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Transmission de force compertant un mécanisme hydraulique à courant., notamment pour véhicules automobiles.
La présente invention concerne une transmission de force comportant un transformateur hydraulique à courant et un mécanisme de changement de vitesse mécani- que dans lequel le rotor de turbine du transformateur est disposé de façon à pouvoir être retiré du circuit pour interrompre le flux de force en maintenant la puissance de commande. E, outre., un aubage de marche arrière sus- ceptible d'être engagé dans le circuit lors du dégagement du rotor de turbines est relié à ce dernier .
Par la disposition d'un rotor de turbine mobile de ce genre, la manoeuvre des vitesses du mécanisme de @
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changement de vitesse mécanique est beaucoup simpli- fiée et la viiange (autrement nécessaire dans ce cas) au liquide du circuit au mécanisme à courant ou l'em- brayage à friction particulier nécessaire dans l'autre cas sont évités. La durée de manoeuvre est toutefois déter- minée par la chute relativement lente du nombre de tours du rotor de turbine dégagé du circuit et est encore tou- jours très grande pour de nombreuses applications.
Afin d'obtenir une réduction de la durée de manoeuvre aux valeurs aussi faibles que possible demandées par exemple pour les transmissions de force de véhicules automoteurs sur rails et autres véhicules, on peut prévoir des dispositifs de freinage particuliers pour le rotor de turbine, mais ces dispositifs sont volumineux, compliqués et coûteux, Les inconvénients mentionnés se présentent en particulier dans des constructions de mécanismes dans lesquels plu- sieurs accouplements de manoeuvre doivent être embrayés lors du passage! une autre vitesse .
Pour supprimer ces inconvénients, selon l'invention un aubage pouvant être engagé dans le circuit lors du dégagement du rotor de turbine est relié à ce dernier et cet aubage produit une commande de marche arrière & faible couple de rotation. Par ce couple de rotation de marche arrière se produisant immédiatement après ou en partie déjà pendant le dégagement du rotor de turbine du circuit, le rotor de turbine est rapidement ralenti jus- qu'au nombre de tours nécessaire pour l'embrayage des accouplements de manoeuvre dans le mécanisme de change- ment de vitesse de sorte qu'on obtient des temps de manoeuvre très courts.
La disposition conformeà l'in-
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vention présente en outre, pour des mécanismes comportant des accouplements de manoeuvre qui exigent un .freinage de la moitié d'accouplement en question pour l'embrayage sous effet de dépassement dans un sens déterminé (par exem- ple des accouplements à griffes de changement de vitesse à dents biseautées), l'avantagé que les accouplements de ma - noeuvre mentionnés entrent en prisé purement et simplement également à l'arrêt du véhicules lors au démarrage au moteur et lorsque le rotor de turbine est dégagé par la rotation en arrière de de dernier, tandis qu'autrement des dispositifs supplémentaires particuliers sont néces- saires pour cela .
En général, dans un mécanisme à courant, l'aubage de marche arrière sert à exercer un couple de rotation an arrière sur le récepteur de puissande, par exemple le véhi- cule. Par là, un dispositif de freinage supplémentaire ou une commande de marche arrière pour le véhicule doit être dréé, L'aubage de marche arrière utilisé dans des disposi- tifs de ce genre serait toutefois inutilisable pour l'uti- lisation en vue de la simplification et de l'accélération de l'opération de manoeuvré dans des mécanismes de change- ment de vitesse du type mentionné,, En effet, par suite du grand couple de rotation en arrière,
il se produirait des chocs dans le mécanisme de changement de vitesse lors de la. manoeuvre et la perception sûre de l'instant à'embrayage dans les accouplements de manoeuvre serait compromise.
Par comparaison aved cela, l'invention obtient un embrayage sùr, rapide et sans choc des accouplements de manoeuvre par la disposition d'un aubage de marche arrière n'ayant qu'un faible couple de rotation en arrière.
