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"MECANISME DE TRANSMISSION ET DE COMMANDE APPLICABLE NOTAIENT AUX MOTEURS MARINS"
Cette invention concerne les mécanismes de commande des moteurs et a particulièrement, bien que non exclusivement, trait aux mécanismes, de transmission employés sur les moteurs marins et ca- pables de prendre des positions correspondant respectivement à la marche avant, au point mort et à. la.marche arrière.
Pour l'établissement des engins modernes à grande vitesse, il est essentiel que toutes les pièces constitutives du moteur aient le poids le plus faible possible et occupent le minimum d'encombrement, et aussi que le système de vilebrequin et les masses mobiles du moteur soient isoléa au point de vue torsion des masses restantes de la boîta d'engrenage, de l'arbre de l'hélice et des organes associés.
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Le but de la présente invention est de fournir aux constructeurs de ces moteurs un mécanisme de commande perfectionné répondant aux desiderata susdits et apte en méme temps à assurer la transmission de la totalité de la puissance du moteur pendant la marche avant, la transmission d'une faible puissance quand la vitesse de rotation est plus réduite en marcha arrière, la marche à vide,enfin pour remorquer une hélice librement quand le moteur est arrêté.
Le mécanisme de commande pour moteur comporte,selon l'invention, un accouplement élastique ou flexible par torsion dont un élément est monté sur un vilbrequin du moteur et dont un deuxième élément est monté sur un arbre d'hélice, un arbre de couche ou un autre arbre entraîné, le dit accouplement étant construit de manière à loger concentriquement à lui les organes constitutifs d'un embrayage par l'intermédiaire duquel l'effort est transmis pendant la marche avant et (ou) quand toute la puissance est transmise. Dans cette construction, l'accouplement agit en conjonction avec les organes entraînés comme amortisseur de vibrations qui isole les parties mobiles du moteur au point de vue torsion des dits organes entraînés.
Suivant une réalisation à donner de préférence au mécanisme, objet de l'invention, ce mécanisme comprend, en combinaison, un arbre principal placé dans l'alignement du vilbrequin du moteur, un carter porté par ce vilbrequin, un accouplement flexible ou élastique pourvu d'un groupe de pièces constitutives montées sur ce carter et dont les pièces complémentaires sont montées sur un élément porté par un manchon pouvant tourner par rapport au dit arbre principal et portant également des éléments d'embrayage entraîneurs disposés dans ce carter, des éléments d'embrayage entraînés montés mobiles entre ces éléments entraîneurs sur un cylindre supporté par le dit arbre principal, un engrenage épicycloidal entourant ce manchon et servant pour la marcha arrière,
enfin un dispositif commandé à la main pour distribuer de l'huile
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sous pression aux faces internes ou externes des éléments d'em- brayage entraînés pour les amener impérativement en position d'attaque ou de libération.
Les dessins annexés représentent, à. titre d'exemple, un mécanisme de transmission et de commande de moteur, construit selon l'invention.
La Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale montrant l'am- brayage en position ouverte, avec une coupe de la boîte renfermant l'engrenage, faite à la hauteur de la ligne A-B de la Fig. 3.
La Fig. 2 est une vue en coupé verticale fragmentaire montrant l'embrayage en position d'attaque.
La Fig. 3 est une vue en coupe verticale de l'engrenage épicycloidal et de son carter, faite à la hauteur de la ligne C-D de la Fig. 1.
La construction représentée montre l'application de l'inven- tion à un mécanisme de commande pour moteur marin dont le vilbre- quin est figuré en 1. L'extrémité de cet arbre porte une bride 2 à laquelle est fixé an moyen de boulons 4 un carter annulaire 4 supportant extérieurement un carter cylindrique 5 dans lequel est fixé l'élément entraîneur 6 d'un accouplement flexible ou à. ressort de type connu destiné à réduire les vibrations de torsion. Le deu- xième élément constitutif 7 de cet accouplement est également logé dans le carter 5, mais est supporté sur le pourtour d'un anneau 6 fixé au moyen de boulons 9 à une collerette 10 faisant corps avec un manchon 11 monté sans serrage autour d'un arbre principal 12 actionnant l'hélice et placé dans l'alignement axial du vilbrequin
1 du moteur.
L'arbre 12 est pourvu à. son extrémité interne d'une bride 13 se terminant par un anneau 14 dans lequel est engagé un rouleau à galets 15 porté par l'extrémité du vilbrequin 1. Ce rou- lement à galets 15 a pour rôle de permettra à l'arbre 12 de tourner librement par rapport au vilbrequin et d'effectuer de légers dé- placements angulaires relativement à lui. L'extrémité externe de
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l'arbre 12 est munie d'un manchon 16 fixé à lui au moyen de cannelures 17. Ce manchon est supporté dans un roulement à. billes principal 18.
Dans le carter 4 sont montées les pièces constitutives d'un dispositif d'embrayage du type à. commande par fluide sous pression.
