<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux accouplements hydrauliques débrayables pour la transmission d'un mouvement rotatif.
La présente invention a pour objet un accouplement hydraulique débrayable pour transmettre un mouvement de ro- tation, par l'intermédiaire d'un liquide servant de fluide de travail. Cet accouplement peut être du type dans lequel une pression de fluide engendrée par force centrifuge est employée pour amener des organes de friction en prise l'un avec l'autre, de préférence du type turbine comportant des ailettes propulsives et réceptrices agissant conjointement pour former un circuit pour le liquide de travail.
L'invention se rapporte à ce genre d'accouplements ou embrayages du type comportant, en adjonction au circuit de turbine ou autre en- ceinte de travail, une chambre réservoir ratatif, des moyens
<Desc/Clms Page number 2>
pour faire passer le liquide de la chambre de travail à la chambre réservoir; et un organe formant auget fixe ou mobile dans la chambre réservoir, disposée pour transférer le liquide de cette chambre réservoir à la chambre de travail.
Un système d'accouplement du genre précité doit être chargé avec une quantité de liquide de travail suffisant pour remplir la chambre de travail d'une quantité prédéterminée quand le système est froid. Quand la température du liquide s'élève lors du fonctionnement, le liquide se dilate et son volume devient plus grand que celui initialement nécessaire pour le remplissage de la chambre de travail.
L'excès de liqui- de dû à cette expansion ou à un léger excès de remplissage, dans les accouplements de ce type connu, se rassemble dans la chambre réservoir, d'où il résulte que l'auget de transfert détermine inutilement une haute pression dans le système de remplissage de la chambre de travail, avec comme conséquence un risque de fuite du liquide de 1'appareil par exemple, par un passage labyrinthe autour de l'arbre; il en résulte aussi dans la chambre réservoir uné agitation nuisible du liquide produite par la plongée de l'auget de transfert dans l'anneau de liquide en excès et par une nouvelle circulation inutile de l'excès de liquide par l'auget.
Selon un caractère de la présente invention, ces inconvénients sont'évités en établissant dans les éléments rotatifs de l'accouplement, par exemple, dans la chambre ré- servoir, un réservoir supplémentaire disposé pour recueillir le liquide en excès de la quantité nécessaire pour la chambre de travail et pour .évacuer cet excès de liquide relativement lentement.-Le réservoir supplémentaire peut être annulaire et porté par l'élément moteur de'l'accouplement.
Des accouplements ou embrayages du genre spécifié peu- vent être munis d'une enveloppe ou carter fixe entourant l'un
<Desc/Clms Page number 3>
des arbres de l'accouplement et pénétrant par une ouverture dans une paroi d'extrémité de la chambre réservoir pour suppor- ter le tube formant auget. Afin d'éviter la fuite du liquide, il est désirable que le niveau de celui-ci se trouve au-dessous de ladite ouverture lorsque l'accouplement est au repos, et ceci est essentiel lorsque l'ouverture est fermée par rapport au carter par un canal-labyrinthe, comme il est usuel.
Par conséquent, les dimensions excédentaires de la chambre réservoir, dans le cas d'un accouplement destiné à être employé avec son axe horizontal, peuvent être réduites dans une mesure appréciable en réduisant le diamètre de ladite ouverture et en augmentant ainsi la capacité effective de la chambre ré- servoir lorsque le système est au repos.
Il est quelquefois désirable d'établir uhe valve de réglage sur le canal conduisant d'un auget fixe à la chambre de travail, l'organe de commande de cette valve étant porté par ledit carter et avec un tel agencement la présence de l'or- gane de commande de la valve nécessite un diamètre plus grand de l'ouverture dans la paroi d'extrémité de la chambre réservoir,,
Un autre objet de l'invention est de satisfaire à ces deux conditions d'une construction compacte et d'un organe ex- térieur de commande de la valve ; ce but est atteint, suivant un autre caractère de l'invention, en employant une valve ayant un organe de commande consistant en un tube monté suivant l'axe par rapport au carter, de manière à pouvoir tourner et il est relié à un anneau monté sur la partie d'extrémité du carter et agissant en rapport avec un ou plusieurs orifices sur cette par= tie.
Quand l'accouplement est du type turbine, la partie arrière de l'élément récepteur de l'accouplement peut être recouverte par une coquille circulaire fixée sur l'éliment moteur, le carte traversant une ouverture centrale dans cette coquille et la val- ve de contrôle étant disposée sur la partie du carter qui se trouve à l'intérieur de la coquille. Dans ce cas le réservoir
<Desc/Clms Page number 4>
auxiliaire peut être formé entre la coquille et une coquille auxiliaire fixée à la précédente sur le côté éloigné du ré- cepteur.
