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BREVET D'INVENTION "Mécanisme de transmission".
La présente invention concerne les mécanismes (Le trans- mission, c'est-à-dire les dispositifs destines à être inter- poséeentre un arbre d'entrée (arbre moteur) et un arbre de sortie (arbre entraîne) afin de transmettre de la force ou une commande du premier au second et elle a pour objet un mécanisme de ce genre comportant un accouplement à fluide utilisant l'énergie cinétique du fluide de travail pour trans- mettre de la force (c'est-à-dire du type F@ttinger) et un mécanisme de changement de vitesse variable à l'infini et auto- matiquement sous des conditions de foree et de charge varia- bles de l'arbre moteur et de l'arbre entraîné respectivement.
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Sous son aspect général, 1'.invention est matérialisée dans un mécanisme de transmission comprenant un accouplement à fluide dont l'élément primaire est commandé par l'arbre d'entrée (arbre moteur)et dont l'élément secondaire est com- mandé par un élément d'un engrenage épicyloïdal ou différen tiel. En combinaison, il est prévu. une roue à aubes interpo- sée entre les éléments primaire et secondaire de cet accouple- ment à fluide et commandée par un autra élément du même train épicycloïdal ou différentiel, tandis que l'arbre entraîné est relié au troisième élément restant du train épicycloïdal ou différentiel.
Ainsi , au lieu d'un simple accouplement hy- draulique transmettant le couple primaire directement L l'ar- bre entraîné, on fait intervenir ici un élément intermédiaire relié par/engrenage avec le secondaire de l'accouplement et avec l'arbre entraîné, puis la force du couple primaire est tout d'abord concentrée sur cet élément intermédiaire avec une commande initiale démultipliée résultante sur l'arbre en- traîné; ceci continue pendant que l'arbre entraîné augmente sa vitesse et éventuellement le rapport de la charge au couple primaire permet au secondaire de l'accouplement de participer au couple primaire et d'augmenter le nouveau la vitesse de l'arbre antraîné.
Pour les applications les plus pratiques, l'engrenage est un train épicycloïdal et, lorsque ce train est utilisé, l'élément secondaire de l'accouplement à fluide est, de préfé- rence, relié à commando à la couronne du train épicyoloïdal, la roue à aubes à son pignon planétaire et l'arbre entraîné au support des satellites. Ce qui précède définit ce que sont ordinairement et ce qu'on spécifiera ici comme constituant les trois éléments d'un train épicycloïdal, tandis que les éléments équivalents sont, dans un train différentiel, la cage tournan- te portant ses deux pignons et les deux autres pignons indépen-
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dants restants.
1'ar"roue à aubes"on entend ici toute construction con venable d'organe tournant à palettes, aubes, augets ou parties équivalentes qui peut être interposé entre les éléments primaire et secondaire de l'accouplement à fluide de façon à recevoir entre et à travers ses aubes ou pièces équivalentes les colonnes ou veines de fluide pompées par l'élément primai- re.
Un mode de réalisation de l'invention est décrit avec plus de détail en regard des dessins annexés, dans lesquels:
Les figures 1 à 3 sont des schémas qui seront expliqués plus loin.
La figure 4 est une coupe longitudinale du mécanisme.
La figure 5 est une vue de face d'une partie de la roue à aubes.
La figure 6 est une vue analogue d'une partie de l'élé- ment d'accouplement sec ondaire,
Les figures et 9 sont respectivement une vue de face$ une coupe verticale et un plan, dessinés à plus grande échel- le, d'une partie de la roue à aubes dans la région de sa périphérie.
Dans ces figures, Pet S désignent respectivement les éléments primaire et secondaire de l'accouplement à fluide W la roue à aubes interposée et G l'ensemble du train épicy- cloïdal. I et 0 désignent respectivement l'arbre d'entrée (moteur) et l'arbre de sortie (entraîné), Tour le resta , le carter est porté fixement par l'élément secondaire S, et F désigne un dispositif de roue libre ayant toute construction convenable.
La roue interposée W comporta des aubes 2 sur sa péri- phérie, et les colonnes ou veines de fluide pompées par l'élé- ment primaire P à l'aide des augets 3 passent entre ces aubes
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pour gagner les augets 4 de l'élément secondaire 'S, puis re- Tiennent parles conduits obliques ménagés entre les rayons 5 de la roue à aubes W. Ces rayons 5 peuvent être placés dans des plans véritablement radiaux contenant l'axe de l'ensemble du mécanisme ou bien ils peuvent être remplacée par des bras.