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Le rotor de turbine et le noyau du mécanisme à cou- rant sont constitues avec un avantage particulier de façon que le rotor de turbine soit engagé dans le noyau pour le dégagement/du circuit et que l'aubage de marche arrière soit disposé à l'extérieur sur le rotor de turbine .
Afin que l'aubage de marche arrière n'ait pas pour résultat des pertes importantes en fonctionnement normal, par conséquent avec le rotor de turbine engagé dans le circuit, on a prévu une pièce annulaire reliée pour la rotation au rotor de turbine et par laquelle l'aubage de marche arrière est couvert lors- que le rotor de turbine est enolanohé dans le circuit, de sorte qu'il ne se produit alors pas de courant à travers ces aubes de marche arrière, Les pertes par friction et par les interstices sont réduites de ce fait et le rendement de la transmission est amélioré ,
Le déplacement du rotor de turbine peut être effectué d'une manière particulièrement facile, rapide et sûre en fonctionnement lorsqu'on prévoit pour cela, selon l'invention,
une commande à fluide sous pression dans laquelle l'organe d'actionnement relié au rotor de turbine est amené à suivre automa- tiquement l'organe de commande ,
Rationnellement, les aubes directrices du mé- canisme à courant peuvent en outre être réglables, comme in-
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diqué par exemple dans le brevet français n 809413. apposé le 1er. Août 1936, pour : Transmissions , De cette manière, il est possible, en liaison avec la mise en service de l'une ou de l'autre couronne d'aubes, de donner aux aubes directrices la position optimum pour la couronne en question, afin d'obtenir dans chaque cas un rendement aussi bon que possible .
Avec le mécanisme à courant selon l'invention, on peut aussi transmettre au véhicule d'une manière ex- cellente et simple un couple de freinage d'une valeur considérable lorsque l'aubage de marche arrière du mécanisme à courant est enclanché pendant la marche avant.
Avec des véhicules déterminés, dans la commande desquels un mécanisme à courant selon l'invention est monté, cet effet de freinage peut être utilisé avec avantage et également, à la suite d'un freinage de ce genre, on peut passer immédiatement au sens de marche arrière. Le freinage s'effectue sans choc, puis peut être réglé ra- pidement à volonté ,
Par un enclanchement seulement partiel de l'aubage de marche arrière du rotor de turbine, dans des transmis- sions de force à changement de vitesse mécanique en com- binaison avec un transformateur de couple hydraulique, un freinage peut être exercé sur les moitiés d'embrayage d'accouplements de manoeuvre à enclancher du mécanisme de changement de vitesse et le nombre de tours de ces moitiés d'accouplement peut être rapidement réduit au nombre de tours d'enclanchement,
Le même effet est également atteint, selon l'invention, du fait que la couronne d'aubes prévue pour le sens de rotation de marche
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arrière est constituée de façon quelle couple de rota- tion pouvant être obtenu par cette couronne suffise pour le ralentissement des moitiés à enclancber derrière le mécanisme à courant d'accouplements à griffes ,
Dans un véhicule qui est muni d'une transmission de force de ce genre comportant des accouplements à grif- fes à dépassement, les accouplements de manoeuvre, dont la, moitié d'accouplement se trouvant du côté du môteur exige un ra.lentissement ava.nt l'enclanchement en fonction- nement,
et qui ne peuvent donc pas être enclanchés sans plus à l'a.rrêt au véhicule parce que la moitié d'ac- couplement reliée à la commande du véhicule est arrêtée et que par conséquent un dépassement relatif des moitiés d'accouplement n'est pas hossible, peuvent aussi être enclanchés pendant l'arrêt du véhicule. Par la, commande en arrière de ces moitiés d'accouplement à enclancher par le moteur qui tourne, leur enclanchement est possible sans plus pendant l'arrêt du véhicule .
Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés schématiquement da.ns les dessins annexés .
La figure 1 est une coupe axiale d'un mécanisme à courant selon l'invention .