L'élément entraîneur de cet embrayage est actionné par l'élément entraîné 7. de l'accouplement flexible. Dans la construction représentée, les éléments entraînés de l'embrayage sont constitués par une paire de plateaux annulaires 19 et 20 dont chacun est muni sur sa face externe de nervures annulaires 21 allant en s'amincissant, destinées à pénétrer dans dea rainures annulaires 22 de forme correspondante, ménagées dans les éléments'entraîneurs 23 et 24 de l'embrayage l'élément 23 étant fixé ou faisant corps avec l'anneau 8 et comportant un prolongement cylindrique 25 dans lequel est engagé l'élément 24 de l'embrayage. Les deux plateaux entraînés 19 et 20 de l'embrayage sont étudiés, de manière connue, pour être écartés impérativement par l'admission entre eux d'un fluide sous pression tel que de l'huile.
A cet effet, ces plateaux font respectivement corps avec des manchons cylindriques 26 et 27 qui tous deux peuvent coulisser dans des directions parallèles à l'axe du vilbrequin 1 sur un cylindre 28 fixé par des boulons 29 à la collerette périphérique 30 de l'anneau 14 (Fig. 2). Les éléments 19 et 20 de l'embrayage sont attaqués par des parties cannelées 31 prévues sur le cylindre 28, de manière à empêcher une rotation relative tout en permettant les mouvements de coulissement susindiqués. Ainsi donc, les éléments entraînés de l'embrayage tournent toujours en synchronisme avec l'arbre 12.
Le manchon 11 est entouré par un carter 32 renfermant des pignons épicycloidaux 33 engrenant avec un pignon central 34 monté sur ce manchon. Ces pignons 35 sont en prise avec un deuxième jeu de pignons 36 (Fig. 3) qui s'étendent sur toute la largeur du carter et engrènent également avec une roue planétaire 37 de diamètre
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supérieur à celui du pignon 34. Cette roue 37 est fixée au. manchon 16 fixé à,. son tour à l'arbre principal 12 (voir lea Figs. 1 et 3).
Le carter 32 est entouré par un organe de freinage 40 étudié pour empêcher ce carter de tourner, quand cela. est nécessaire, ainsi qu'il sera décrit ci-après.
Les mécanismes sus-décrits sont logés dans le carter ou capot extérieur 41 contigu au carter du vilbrequin et à. l'extérieur duquel sont placés les organes servant à. l'introduction de l'huile pour le fonctionnement normal des éléments de l'embrayage. Le moteur est placé sous commanda manuelle à partir d'une passerelle ou d'un autre poste.
Quand l'appareil de commande se trouve dans la position de marche avant, de l'huile sous pression ast fournie par une pompe une tubulure d'entrée: (non représentée)- qui communique avec un conduit annulaire 42. ménagé- dans une partie 43 du carter qui supporte le roulement principal 18, Ce conduit annulaire 42 communique par des canaux radiaux 44 traversant le manchon 16 et l'arbre 12, avec un autre conduit annulaire 45 ménagé autour d'un bouchon 46 fixé dans la partie creuse 38 de l'arbre 12.
Ce conduit 45 communique par d'autres orifices 47 avec un tube 48 qui s'étend axialement à l'arbre 12 et est monté à son extrémité interne dans un deuxième bouchon 49 muni d'orifices radiaux inclinés 50 par lesquels le tube.. 48 comnunique avec un conduit annulaire 51 qui fait le tour de la périphérie du bouchon. Avec le conduit 51 communiquent des canaux radiaux 52 pratiqués dans l'arbre 12 et sa bride 13 et communiquant à leur tour avec d'autres canaux 53 pratiqués radialement dans le cylindre 2& et dont les extrémités externes débouchent dans une gorge 54 creuaée dans le pourtour de ce cylindre.
Cette gorge 54 communique elle-même avec des canaux radiaux 55 ménagés entre les éléments entraînés 19 et 20 de l'embrayage et communiquant avec un espace annulaire 56 également ménagé entre les dits éléments.
Une deuxième arrivée d'huile est assurée par l'intérieur du
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vilbrequin 1 et en passant par un clapet d'arrét 57 par des orifices 58 et 59 ménagés dans un bouchon 60 fixé dans l'extrémité externe du vilbrequin vers l'intérieur du bouchon 49. Une certaine fraction de l'huile passe alors par des orifices 61 dans le bouchon 49 par des canaux 62 ménagés dans l'arbre 12 et la bride 13 par des canaux de branchement 63 pratiqués dans le cylindre 28 jusqu'à des gorgea 64 creusées dans le pourtour de ce cylindre. Ces gorges communiquent par des orifices 65 pratiqués dans les éléments entraînés 19 et 20 de l'embrayage avec des espaces annulaires 66 ménagés entre les éléments entraîneurs et entraînés de cet embrayage.
Une autre fraction de l'huile qui pénètre dans l'intérieur du bouchon 49 passe par des orifices 67 et s'écoule dans le conduit intérieur 38 de l'arbre 12. Une certaine partie de l'huile pénètre dans des orifices de lubrification 68. Le reste de l'huile traverse des orifices 69 du bouchon 46 pour gagner l'espace compris, entre ce bouchon et un bouchon ou chapeau extérieur de fermeture 70.
