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Transmission Föttinger pour véhicules routiers et tous terrains .
Les transmissions Föttinger n'ont, jusqu'à présent pas été employées couramment pour 1'entraînement de véhicules routiers et tous terrains, contrairement à ce qui se passe pouc d'autres domaines, bien que les propriétés intéressantes de ces transmissions sont particulièrement désirables dans cette application. La raison doit en être cherchée, d'une part, dans les conditions de fonctionnement très variables auxquelles dont satisfaire l'entraînement de véhicules de ce genre, et d'autre part, dans la nécessité d'avoir un prix, un poids et un encom-
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brement réduits. Dans ces véhicules, la consommation de combustible joue un rôle plus important que dans les autres, étant donné les frais et le rayon d'action.
On a constaté que les formes d'exécution qui ont fait leurs preuves sur des véhicules sur route et sur rails et qui ont été adoptées pour ceux-ci, ne sont pas utilisables sur des véhicules sur route et tous terrains. La forme la plus simple, c'est à dire le transformateur pur, doit de ce fait être éliminée, en raison de son rendement défavorable et de la consommation élevée de combustible qui en résulte. La combinaison de transmission la plus usitée, à savoir le transformateur Föttinger avec l'accouplement Föttinger, dans laquelle le passage du transformateur à l'accouplement et inversement s'effectue par remplissage et Vidange sélectifs des circuits, s'est avérée également impropre aux véhicules sur route et tous-terrains, parce que sa commande exige trop de temps, ce qui diminue très sensiblement la manoeuvrabilité de véhicules de ce genre.
Les transmissions qui se rapprochent le plus des conditions de fonctionnement requises sont celles constituées par un transformateur Föttinger pour le démarrage et les cotes, et par un accouplement fixe pour la marche normale. Par hypothèse, le transformateur Föttinger reste toujours rempli pour que, lors du passage au transformateur, celui-ci soit immédiatement disponible avec toute la force de traction. De telles transmis- siors ont déjà été réalisées de différentes manières : On a par exemple proposé des transmissions dans lesquelles un dispositif inverseur relie soit la roue de pompe du transformateur Föttinger, soit l'arbre de sortie directement au moteur, la roue de turbine étant reliée à l'arbre de sortie par une roue libre.
Suivant un autre mode de construction, un accouplement relie, en prise directe, la roue de turbine et par conséquent l'arbre de sortie; à la roue de pompe du transformateur et de ce fait au
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moteur ;. la roue directrice qui, lors du fonctionnement du transformateur prend appui sur l'enveloppe fixe par une roue libre à cliquet, tourne librement lors de la prise directe.
Si ces modes de construction de transmission n'ont pas pu être introduits dans la mesure voulue pour les catégories de véhicules entrant en ligne de compte, cela parait dû principalem-ent, et pour autant que l'on puisse s'en rendre compte, aux dis-. positions insuffisantes au point de vue du fonctionnement et trop encombrantes et trop coûteuses au point de vue constructif, des accouplements employés jusqu'à présent.
La présente invention a trait à la disposition et à la réalisation d'accouplements pour transmissions Föttinger au genre décrit en dernier lieu, qui satisfont entièrement aux conditions de fonctionnement et qui présentent, grâce à une parfaite adaptation à l'agencement général de la transmission, un encom- brement et un prix de revient aussi réduits que possible. Confor- mêment à 1'invention, on emploie un embrayage à disques à commande directe par un fluide comprimé (huile ou air).
L'utilisation rationnelle des possibilités offertes par un embrayage de ce genre, apporte une série d'avantages intéressant tant le fonctionnement que la construction.Parmi les avantages intéressant le fonctionnement, on peut citer les suivants :
Le choix des valeurs appropriées pour l'alimentation en fluide comprimé permet d'obtenir, indépendamment de 1'adresse du conducteur, une douceur toujours constante des passages, de sorte que les organes de transmission sont ménagés et que les secousses indésirables sont évitées.
Comme la commande de l'embrayage n'exige que la commande d'un robinet ou d'un tiroir, les efforts à développer sont minimes, ce qui conduit à des avantages intéresaants en ce qui concerne la manoeuvre ; en effet, l'organe de commande, à actionner parle conducteur, peut être placé en un point quelconque, par exemple sur le volant de direction, parce que la transmission peut s'effectuer par un simple câble Bowden.