La figure 2 est une coupe transversale des aubages du rotor de pompe et du rotor de turbine suivant la ligne A-B de la figure 1 .
La. figure 3 représente la même coupe axiale que la figure 1, mais diverses pièces étant représentées dans d'autres positions .
La figure 4 est une coupe axiale du mécanisme à courant, l'aubage prévu pour le sens de rotation en arrière
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donnant un faible couple de rotation .
La figure 5 est une coupe transversale des aubages de la roue de pompe et du rotor de turbine suivant la ligne A-A de la figure 4 .
Dans la figure 1, 1 désigne l'arbre primai- re, l'arbre secondaire, 3 un pignon entrainant l'ar- bre primaire, 4 la roue de pompe, 5 le rotor de turbine, 6 l'une et 7 l'autre moitié du carter du mécanisme à courant, 8 sont les aubes directrices, 9 le noyau du mécanisme, 10 un moyeu se raccordant à l'élément 7 du carter.' Il est un organe d'entrainement fixé sur l'ar- bre 2 et muni d'une denture 12, engrenant avec une den- ture 13 prévue sur la périphérie d'un cylindre 14, qui est relié par un plateau 15 à la couronne du rotor de turbine 5. 16 est un plateau relié à l'organe d'entrai- nement 11 et auquel se raccorde une pièce annulaire 17.
18 sont des surfaces d'étanchéité prévues entre les pla- teaux 15 et 16. 1 9 est un palier par lequel l'arbre 1 est supporte dans l'élément 6 du carter .
Le cylindre 14 peut coulisser sur l'arbre 2, mais il ne peut pas tourner par rapport à cet arbre. Un piston 21 solidarisé par l'anneau 20 avec l'arbre 2 se trouve dans l'intérieur de ce cylindre. 22 est un joint étan- che. La couronne du rotor de turbine 5 possède d'une part des aubes 23 pour le sens de rotation en avant et d'autre part des aubes 24 pour le sens de rotation en arrière. 25 sont les aubes du rotor de turbine 4.
Un manchon 26 comportant les lumières de distri- bution 27 et 28 est placé dans l'arbre 2. 29 et 30 sont- des fentes prévues dans l'arbre 2. Un tiroir distribu-
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teur 31 est disposé à coulissement dans l'alésage du manchon 26 et comporte les lumières de distribution 32.
La butée 34 disposée à l'extrémité droite du tiroir dis- tributeur 31 est reliée à la paroi 33 de ce tiroir .
Le manchon 26 est accouplé par une broche 35 au cylindre 14. 36 sont des coulisseaux disposés sur la tige 35 et qui se déplacent dans les fentes 30.
37 sont des alésages percés dans l'élément de carter 7
Une boîte de distribution 41, qui comporte deux admissions 42 et 43 pour un fluide sous pression., par exemple de l'huile sous pression, ainsi que des orifi- ces de purge 44,est guidé dans l'alésage de l'arbre 1.
Le carter 41 est fermé à son extrémité gauche par un manchon 45 comportant des orifices 46 placés en face du conduit 42 et débouchant dans la chambre intérieure 47 du manchon. Le tiroir distributeur 31 peut être déplacé dans le carter 41 et dans le manchon 45, puis est mis en mouvement par le levier 48. Le ca.s échéant, le levier 48 peut être actionné par un dispositif à fluide sous pres- sion. 49 est un ressort de traction, qui tire le levier 48 vers la, droite. Des lumières de distribution 51 sont prévues dans le tiroir 31. 52 est un appendice disposé sur le tiroir 31. Un tiroir 53 guidé dans le carter 41 s'applique contre ledit appendice .
Dans la figure 2, 23 désigne de nouveau les au- bes du rotDr de turbine 5 prévu pour le sens de rotation en avant et 24 celles prévues pour le sens de rotation en arrière, 25 sont les aubes de la roue de pompe 4.
Dans la figure 3, les références désignent les mêmes pièces que dans les figures 1 et 2 .