L'élément primaire P est établi en une seule pièce ou solidarisé autrement avec l'arbre moteur I ; l'élément secon- claire S est établi en une seule pièce avec la couronne 6 du train épicycloïdal G. La roue à aubes W est destinée à faire tourner la roue planétaire 7 du train épicycloïdal, dont les satellites 8 sont montés sur un support 9 destiné à commander l'arbre entraîné O.
Lorsque 1'élément primaire P est mis on rotation, le fluide sortant des augets 3 tend à faire tourner la roue à aubes interposée W, de même que l'élément secondaire S de l'ac- couplement . En supposant une charge sur l'arbre entraîné 0 (qui , comme on se le rappelle, est relié au porte- satellites 9) il est plus difficile de faire tourner l'élément secondaire de l'accouplement que la roue à aubes interposée, parce que le rapport entre cet élément secondaire et le porte-satellites 9 sur lequel la charge de l'arbre entraîné est appliquée est plus grand que celui existant entre la roue planétaire et le porte-satellites, de sorte que la charge effective exercée sur l'élément secondaire de l'accouplement est plus grande que celle exercée sur la roue à aubes.
Le couple d'entraînement primaire est en conséquence principalement dépensé sur l'élé ment intermédiaire, à savoir sur ladite roue à autres interpo- sée W.
Pour cette raison, la roua à aubes commence à tourner avec l'élément primaire (avec un patinage dépendant de la vitesse de cet élément primaire) et la roue planétaire 7 du train épicy-
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cloïdal commence à tourner en faisant également tourner le porte-satellites 9 et avec lui l'arbre entraîne 0 dans le même sens, mais à une vitesse réduite, en raison du fait que la couronne 6 est encore fixe par suite de la plus grande charge exercée sur elle. En pratique, toute la force du couple de transmission est concentrée pour faire tourner la roue à aubesW.
Mais la charge est maintenant réduite progressivement lorsque la vitesse de l'arbre entraîne 0 augmente, avec une réduction de charge correspondante sur la couronne 6 et sur l'élément secondaire S de l'accouplement à fluide auquel elle est reliée, de sorte que l'élément primaire P commence à faire tourner l'élément secondaire S et avec lui la couronna 6 du train épicycloïdal G. Lorsque la vitesse de oette couron- ne 6 augmente, avec nouvelle diminution de la charge, elle fait elle-même tourner le :porte-satellites 9 et avec lui l'arbre entraîné à vitesse croissante, jusu'à ce que fina- lement la vitesse de la couronne 6 atteigne celle de la roue planétaire 7 ( en éliminant le patinage de l'accouplement).
Lorsque cette phase est atteinte, toutes les pièces du train épicycloïdal tournant ensemble et la vitesse de l'arbre en traîné est la même que celle de l'arbre moteur, c'est-à-dire qu'une commande dans le rapport 1 : 1 est obtenue.
En définitive, la vitesse de l'arbre entraîné est auto- matiquement accrue de zéro à la vitesse de l'arbre moteur lorsque la charge du premier décroît, c'est-à-dire que la variation de charge s'accompagne d'un changement du rapport d'engrenage nécessaire automatiquement déterminé par la char- gel En conséquence, le couple peut être considère comme con- stant pour toutes les applications pratiquas, 'un mécanisme de transmission de force construit selon le principe général
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sus-énoncé est par conséquent un transformateur de couple ou un mécanisme de changement de vitesse automatique, varia-. ble à l'infini, comportant un embrayage fluide à action automatique.
L'efficacité du mécanisme décrit oi-dessus peut être considérablement accrue par le dispositif suivant:
Les aubes 2 de la roue à aubes W sont montées à rotation sur des arbres ou axes 10 et sont poussées par des ressorts en position axiale. Par exemple, les méplats 11 prévus sur les extrémités intérieures respectives des axes 10 peuvent être placés contre un anneau 12 chargé par un ressort (figure
8) qui tend à résister à la rotatiôn des axes. L'élément secon- daire S et la couronne 6 du train planétaire reliée à lui sont empêchés de tourner en arrière par un dispositif de roue libre interposé F ou son équivalent.
Avec cette disposition, les aubes 2 pivotent par rapport à. leur position axiale normale (dans toutesles figures sauf la figure 2) pour venir occuper une position inclinée en avant (figure 2) sous la force du fluide sortant axialement de l'élément primaire de l'accouplement à fluide, lorsque l'ar- bre moteur commence à tourner. Le fluide, guidé en arrière par les aubes inclinées 2, en faisant un angle par rapport au sens de rotation (comme indiqué par les flèches dans la figure 2) frappe contre les parois des augets 4 de ltélément secondaire
S, mais ne peut pas faire tourner celui-ci en arrière . cause de l'action de la roue libre F; il réagit par suite sur les aubes an aidant ainsi éentraîner la roue à aubes W en avant .