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Dans de nombreux véhicules, il serait intéressant de débarrasser le conducteur le plus possible de toute manoeuvre/ Par ailleurs, les conditions de fonctionnement très diverses, exigent que le conducteur ait à tout instant la possibilité d'intervenir luimême. L'embrayage à disques à commande par de l'huile ou de l'air sous pression, permet de réaliser, sans adjonction d'appareils complémentaires trop importants, une commande automatique ou semiautomatique tout en conservant la possibilité d'une commande à la volonté du conducteur.
Si par exemple la commande s'effectue par de l'huile sous pression, et si cette pression est fournie par une pompe entraînée par l'arbre de sortie, on obtient auto- matiquement une garantie contre l'étranglement du moteur, la diminution de la vitesse de déplacement coïncidant avec une diminution progressive de la pression d'huile, jusqu'à ce que finalement l'embrayage se mette à patiner. La dépendance de la pression et de la vitesse de déplacement peut aussi être utilisée dans une très large mesure pour la commande automatique de l'accouplement, tout en permettant la manoeuvre à la volonté du conducteur, par des moyens simples. il est souvent nécessaire de prévoir la possibilité de remorquer un véhicule par un autre, en cas de panne du moteur du premier.
Cette possibilité résulte directement de l'emploi de la pompe entrainée par l'arbre de sortie, parce que cette pompe produit, une fois que la vitesse de déplacement a atteint une valeur donnée, la vitesse de commande nécessaire pour produire l'embrayage, de sorte que le moteur se trouve relié à l'essieu du véhicule et peut ainsi être mis en route par remorquage de celuici.
Dans la plupart des transmissions, il faut prévoir une pompe qui assure la compensation des fuites du transformateur et le déplacement, à travers le radiateur, de la quantité de liquide nécessaire au refroidissement. Il est dans ce cas possible de produire directement, avec la même pompe, le liquide sous pression
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pour la commande de l'embrayage. Pour obtenir en même temps les conditions favorables de fonctionnement obtenues avec une pompe commandée par l'arbre de sortie, il est nécessaire ou intéressant de prévoir certaines mesures particulières.
On peut par exemple prévoir la coupure du circuit de refroidissement en même temps que l'embrayage de l'accouplement fixe, ce qui diminue le débit de la pompe et augmente la pression. pour pouvoir néanmoins démarrer le moteur par remorquage, il y aura lieu de prévoir une pompe à main ou au pied au moyen de laquelle l'accouplement peut être embrayé, le cas échéant à l'aide d'un réservoir d'air.
En dehors des avantages intéressant le fonctionnement, tels que mentionnés ci-dessus, la disposition d'embrayage conforme à la présente invention entraîne également certains avantages d'ordre constructif. En raison de la suppression de tout organe de commande mécanique, il devient possible de monter l'accouplement dans des éléments rotatifs, inaccessibles de l'extérieur. On dispose par ailleurs d'une très grande liberté en ce qui concerne la pression de commande et la course de commande.
Conformément à l'invention, on a très largement recours à ces propriétés de l'accouplement pour obtenir, tout en tenant compte des conditions particulières imposées par l'emploi du transformateur Föttinger, un ensemble mécanique de faible encombrement et de bas prix de revient et constituant un progrès considérable par rapport aux dispositions proposées jusqu'à présent.
Dahs ce qui suit, on va décrire en détail, en se référant à un exemple aucunement limitatif, les caractéristiques essentielles de l'objet de l'invention.
La fig. 1 des dessins annexés est une coupe longitudinale d'une transmission essentiellement composée de trois parties, à savoir : le transformateur 1, l'embrayage 2 et le mécanisme de marche avant et arrière 3.
Le transformateur est constitué à la manière habituelle par la roue de pompe 4, par la roue de turbine 5 et par la roue
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directrice 6. La roue de pompe 4 est calée sur l'arbre moteur 7, tandis que la roue de turbine 5 est reliée, par l'intermédiaire du mécanisme 3, à l'arbre de sortie 8. La roue directrice 6 prend appui, au moyen d'un roue libre sur l'enveloppe fixe 10 entourant la transmission ;cette roue libre est disposée de telle sorte qu'elle empêche la rotation en arrière de la roue directrice 6, mais ne s'oppose pas à sa rotation en avant.
L'embrayage 2 fait immédiatement suite au transformateur 1 et est réalisé sous forme d'un embrayage à disques dont les disques sont portés, les uns par l'arbre moteur 7, les autres par la partie 11, en forme d'arbre creux, de l'arbre de sortie 8.