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Dans la figure 1, le mécanisme à courant est repré- senté en fonctionnement avec sens de rotation en avant, le rotor de turbine 5 se trouve dans sa position extrâ- me de droite, dans laquelle le circuit hydraulique pas- se du rotor de pompe 4 par les aubes 23 et les aubes di- rectrides 8. Dans ce cas, le levier 48 se trouve dans la position indiquée dans la figure 1, le tiroir distributeur 81 se trouve également dans la position extrême de drei- te représentée dans la figure 1. Du conduit 42. de l'huile sous pression parvient par les lumières 46, la chambre 47, les lumières 51 et la chambre intérieure du tiroir dis- tributeur 31, les fentes 32, les lumières 28, les rentes 30 dans la chambre du cylindre 14 se trouvant à droite du piston 21.
Le cylindre 14 est maintenu de de fait dans la position extrême droite représentée, de sorte que le rotor de turbine 5 prend également la position extrême de droite représentée .
Lorsque le levier 48 est déplacé de la position représentée dans le sens de la flèche C, le tiroir distri- buteur 31 est déplacé vers la gauche. Les lumières de dis- tribution 28 sont tout d'abord plus ou moins obturées par la paroi 33, Après un certain trajet, le bord gauche de la paroi 33 est placé contre le bord gauche des lumiè- res 28 du manchon 26, tandis que le bord droit de l'ap- pendice 50 libère le bord droit des lumières de distri- bution 27 du manchon 26.
Cette position du tiroir die- tributeur 31 correspond à l'état dans lequel l'admission de fluide sous pression à la chambre se trouvant à gauche du piston 21 est commencée
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Dès que le levier 48 est déplacé un peu plus, de sorte qu'une fente devient libre contre le bora de droi- te de l'appendice 50 du tiroir distributeur 31, de l'hui- le sous pression peut parvenir par cette fente, puis par la. lumière de distribution 27 et à la fente 29, devant la surface gauche du piston 21. La chambre se trouvant à droite du piston 21 est en même tempsmise en communica- tion par les fentes 30 et les lumières 28 avec la partie se trouvant à droite de la, paroi 33 de l'alésage de l'arbre 2 et, de ce fait, avec la purge.
Le cylindre 14 se déplace vers la gauche sous l'action de la pression amenée dans la chambre se trouvant à gauche du piston 21.
Il s'ensuit que le manchon 26 relié au cylindre 14 est en- trainé et suit le tiroir distributeur 31. Ce manchon arrive ainsi dans la position dans laquelle le bord droit de l'appendice 50 du tiroir distributeur 31 obture le bord droit des lumières de distribution 27, de sorte que l'admission d'huile sous pression à la chambre du cylin- dre 14 se trouvant à gauche du piston 21 cesse de nouveau et que le cylindre 14 ne se déplace plus. De cette façon, lors d'un mouvement de commande partant du levier 48, le cylindre 14 et le manchon 26 suivent toujours automati- quement le tiroir distributeur 31 dans la nouvelle posi- tion de ce dernier .
Lorsque de l'huile sous pression est amenée par le conduit 43 à partir d'un dispositif distributeur non représenté dans la chambre située à droite du tiroir 53, ce dernier est poussé vers la gauche dans la, position représentée dans la partie supérieure de la figure 3 et il entraine le tiroir distributeur 31 par l'appendice 52
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vers la gauche de façon correspondante. Le tiroir dis- tributeur 31, ainsi que le cylindre 14 et par là le ro- tor de turbine 5 parviennent de cette manière également dans la position représentée dans la partie supérieure de la figure 3. Dans cette position, tant les aubes 23 qu'également les aubes 24 sont chargées chacune partiel- lement.
