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Perfectionnements aux mécanismes de transmission de force mo- trice pour véhicules.
L'invention est relative aux mécanismes de transmission de force motrice et en particulier à ceux qui sont utilisés là où des moteurs à combustion interne sont employés pour en- trainer des machines qui sont fréquemment mises en marche et arrêtées comme dans le cas de roues de véhicules, locomotives, tracteurs, voitures-réservoir, grues, navires, treuils et les machines analogues nécessitant un couple de démarrage relati- vement élevé.
L'emploi d'accouplements hydrauliques, par exemple du ty-
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pe Föttinger, dans lequel la force est transmise en majeure partie au moyen de l'énergie cinétique d'un liquide contenu dans l'accouplement est bien connu pour l'entraînement de ma- chines de types variés- De tels accouplements ont été appli- qués 1 la propulsion de bateaux et de locomotives entrainés par l'intermédiaire d'engrenages par des moteurs à combus- tion interne, et leur emploi a été également proposé pour l'entraînement des roues de véhicules.
Dans tous ces cas, l'accouplement hydraulique a été disposé comme un moyen d'em- brayer ou de débrayer quand cela est nécessaire, l'organe mo- teur et l'arbre de la machine entraînée, ceci étant obtenu en remplissant l'accouplement avec le liquide dans la mesure voulue, ou en vidant l'accouplement suivant les cas. Dans les cas où un moteur Diesel est utilisé pour l'entraînement d'une machine par l'intermédiaire d'engrenages, l'embrayage hydraulique produit le résultat bien connu d'amortir les vi- brations de torsion qui sont produites communément dans une telle transmission à engren ages.
Lorsqu'un accouplement hydraulique est employé comme embrayage, comme cela a déjà été proposé, en connexion avec les moteurs de véhicules ayant une boite de vitesse, il se produit une difficulté qui résulte du fait que le changement de vitesse nécessite un débrayage et un embrayage rapide (habituellement obtenu au moyen d'un embrayage à friction com- mandé au pied ) et que les opérations correspondantes de rem- plissage et de vidage de l'embrayage hydraulique ne peuvent être exécutées avec une rapidité suffisante et avec la certitt de d'une commande suffisamment rapide particulièrement lors- que l'opération connue sous le nom de "double débrayage" est nécessaire.
De plus, la nécessité d'employer des réservoirs magasins, des valves d'admission et de sortie, des tuyaux et des pompes de remplissage, le tout de grande capacité, avec une quantité de liquide suffisant pour une opération rapide
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et répétée rend l'équipement lourd, encombrant, et générale- ment peu convenable pour le montage sur un véhicule à moteur.
Suivant la présente invention, ondispose un mécanisme de transmission de force comprenant un organe d'accouplement hydraulique, et un embrayage entre l'organe moteur (en géné- ral un moteur a combustion interne), et l'organe entraîné,
L'accouplement hydraulique est du type dans lequel la force es' est transmise d'un élément à l'autre, principalement au moyen de l'énergie cinétique du liquide contenu (en général unac- couplement Föttinger). Les parties auxiliaires, telles que les réservoirs, la pompe, les valves, etc... utilisées à présent pour permettre de remplir et de vider l'accouplement, et for- mant des dispositifs d'embrayage et de débrayage du moteur et de l'arbre entraîné sont supprimés.
Le liquide dans l'accou- plemént peut remplir complètement ou non la boite, mais les vitesses tangentielles caractéristiques de l'accouplement sont seules employées pour répondre aux nécessités de l'entraine- ment. L'accouplement hydraulique arrangé de cette manière est situé entre le moteur et la partie entrainée de préférence par exemple sur l'arbre a grande vitesse situé entre le moteur et l'embrayage, ou entre l'embrayage et la boite de vitesse, ou si on le désire entre la boite de vitesse et l'arbre arriè- re, ou un autre arbre entrainé. L'embrayage est de préférence du type à friction et est commandé de la manière habituelle pour l'objet habituel.
Dans le cas d'un accouplement hydraulique, complètement rempli de liquide, on sait que la capacité de transmission d'é nergie pour un pourcentage donné de glissement hydraulique, varie approximativement comme le cube de la vitesse de rota- tion, le couple de transmission étant constamment 100 % quel que soit le degré de glissement et le rendement dans la trans- mission d'énergie étant au contraire par suite inverse du glis sement.
