotation). Les figures de la planche 6/7 montrent un système de changement rapide de plage d'utilisation de l'élément moteur : 30 30 : Pédale d'accélérateur. 31 : Câble d'accélérateur. 32 : Pédale inférieure de changement de régime d'utilisation de l'élément moteur. 33 : Câble agissant sur le disque (20) (planche 5/7) et augmentant le régime d'utilisation de l'élément moteur.

Circuit du fluide hydraulique : L'huile contenue dans un réservoir remplit (par gravité ou par pompe) le premier compartiment du carter (1) côté admission corps de pompe ; elle est aspirée quand l'arbre (3) tourne dans le corps de pompe (2) et refoulée par l'intérieur de l'arbre (4) dans le deuxième compartiment du carter (1). Elle retourne ensuite dans le réservoir en passant par un filtre et un refroidisseur. Dans la cloison séparant les deux parties du carter, une dérivation permet d'envoyer l'huile sous pression dans un accumulateur par l'intermédiaire d'un clapet anti -retour. L'accumulateur alimente les distributeurs à centre fermé actionnant le vérin (9) d'ouverture et fermeture de la vanne (6), et le vérin (10) commandant le mouvement de l'arbre cannelé (16) mettant en service le dispositif d'utilisation du frein moteur. L'accumulateur peut également alimenter le système de freinage du disque (18) et éventuellement d'autres accessoires. Un clapet de surpression (12) assure la sécurité de ces circuits. Les refoulements des vérins et autres éléments sont collectés et ramenés dans le circuit de retour vers le réservoir. La zone de fluide sous pression est très restreinte, elle comprend le refoulement du corps de pompe et son prolongement dans l'arbre (4) jusqu'à la vanne (6). Quand la prise directe est obtenue (vanne (6) complètement fermée) il n'y a plus de circulation d'huile. Mode de réalisation pour un véhicule automobile: Disposition des différentes parties : l'arbre 13 (planche 3/7) est relié à l'embrayage classique. l'arbre 17 (planche 3/7) relié à l'arbre 3 (planche 1/7). l'arbre 4 (planche 1/7) est relié aux roues motrices. Le moteur a les caractéristiques suivantes : couple maximum à 3500 t/min. puissance maximum à 5000 t/min. Fonctionnement : Le conducteur opte pour un régime de 2000 t/min, plage d'utilisation +/- 50 t/min, (1950 t/min à 2050 t/min). Après avoir embrayé, le système entraîne l'arbre (3) qui provoque la circulation de l'huile; dès que le régime moteur atteint 2050 t/min la cellule 22 démasquée demande l'action du vérin (9) qui va pousser la bague de la vanne (6) et fermer un peu l'orifice de refoulement, provoquant ainsi l'accroissement de rotation du corps de pompe (2) de l'arbre (4) (qui en est solidaire), et l'augmentation de vitesse du véhicule. Ces

Claims

REVENDICATIONS1) Dispositif de transmission automatique progressive utilisant un fluide hydraulique, caractérisé par le fait que le corps de pompe (2), quel qu'en soit le type, est lui-même un élément rotatif et devient l'élément de transmission par blocage interne et progressif de la circulation du fluide.
2 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la diminution du débit du fluide hydraulique augmente la vitesse de rotation de l'organe récepteur (sur véhicule ou sur machine).
3 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la zone de pression du fluide hydraulique est limitée à la zone de refoulement interne du corps de pompe et qu'une dérivation de fluide hydraulique sous pression alimente un accumulateur qui permet l'asservissement de la commande de mise en service ou d'annulation de mouvements extérieurs.
4 ) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le contrôle permanent de la vitesse de rotation de l'élément moteur ou de l'élément récepteur permet de commander la variation du débit du fluide hydraulique afin d'obtenir le résultat souhaité.
5 ) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que la commande de variation de débit de fluide hydraulique peut-être assurée par un vérin hydraulique ou par un moteur frein électrique.
6 ) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que, dans le cas d'utilisation sur un véhicule automobile, un antidévireur à galets ainsi qu'un train de pignons se mettant automatiquement et progressivement en service à un certain stade de la décélération, permettent d'obtenir l'aide au ralentissement procurée par le frein moteur.
7 ) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la mise en service progressive du train de pignons assurant l'aide du frein moteur est assurée par le ralentissement puis l'arrêt de l'élément portant les pignons satellites réducteurs, élément solidaire d'un frein à disque, pression de freinage prise sur l'accumulateur, liaison possible avec le circuit général de freinage et système ABS, ou par un frein électrique (courants de Foucault).
8 ) Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas d'utilisation sur un véhicule automobile, le programme de conduite choisi par l'utilisateur peut-être modifié instantanément par celui-ci (contrôle régime moteur par cellules photoélectriques ou système électronique).