Cette position peut être choisie de façon que les effets des deux charges se compensent, par conséquent que le rotor de turbine ne tourne ni en avant ni en arriè- re ou qu'un faible couple de rotation en arrière soit exercé sur le rotor de turbine. Par conséquent, la conti- nuation de l'amenée du flux de force à l'arbre 2 peut être interrompue ou l'arbre 2 peut être commandé en ar- rière et ralenti, de sorte que des moitiés d'accouple- ments à griffes reliées à l'arbre 2 peuvent parvenir en prise en atteignant le nombre de tours synchrone.
Lors- que la pression amenée par le conduit 43 est coupée, le tiroir distributeur 31 est ramené par le ressort de trac- tion 49 à sa position extrême de droite représentée dans la figure 1, par quoi le cylindre 14 et le rotor de tur- bine 5 sont ramenés dans la pesition extrême de droite, dans laquelle les aubes 23 de rotation en avant du rotor de turbine sont complètement enclanchées dans le circuit.
Lorsque le levier 48 est pivoté de façon que le tiroir distributeur 31 parvient dans la position extrême de gauche représentée dans la partie inférieure de la figure 3, le cylindre 14 et par là le totor de turbine 5 sont également amenés dans la position représentée dans cette figure, dans laquelle les aubes 24 du rotor de turbine sont enclanchées dans le circuit et de ce fait
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une commande en arrière de l'arbre 2 est produite. Dans cette position, l'arbre 2 et par là le véhicule peuvent donc être commandés da,ns le sens de la marche arrière à partir de l'arbre 1 .
Dans la 'Ligure 4 : 101 désigne l'arbre primaire, 102 l'arbre secondaire, 103 un palier par lequel l'ar- bre secondaire 102 est supporté dans l'arbre primaire 101, 104 la roue de la pompe, 105 le rotor de turbine, 106 l'une des moitiés et 107 l'autre moitié du carter du mécanis- me à courant.
108 sont les aubes directrices, 109 le noyau du mécanisme, 110 un élément cylindrique se raccordant à la partie 107 du carter, 111 est un organe d'entrainement fixé sur l'arbre 2 comportant une denture 112 engrenant dans une denture 113 prévue extérieurement sur un cylin- dre 114, qui est relié par un plateau 115 à la couronne du rotor de turbine 105 p 116 est un plateau fixe sur l'arbre 102 qui comporte dans sa uartie extérieure une surface de joint étanche 117, contre laquelle la surface de joint étanche 118 prévue sur le plateau 115 peut s'ap- pliquer. 119 est un palier par lequel l'arbre 101 est supporté dans le carter 106.
Le cylindre 114 peut coulisser sur l'arbre 102, ma,is ne peut pas tourner par rapport à cet arbre. Un piston 121, relié à l'arbre 102, se trouve dans l'inté- rieur de ce cylindre, A gauche du piston 121, des lu- mières 122 débouchent dans la. cha.mbre gauche du cylindre et à droite du piston 121 des lumières 123 débouchent dans la chambre droite du cylindre. L'arbre 102 contient, dans sa partie gauche, un alésage longitudinal 124, dans lequel un tube 125 est fixé. Les lumières 122 débouchent
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dans la chambre annulaire 126 ménagée entre l'alésage 124 et le tube 125. Les lumières 123 débouchent dans la chambre intérieure du tube 125.
Des orifices 127 sont percés dans le plateau 115 du rotor de turbine 105 et du liquide peut passer par ces orifices lors du déplace- ment du rotor de turbine .
Du fluide sous pression est amené alternativement au cylindre 114 du dispositif de déplacement du rotor de turbine 105 par le conduit 140, de même que par l'in- térieur du tube 125, à partir d'un dispositif distribu- teur de commande non représenté spécialement, qui peut être d'un type quelconque et qui peut être actionné arbi- trairement par le conducteur du véhicule ou par un dis- positif de réglage. 131 est une couronne d'aubes reliée au rotor de turbine. La direction et la forme des aubes de cette couronne sont telles qu'après leur introduction dans le circuit hydraulique du mécanisme un couple en arrière relativement faible est exercé sur le rotor 105 de la turbine.