Le fait que la roue à aubes est reliée à la roue planétaire 7 du train épicycloïdel G aide beaucoup au démarrage de la char.. ge. On voit que la roue à aubes W agit maintenant comme le re- tor d'une turbine à réaction à impulsion dont l'élément sec on-
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daire S de l'accouplement constitua le stator. Ceci continue jusqu'à ce que l'action des colonnes ou veines de fluide sortant du primaire 1 sur la roue à aubes soit facilitée par ce fait que la vitesse de la roue à aubes approche .selle du primaire P, lorsque les aubes 2 commencent à se redresser progressivement. Dans cet état, les colonnes de fluide suivant la trajet sensiblement axial indiqué par les flèches dans la figure 3.
La position angulaire des aubes rotatives 2 dépend naturellement de la différence de vitesse entre l'élément in- termédiaire W et le primaire P, c-est-à-dire des conditions de force et de charge, et elle varie continuellement avec la variation de ces facteurs. A la commande 1 : 1 , la posi tion des aubes est axiale ou sensiblement axiale.
Les aubes mobiles 2 peuvent recevoir une forme carénée ou fuselée, suivant le principe des aubes de turbines connues, en y apportant les modifications voulues pour qu'elles con- viennent au mieux à leursconditions particulières de fonction- nement dans le présent mécanisme. Dans le mode de réalisation représenté, ces aubes comportent un bord d'attaque courbe incliné en arrière par rapport au sens de rotation de la roue W.
L'invention englobe aussi une construction selon laquelle plusieurs roues à aubes sont interposées entre les éléments primaire et secondaire de l'accouplement à fluide, les seconde, quatrième, etc. roues à aubes comportant des aubes ne tournant pas et fonctionnant comma stators pondant l'action de la tur- bine à réaction à impulsion. Ces roues à aubes formant stator peuvent ou non âtre accouplées les unes aux autres et peuvent être empêchées collectivement ou individuellement de tourner en arrière par un ou plusieurs dispositifs de roue libre.
Tout engrenage de marche arrière peut être incorporé dans le présent mécanisme de transmission de force et le point mort
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peut être prévu entre la commande en marche avant de la commande en marche arrière. Ces engrenages destinés à donner le point mort et la marche arrière sont bien connus dans la technique et, comme ils ne font pas partie de l'invention, il est inutile de les décrire ici en détail.
Les axes de pivotement respectifs @@@@ les aubes tournan- tes (c'est-à-dire les axes des arbres 10) sont, de préférence, placés an dehors du centre par rapport à la longueur des auoes en allant du bord d'attaque au bord de fuite, de telle manière que les aubes soient déséquilibrées en présentant uns plus grande longueur vers le bord d'attaque, (c'est-à-dire dans la direction de l'élément primaire de l'accouplement à fluide).
Le dispositif de roue libre F précédemment mentionné qui sert à empêcher la rotation en arrière du secondaire de l'ac- couplement peut être interposé entre le secondaire S ou toute pièce tournant solidairement avec lui d'une part et toute pièce fixe par rapport à lui, d'autre part, Par exemple, on remarque dans la figure 4 qu'un élément de la roue libre (par exemple la bague dentée 13) est porté par le carter C qui est fixe avec le secondaire S, tandis que l'autre élément de la roue libre (par exemple le ou les cliquets 14) est porté par une pièce extérieure, telle que la console 15. On peut en ou- tre incorporer un dispositif pour mettre cette roue libre hors d'action lorsqu'on le désire, parce que dans certains cas on :peut trouver utile de permettre la rotation en arrière du secondaire et de la oouronne.
Par exemple, le mouvement de re- cul de la couronne permet de faire démarrer la charge très s len-. tement et de développer le couple @@ complet du moteur avant qu'une commande soit transmise au train planétaire , A cet égard, la pièce relativement fixe du dispositif de r@us libre peut être maintenue par un ruban ou un autre frein desserrable ou dégageable à volonté. Ou bien, lorsque l'invention est ap-
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pliquée à une boite de vitesses de véhicules, ce ruban ou autre frein peut être accouplé avec l'installation de freins usuelle de façon que, lorsque les freins sont serrés, le frein de la roue libre soit desserré.
REWENDI CATIONS.
1.-Dispositif de transmission de la force motrice com- prenant un acc ouplement/a fluide dont l'élément primaire est connecté impérativement à un arbre moteur et dont l'élément secondaire est connecté impérativement à l'une des pièces d'un engrenage épicycloïda, ou différentiel, une roue à aubes interposée entre la dit élément primaire et le dit élément secondaire et connectée impérativement à une autre pièce de l'engrenage en question, la troisième pièce ou dernière pièce de l'engrenage en question étant connectée, à un arbre entraîné.