L'huile en provenance de cet espace traverse des orifices 71 de l'arbre 12 et du manchon 16, franchit un clapet de décompression 72 et gagne le carter par un conduit (non représenté). Toute fuite d'huile le long de la paroi extérieure du manchon 16 est empêchée par une garniture d'étanchéité 73. En outre, l'huile est empêchée de fuir depuis l'extérieur du bouchon 49 par une garniture d'étanchéité analogue 74.
Le manchon 16 se termine par une bride 75 par l'intermédiaire de laquelle la commande se transmet à l'arbre de l'hélice. Ce manchon et sa bride sont empêchés de ce mouvoir l'un par rapport à l'autre le long de l'arbre 12 par le bouchon 70 qui se visse, comme figuré en 39, dans l'embouchure de l'évidement de l'arbre 12.
Le manchon 16 porte un pignon 76 engrenant avec une roue dentée 77 montée sur la tige d'une pompe 78 destinée à aspirer l'huile du carter du vilbrequin du moteur par un tuyau 79 et à la refouler par un conduit 80 dans-un espace annulaire 81 d'où
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elle peut, en passant par les orifices 71, gagner l'intérieur de l'arbre 12. Quand la pompe 78 fonctionne, l'huile est fournie aux organes déjà décrits en provenance normale de l'intérieur du vilbrequin 1.
Le mécanisme fonctionne comme suit :
Quand on amène l'appareil de commande sur la position de marche avant, l'huile pénètre -,par le conduit 42 et emprunte le tube 48 et les orifices, et conduits 50,51,52,53,54 et 55 pour gagner l'espace 56 entre les éléments entraînés 19 et 20 de l'embrayage qui sont par là même écartés, impérativement pour venir en prise avec ses éléments entraîneurs 23 et 4. Si le moteur tourne, la commande est alors transmise par l'intermédiaire de ces éléments d'embrayage au cylindre 28, à la collerette 30, à l'arbre principal 12, au manchon 16 et à la bride 75 jusqu'à l'hélice.
Si l'on amène l'appareil de commande à une position quelconque autre que celle de marche avant, l'afflux d'huile sous pression à l'espace annulaire 56 cesse, de sorte que les éléments entraînés 19 et 20 de l'embrayage ne sont plus amenés en position d'attaque.
Toutefois, dans ces conditions, l'huile venant du vilbrequin 1 passe à travers les orifices 58 et 59 et 61, les canaux 62 et 63, les orifices 64 et 65 pour gagner les espaces annulaires 66 où cette huile sous pression agissant sur les faces externes des éléments entraînés de l'embrayage les rapproche impérativement pour maintenir au repos le mécanisme de l'embrayage. Si le moteur tourne, une commande inverse est alors obtenue à partir du vilbrequin 1 par l'intermédiaire de l'accouplement flexible 6-7, de l'élément d'embrayage 23 et de la collerette 10 jusqu'au manchon 11 qui peut tourner librement autour de l'arbre 12.
La commande se transmet depuis le manchon 11 et par l'intermédiaire des rouages contenus dans le carter 32, l'organe de freinage 40 étant maintenu en activité pour immobiliser ca carter, Ceci oblige les pignons 33
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et 36 à transmettre une commande inversa par l'intermédiaire de la roue planétaire 37 et du manchon 16 à l'arbre principal 12.
Pour mettre au point mort alors que le moteur continue à tourner, les éléments 19 et 20 de l'embrayage sont à nouveau maintenus au repos par la pression appliquée à leurs faces externes dans les espaces annulaires 66, et la commande s'effectue came précédemment jusqu'au pignon 34 de la boîte à. engrenage, mais comme la ceinture 40 du frein n'est pas serrée, les pignons tournent fous autour de la roue 37, de sorte qu'aucune rotation n'est transmise à l'arbre 12 et à l'hélice.
Quand le moteur est complètement arrêté, l'hélice peut tourner librement et provoquer par l'intermédiaire du manchon 16 le fonctionnement de la pompe 78 qui puise alors l'huile dans le carter à vilbrequin et l'amène à l'intérieur de l'arbre 12, le clapet d'arrêt 57 s'opposant au passage de cette huile dans l'intérieur du vilbrequin. L'huile s'écoule donc en passant à travers les orifices 67 et 61, les canaux 62 et 63, les orifices 64 et 65 pour gagner les espaces 66 et maintenir au repos les éléments de l'embrayage.
Dans ces conditions, l'huile agit sur les parois externes des éléments entraînés de l'embrayage, cette huile provenant de l'intérieur du vilbrequin ou de la pompe vassale 78. Mais quand la commande est amenée sur la position de marche avant, l'huile fournie à l'espace 56 se trouve à une pression suffisante pour vaincre la pression qui s'exerce sur les parois externes des éléments 19 et 20 de l'embrayage, de sorte que ces éléments viennent alors occuper leurs positions d'attaque.
On conçoit que diverses variantes peuvent être apportées à la construction susdécrite sans sortir du cadre de l'invention.
C'est ainsi par exemple que n'importe quel type d'embrayage peut remplacer les éléments 19, 20, 23 et 24 et que n'importe quel dis-
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positif de marche arrière peut remplacer l'engrenage épicycloïdal représenté.