Un caractère de tout accouplement hydraulique tel que
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celui employé dans la présente invention réside dans ce que lorsqu'il transmet un couple donné, le glissement est très éle- vé à de petites vitesses mais tombe rapidement lorsque la vites- se est accrue, de sorte qu' aux vitesses élevées, il devient négligeable et l'efficacité est accrue d'une manière correspon- dante. D'autre part, un caractère bien connu des moteurs à com- bustion interne, consiste dans le fait que le couple produit est constant entre des limites de vitesse très éloignées, mais qu'il tombe rapidement lorsque la vitesse du moteur tombe au- dessous d'une certaine limite ;le moteur est alors facilement calé par la charge.
Ibnc, lorsque le mécanisme de transmission suivant la présente invention, est employé en conjonction avec un motuer à combustion interne,'le glissement lorsqu'il trans- met le couple normal maximum dont le moteur est capable, peut être de l'ordre de 50 à 100 'la à une très faible vitesse du moteur, tandis que lorsque la vitesse est doublée ou triplée , ce qui arrive lorsqu'on accélère la marche de la voiture, le glissement décroîtra'très rapidement jusque 5 ou 10 % et après que la vitesse aura été de nouveau doublée ou 'triplée, le glissement décroîtra jusqu'à une quantité négligeable, de l'or- dre de 1 % au moins- Avec des couples réduits, le glissement est proportionnellement moindre,
et l' efficacité est plus grande-
Il résulte de ce qui précède qu'avec le mécanisme de trans- mission suivant la présente invention, la variation de la vites- se de glissement caractéristique de l'accouplement, peut être employée avec le maximum d'avantage d'où il résulte un perfec- tionnement dans la marche du véhicule, malgré que l'embrayage de friction ne soit pas entièrement satisfaisant ou'que son en- gagement se produise avec frottement, parce que le mouvement est flexible jusqu'à un degré élevé, pendant le démarrage, les faibles vitesses, l'accélération et le changement de vitesse, tandis qu'il devient pratiquement 'positif et de grande efficaci- té pendant la marche normale aux vitesses moyennes et élevées.
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L'invention est représentée schématiquement dans les des- sins joints, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en plan du mécanisme de transmis- sion appliqué en conjonction avec un embrayage à friction aux roues motrices d'un véhicule à moteur.
La figure 2 est une coupe en élévation de l'accouplement et de l'embrayage.
Les figures 5 et 4 sont des vues en plan de dispositifs différents de ceux représentés dans la fig. 1.
La figure 5 est une coupe verticale d'une autre construc- tion de l'accouplement et de 1'embrayage hydraulique*
La figure 6 est une coupe verticale d'une variante de l'ac- couplement hydraulique, et de l'embrayage, dans laquelle on a représenté un embrayage auxiliaire à mâchoire.
La figure 7 est une vue en plan de la transmission appli- quée de telle manière que le différentiel habituel de l'arbre arrière ne soit pas nécessaire.
Dans la figure 1, a indique un moteur à combustion inter- ne, b un accouplement hydraulique du type föttinger, c un em- brayage à friction d'un type connu, d une boite de vitesse d'un type connu, et e l'essieu moteur d'un véhicule à moteur.
Dans la figure 2, 1 est l'arbre du moteur sur lequel est claveté le rotor 2 de l'accouplement hydraulique La roue mo- bile 3 de l'accouplement hydraulique est fixée au carter 4, un presse-étoupe 5 étant disposé entre le carter 4 et l'arbre.
Entre le bossage central 6 du rotor 2 et le rebord 7 du car- ter 4, est disposé un anneau de butée 8, qui peut être un an- neau plein comme indiqué ou une butée à billes. Le rôle de cet anneau est de supporter la poussée hydraulique, qui tend à séparer les organes d'accouplement suivant l'axe, lorsque l'ac couplement (ou une partie de l'accouplement) est entraîné et de supporter l'usure qui résulte d'un mouvement relatif, tel que celui qui se produit entre les'parties 2 et 4. Un écrou
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9 sert à maintenir le rotor en position sur l'arbre 1. Entre la roue mobile 5 et le rotor 2, un tourillon 10 sur le rotor
2 s' adap te étroitement à l'intérieur d'une en taille 11 dans le bossage de la roue mobile 3.