Dans la figure 5, les aubes du rotor de pompe 104, du rotor de turbine 105 et de la couronne de marche arrière 131 sont représentées schématiquement en coupe transversale à travers le mécanisme suivant la li- gne A-A. Le conduit 140 débouche dans une couronne 145 disposée sur l'arbre 102 et qui contient une rainure annulaire 146. 147 sont des orifices disposés radiale- ment dans l'arbre 102 par lesquels la rainure annulaire 146 communique avec la chambre annulaire 126. L'arbre primaire 101 est entraîné par le pignon 142. Dans la moitié supérieure de la figure 4, le rotor de turbine 105 est représenté à l'état enclanché dans le circuit, par
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conséquent pendant la, transmission de force normale.
L'aubage de marchearrière 131 est alors placé dans la.fente annulaire 132 de la pièce noyau 109 et tourne à vide avec le rotor de turbine 105.
Pendant le retrait ou dégagement du rotor de tur- bine et également dans la position complètement dégagée représentée de ce rotor, de l'huile sous pression est amenée au dispositif de déplacement (cylindre 114) par l'intérieur du tube 125 et les lumières 123 par la distribution non représentée spécialement dans la cha,m- bre du cylindre 114 se trouvant à droite du piston 121.
Ace moment, il ne parvient pas d'huile sous pression dans la. cha.mbre placée à gauche du piston 121 du cylin- dre 114, parce que la distribution y afférente du dispo- sitif de déplacement fait communiquer cette chambre par les lumières 122, la chambre annulaire 126, ainsi que le conduit 140 avec l'atmosphère .
Lorsque le rotor de turbine 105 doit être enclan- ché, la chambre du cylindre 114 se trouvant à droite piston 121 est mise en communication par les lumières 123 et l'intérieur du tube 125 avec l'atmosphère au moyen de la. distribution non spécialement représentée du dispo- sitif de déplacement. En même temps, de la surpression est amenée par cette distribution au conduit 140 et cette surpression se propa.ge par la chambre annulaire 126 et les lumières 122 da.ns la chambre du cylindre 114 placée à gauche du piston 121. Le cylindre 114 et par là le rotor de turbine 105 sont déplacés vers la, gauche à partir de la position représentée, de sorte que le rotor de turbine 105 est de nouveau enclanché dans le circuit.
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Pendant le mouvement de dégagement du rotor de turbine 105, l'aubage de marche arrière 131 est en même temps introduit dans le circuit de courant à la place de la couronne d'aubes de marche avant du rotor de turbine 105, dans la, position représentée dans la moitié infé- rieure de la figure 4. Un couple de rotation en arrière relativement faible est exercé sur le rotor de turbine par le courant de liquide au moyen des aubes 131.
Lorsqu'une manoeuvre doit être effectuée dans un mécanisme de changement de vitesse disposé derrière le circuit hydraulique représenté, le rotor de turbine 105 est amené dans la position dégagée et l'accouplement ou les accouplements de manoeuvre nécessaires du mécanisme de changement de vitesse mécanique sont amenés hors de 'prise. Le nombre de tours du rotor de turbine 105 est rapidement réduit par le couple de rotation en arrière produit par les aubes de marche arrière 131. Dès que le nombre de tours d'enclanchement de l'accouplement'de ma- noeuvre de chaque cas est atteint, cet accouplement s'en- clanche.
Lorsque tous les accouplements de manoeuvre venant en question du mécanisme de changement de vitesse mécanique sont enclanchés, le rotor de turbine peut être de nouveau enclanché dans le circuit, de sorte que la transmission de la puissance de commande s'effectue de nouveau de façon normale par le mécanisme à courant .
La commande de l'opération de dégagement et d'enclan- chement du rotor de turbine peut être' effectuée tout.com- me l'opération de manoeuvre dans le mécanisme de change- ment de vitesse mécanique au moyen d'un dispositif de réglage automatique .