Conformément à l'invention, cet arbre creux 11, solidaire de l'arbre de sortie 8, contient également le piston de commande 12 au moyen duquel l'embrayage est manoeuvré. Un ressort 13 maintient le piston 12 dans la position de débrayage telle que figurée, c'est à dire rappelé vers la droite de la figure . Dans le cas figuré, la manoeuvre s'effectue par de l'huile sous pression, fournie par une petite pompe 14, entrainée par le couple de pignons 15,16 du mécanisme 3, depuis l'arbre creux 11, c'est à dire par l'arbre de sortie, en fonction de la vitesse de l'arbre de déplacement.
Cette pompe aspire l'huile et la refoule à travers une tuyauterie 17 dans la. chambre 18 du ressort et de celle-ci sur la face correspondante du piston 12.L'arrivée de l'huile sous pression au piston de commande 12 est commandée-par un organe régulateur 19 interposé dans la tuyauterie 17.
La disposition, conforme à l'invention, de l'embrayage à disques et de son piston de commande, dans l'arbre creux solidaire de l'arbre de sortie, conduit, comme le montrent les figures, à une construction ramassée susceptible d'être logée sans difficulté dans l'espace habituellement prévu dans les véhicules routiers et tous-terrains pour recevoir le changement de vitesse mécanique. Cette construction ramassée est encore due au fait que l'ensemble de l'embrayage, c'est à dire tant l'embrayage à disques
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proprement dit que son piston de commande, pénètre d'une certaine quantité dans le transformateur, de manière que par exemple la roue libre 9 de la roue directrice 6 entoure concentriquement l'embrayage à disques.
On dispose néanmoins d'une place suffisante pour loger un frein 20, avantageusement prévu pour faciliter la manoeuvre du mécanisme de changement de marche,3.
La partie de l'arbre de sortie 8 qui forme l'arbre creux 11, constitue alors le tambour de frein correspondant.
Les disques de l'embrayage sont évidemment soumis à usure, de sorte qu'il faut prévoir des moyens permettait de régler l'embrayage de temps en temps. Cette nécessité du réglage ou du rattrapage de l'usureexige, dans le cas d'embrayages à commande mécanique, leur accessibilité ; il est de ce fait impossible de les monter dans un arbre creux inaccessible, solidaire de l'arbre de sortie. Si, par contre, 11 embrayage est- commandé directement par un piston également monté dans cet arbre creux et dont la course peut être divisée à volonté, comme prévu par l'invention, tout réglage, et de ce fait, toute nécessité de pouvoir accéder à l'embrayage se trouvent supprimés.
Etant donné que l'embrayage 2 fait immédiatement suite au transformateur 1, il peut arriver que des fuites de liquide du transformateur atteignent, par exemple en 21, l'intérieur de l'embrayage. Du fait de cette fuite de liquide, il pourrait se produire un frottement superficiel considérable des disques d'embrayage à l'état débrayé, frottement qui diminuerait le rendement du transformateur 1. Conformément. à l'invention, on prend donc des précautions spéciales qui empêchent les disques de l'embrayage de baigner dans le liquide moteur du transformateur. Ces dispositions particulières vont être décrites ci-après, en se référant à la fig. 2, qui représente à plus grande échelle une coupe de l'embrayage et des parties voisines du transformateur.
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Des joints à labyrinthe 22 sont prévus, à la manière connue, entre la roue de pompe 4 et la roue de turbine 5. Conformément à l'invention, un orifice d'édoulement est prévu avant les derniers labyrinthes, par exemple sous forme de canaux 23 percés dans l'arbre creux 11, la majeure partie des fuites étant ainsi évacuée dans le carter 10.
Grâce à ces canaux, la pression devant les derniers labyrinthes est réduite,, de sorte que le débit est sensiblement diminué. Le reste de liquide pénétrant dans l'arbre creux 11, le long de la partie 2L, est guidé de telle sorte que, confor- mémnt à l'invention,il n'entre en contact avec les disques que dans la mesure nécessaire pour la lubrification.
A cet effet, le moyeu 24 portant les disques et calé sur l'arbre moteur 7, est percé de canaux 25 qui dirigent les fuites de liquide pénétrant en 21 dans l'arbre creux 11 vers l'espace 26 en contournant les disques. Depuis cet espace 26, le liquide est projeté vers l'extérieur à travers des rainures 27 du piston 12 et des orifices 28 de l'arbre creux 11. De plus, la face postérieure de la roue de turbine 5 ainsi que les extrémités extérieures des disques solidaires de l'arbre creux 11 présentent des rainures 29 et 30, le long desquelles une partie supplémentaire des fuites est dirigée vers les orifices d'évacuation 28, en contournant les disques d'embrayage, pour être projetée vers l'extérieur.