A la droite de l'accouplement est représentée la partie mobile 12 d'un embrayage, disposée pour venir en prise d'une manière connue avec l'organe 13 de l'embrayage, lequel, dans le système représenté, fait corps avec la roue mobile 3, la sortie d'embrayage 12 entraînant l'arbre 14 qui conduit à la boite de vitesse, au moyen de tenon ou de clavettes.
Un canal 15 qui traverse le centre de l'arbre 1 réunit l'intérieur de l'accouplement hydraulique avec le dispositif de graissage sous pression du moteur, de sorte que l'entrée d'air est empêchée, et que toute perte d'huile (qui ést flui- de employé dans l'accouplement dans cet exemple) est évitée.
Un tampon 16 est représenté pour être 'employé si,on le dési- re pour le remplissage initial de l'accouplement.
Dans la figure 3' l'accouplement hydraulique b est re- présenté séparé de l'embrayage c, lequel dans ce cas, est placé entre l'accouplement hydraulique b et le moteur at
Dans la figure 4 l'accouplement b est représenté de nou veau séparé de l'embrayage c, mais dans ce cas il est placé entre la boite dé vitesse d, et l'arbre arrière.
La figure 5 représente la forme préférés d'un accouple- ment hydraulique combiné avec un embrayage. La boite 4 est boulonnée sur une bride @@ la de l'arbre de la machine 1 et est également fixée au carter 2 de l' accouplement. La roue mobile 5 est enfermée dans le carter et est'boulonnée par des boulons 3b qui traversent son bossage Sa, sur un disque
13a portant la partie fixe 13 de l'embrayage, avec laquelle coopère la partie mobile 12 de la manière habituelle. Les éléments d'embrayage 12 et 13 sont représentés seulement schématiquement, et le) dispositifs de commande de ltem-
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brayage ne sont pas figurés puisqu'ils ne font pas partie de l'invention.
Entre le rotor 2 et le disque d'embrayage 13a, est disposé un joint 30, Entre le disque 13a et la roue mobi- le 3, est disposé un organe d'espacement 13c, Des anneaux de butée 8 entourent l'arbre 1 du moteur, et reposent entre le bord intérieur du carter 4, et l'arbre 1, et entre le bossage de la roue mobile 3, et la bride la. Le canal 15 réunit l'in- térieur de l'accouplement hydraulique, avec le dispositif de graissage du moteur , l'huile provenant de ce dernier passant par l'extrémité ouverte de l'arbre 1 et retournant par l'in- tervalle ménagé entre l'arbre et le bossage 13d du disque 13a, lequel est fermé à l'extrémité par la tête 13e.
La figure 6 rèprésente une variante de l'accouplement hydraulique, le rotor 2 est claveté sur l'arbre 1 du moteur comme dans la figure 2, mais il est attaché à sa périphérie d'une manière fixe à la partie'4 du carter qui, dans ce mode dé construction comme dans la figure 5 entoure la partie mobi- le 3. La roue mobile 3 est fixée d'une manière rigide sur un bras 17 passant à travers le bossage du carter 4 avec un pres- se-étoupe 5 et un anneau de butée 8.
L'autre extrémité du bras
17 porte l'organe fixe 13 de l' embrayage, avec lequel peut ve- nir en prise l'organe 12 d'une manière connue. sur l' arbre
17, entre l'embrayage et l'accouplement hydraulique, est dis- posé un embrayage à machoires, qui consiste dans une partie glissante 18, ayant des machoires disposées pour venir en pri- se avec des butées portées par le bossage du carter 4, la par- tie 18 étant montée de manière h pouvoir glisser dans la di- rection de l'axe sur l'arbre 17, au moyen de clavettes 19.
Cet embrayage à mâchoires est disposé, clans le cas où on le désire, de manière à pouvoir verrouiller l'arbre 17 et la roue mobile 3, au carter 4, au rotor 2 et a l'arbre du moteur 1, comme par exemple dans le cas d'une perte d'huile accidentel- le de l'accouplement.
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La construction représentée dans les figures 5 et 6 peut être préférable à la construction représentée dans la figure
2, dans le cas où l'on désire un effet de volant maximum, puisque l'effet de volant des organes 2 et 4, qui sont reliés d'une manière rigide à l'arbre 1 est plus grand que celui de l'organe 2 dans la figure 2 . de même si on le désire on peut former des dents dans la périphérie des parties 2 et 4, avec lesquelles peut engrener le pignon ou un autre organe d'en- trainement d'un moteur de démarrage qui sera alors réuni in- directement, au moyen de l'accouplement hydraulique, comme dans la figure 2.