Pour garantir l'évacuation du liquide, travers les orifices 28, le diamètre de l'embrayage 2, et par conséquent le diamètre de l'arbre creux 11 qui l'entoure, est, d'après l'invention, limité à une valeur telle que la périphérie extérieure de l'arbre creux 11 se trouve au-dessus du niveau 31 du liquide voir fig. 1) contenu dans la partie inférieure, formant buvette, du carter 10. Pour tenir compte de la hauteur libre nécessaire au-dessous de la transmission, le niveau d'huile doit se trouver
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à une hauteur assez élevée, de sorte que pour satisfaire à la condition précitée, le diamètre de l'embrayage ne peut être que très faible.
Il en résulte une augmentation du nombre de disques et par conséquent une augmentation de la course ainsi que,le cas échéant, une augmentation de la pression d'application ; mais ces conditions peuvent être remplies, au point da vue constructif, grâce à la commande directe, conforme à l'invention, de l'embrayage et constituent un autre avantage de ce mode de construction.
Un moyen supplémentaire pour diminuer le frottement des disques, en même temps que le diamètre de l'embrayage reste petit, consiste à constituer l'embrayage par des disques en acier trempé et rectifié.
Le mécanisme de changement de marche 3, prévu en plus de l'embrayage 2, a pour but de permettre le changement de marche, en vue de la marche avant ou de la marche arrière. Dans la position figurée, le mécanisme occupe la position correspondant à la marche arrière, parce que le sens de rotation de l'arbre creux 11 est inversé par le pignon de renvoi 32 de la transmission à pignons 32, 33, 34 prévue en'plus du couple de pignons 15,16. Lors du passage en marche avant, le pignon 33 est déplacé .vers la gauche jusqu' à ce que ses griffes viennent en prisavec les griffes du pignon 15. L'arbre de sortie 8 est alors en prise directe avec l'arbre creux 11 et'tourne dans le même sens que celui-ci.
En plus de la marche avant et de la marche arrière, et pour tenir compte de conditions spéciales, le mécanisme peut encore comporter d'autres rapports, par exemple une démultiplication supplémentaire pour monter des rampes.
Comme.il a été dit plus haut, l'huile sous pression servant à actionner le piston 12, est, dans l'exemple figuré, fournie par une petite pompe auxiliaire 14 entraînée par l'arbre de sortie ; mais au lieu de cette disposition, on peut aussi faire
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fournir le fluide sous pression par la pompe 35 qui sert à assu- rer le remplissage permanent du transformateur et à faire passer une partie du liquide à travers un radiateur 36. Il suffit, dans ce cas, de prévoir une tuyauterie supplémentaire 37, indiquée en pointillé, dans laquelle il y aura avantage à interposer un robinet 38 au moyen duquel le radiateur 36 est mis hors circuit, en totalité ou en partie, lorsque la pompe 35 est reliée à la tuyauterie 37,
pour ainsi réduire le débitde la pompe et obtenir de ce fait la pression élevée nécessaire pour actionner l'embrayage à disques 2.
Dans le cas considéré, la pression d'huile ne dépend que de la vitesse de rotation de l'arbre moteur, et la pression decommande de l'embrayage à disque est-de ce fait indépendante de la vitesse de déplacement du véhicule. En cas d'inattention du conducteur, il peut donc arriver que l'embrayage soit manoeuvré en permanence. Pour éviter cet inconvénient, il y a avantage à prévoir des soupapess de sûreté 39, indiquées à la fige 2. Ces soupapes 39 sont montées dans l'arbre creux 11 et communiquent avec la face du piston 12 sur laquelle agit l'huile sous pres- sioii par des rainures pratiquées dans le piston, ou par tout autre moyen.
Ces soupapes sont du type centrifuge, c'est à dire que la force centrifuge surmontant l'action antagoniste d'un ressort assure leur fermeture, lorsque la vitesse de rotation atteint une valeur déterminée, tandis que le ressort en assure la réouverture lorsque la vitesse de rotation tombe au-dessous de cette valeur. Comme la vitesse de rotation de l'arbre creux 11 portant les soupapes 39 dépend de la vitesse de déplacement du véhicule, une sortie est ménagée automatiquement sur la face active du piston 12 lorsque la vitesse de déplacement tombe au- dessous d'une valeur déterminée, ce qui provoque le débrayage de l'accouplement à disques, jusqu'à ce que la vitesse de déplacement ait à nouveau atteint une valeur prédéterminée.
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Comme il a été dit plus haut, la transmission conforme à l'invention entre plus particulièrement en ligne de compte pour des véhicules routiers ou tous-terrains, mais sans évidemment exclure l'emploi de cette transmission pour des véhicules d'autres catégories.