Dans la figure 7 on a représenté une application de l'in- vention qui permet de supprimer le différentiel habituel pour les axes moteurs du véhicule.L'arbre de propulsion 20 est muni ici d'un engrenage conique 21, qui vient én prise avec l'un des côtés de l'organe à double rotor 22,25 d'un accou- plement hydraulique double.
Les parties 22 et 23 sont fixées l'une à l'autre et chacune entraine sa propre roue mobile 25 fixée sur l'axe mobile 26,27. Toute petite différence dans la vitesse de rotation des deux axes, par exemple lorsque le vé- hicule fait un virage, est obtenue par les différents degrés de glissement dans les deux côtés de 111-accouplement hydrau- lique double. 11 peut être préférable d'employer un engrenage réduction supplémentaire, entre les axes 26,27 et les roues correspondantes, en vue de maintenir la vitesse des arbres 26 et 27, aussi élevée que possible, de manière à éviter l'in, convénient de faire trop grand le diamètre des organes 22 et 23, comme cela serait le cas si leur vitesse était trop basse;
de même l'engrenage conique 21 peut si on le désire augmenter ou réduire'le rapport de vitesse, mais comme il est représen- té dans la figure 7 pour servir seulement à reprûsenter sché- matiquement cette application à l'invention.
Dans une variante, deux unités indépendantes complètes
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d'accouplements hydrauliques peuvent être commandées par un engrenage entrainé par le moteur, par l'intermédiaire d'un embrayage et d'une boite de vitesse (l'engrenage moteur étant de préférence construit de manière augmenter la vitesse, de sorte que l'on peut maintenir petit le diamètre de l'ac- couplement, et chaque accouplement hydraulique peut comman- der une roue arrière axialement, au moyen d'un simple organe réducteur de vitesse . angle droit, ce qui permet de suppri- mer l'emploi d'un différentiel.
La suppression du différentiel assure ainsi de cette ma- niére la suppression du glissement de la roue, et les pertes d'énergie qui se produisent avec le différentiel lorsqu'une roue est par exemple dans la boue'eu le sable lourd, et l'au- tre sur une surface glissante et qu'elle est relativement'li- bre de tourner lorsque la force du moteur est appliquée,
Le mode d'emploi proposé d'un accouplement hydraulique décrit ci-dessus élimine l'emploi de grands réservoirs et des parties auxiliaires, nécessitées jusqu'.
présent par les ac- couplements employés pour embrayer et débrayer, et permet . l'accouplement hydraulique avec son avantage d'amortir les vibrations de torsion qui sont considérées comme une des cau- ses principales de vibration, du corps du véhicule, de bruit de tambour et d'inconvénients semblables, d'être appliqués é- conomiquement et convenablement à l'intérieur de l'espace limité d'un moteur d'automobile. Il permet de plus d'utiliser avantageusement la variation de la vitesse de glissement caractéristique de l'accouplement, de manière à rendre d'une importance secondaire le fait que 1' embrayage est lisse ou rugueux.
La combinaison d'un accouplement hydraulique constat! ment rempli avec un embrayage, une boite de vitesse, comme proposé ici, rend possible l'emploi d'une transmission à plusieurs vitesses ayant la simplicité, la souplesse, et la grande efficacité du disppsitif connu d'embrayage et de boi-
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te de vitesse, tandis qu'il possède également la douceur de démarrage et de manoeuvre et la rotation sans vibrations ca- ractéristiques de la transmission électrique, telle que cel- le employée communément dans les véhicules à moteur, mais en évitant le coût élevé, le poids, la complication et le ren- dement relativement faible résultant d'une consommation élevée de combustible, de .la conduite électrique.
Toute manière convenable en vue de maintenir l'accouple- ment rempli de liquide et d'empêcher l'entrée d'air, peut ê- tre employée,par exemple, un petit réservoir de gravité mon- té à une hauteur convenable ou bien si l'huile de graissage est employée comme fluide de travail,une connexion depuis l'appareil de graissage sous pression du moteur peut être em- ployée domme le montrent les dessins. De la même manière l'accouplement peut être rempli avecle liquide èmployé dans le système réfrigérant du moteur, et peut être relié au ses- tème réfrigérant par des dispositifs convenables.
Revendications.
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