Si une valve du type à manchon est employée, l'auget peut consister en un tube non réglable et cet auget fixe et cette valve peuvent être disposés pour occuper une longueur qui est petite par rapport aux dimensions de la chambre réser- voir. Ceci permet au labyrinthe disposé entre le carter et la coquille de la chambre-réservoir d'être placé à proximité derrière le circuit de travail, ce qui est spécialement favo- rable dans un accouplement appliqué à un véhicule dont la con- duite nécessite parfois des arrêts sur une pente sans qu'il y ait risque de perte d'huile.
La paroi d'extrémité de la chambre réservoir de cet accouplement à turbine peut avoir une forme rentrante et s'a- dapter partiellement à une partie en forme de cloche sur l'ex- trémité extérieure du carter, cette forme de cloche correspon- dant à un embrayage mécanique en liaison avec l'arbre. Une réalisation de l'invention apliquée à un accouplement propre à être adapté à une transmission de véhicule automobile est décrite ci-après comme exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe verticale de ce mode d'exécution. la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est un schéma d'un système de transmis- sion d'énergie comprenant l'accouplement représenté par les figures 1 et 2.
Dans la figure 1 un arbre moteur 10 qui peut être l'arbre vilebrequin d'un moteur à combustion interne se ter- mine par un plateau 11 formant bride. L'organe 13 qui sera au
<Desc/Clms Page number 5>
cours de'cette description dénommé élément propulseur de l'accouplement 'hydraulique comporte un bossage formant tou- rillon 14 qui est centré dans un'évidement cylindrique 15 formant coussinet dans l'extrémité de l'arbre 10. Un dia-' phragme formé par un plateau annulaire flexible 16 est fixé par son bord intérieur au plateau 11 par les boulons 17 et une couronne 18 à bord angulaire; par son bord extérieur ce diaphragme 16 est fixé à l'élément propulseur 13 par des vis 19.
Une coquille 20-formée par une tôle d'acier emboutie qui ferme la partie postérieure de l'élément propulseur 13 est soudée par sa périphérie 22 à une coquille 23 en tôle d'acier formant réservoir auxiliaire et dont l'extrémité avant 24 forme une bride qui s'ajuste sur une bride 25 du prppulseur.
L'ensemble des coquilles 20, 23 et du propulseur forme une chambre de travail 20; cette chambre comporte un bossage formant un court manchon tubulaire 26 se projetant vers l'avant.
Un arbre récepteur 27 est supporté à son extrémité avant par un roulement à billes à gorge profonde 28 monté dans le moyeu de 1'élément propulseur et cet arbre 27 est raccordé par son extrémité arrière à un arbre 12 récepteur du mouvement et tourillonné rigidement, tel par exemple que l'arbre primaire d'une boîte de changement de vitesse d'une automobile; cette liaison de l'arbre 27 avec l'arbre 12 est faite par un accouplement mécanique 29 du genre connu permet- tant une légère déviation angulaire entre les axes qu'il raccorde. L'élément récepteur 21 et un écran annulaire 47 sont fixés par des vis 30 à un moyeu 31 claveté sur l'arbre 27.
L'espace 34 entre la partie arrière de l'élément récepteur 21 et la coquille 20 forme un passage intérieur pour le liquide entrant dans le circuit turbihe, et des ailettes radiales 32
<Desc/Clms Page number 6>
sont fixées sur la face avant de la coquille 20 pour aider au remplissage. Des orifices d'entrée 33 répartis autour du bossage tubulaire 26 s'ouvrent dans la partie radiale inté- rieure des espaces entre les ailettes 32. Un roulement à rouleaux 35 est disposé entre l'arbre 27 et l'extrémité avant du bossage 26. Un écrou 36 sur l'extrémité avant de l'arbre 27 fixe la bague intérieure du roulement 28 sur le moyeu 31 et une rondelle 371 contre l' épaillement 37 de l'arbre 27.
Un carter en tôle d'acier 38 Formant réservoir comporte une partie cylindrique dont le diamètre est égal à celui du bord extérieur de la bride 25 de l'élément propulseur. Une couronne 39 qui est soudée à l'avant de ce carter 38 vient porter contre la face arrière du rebord 24 de la coquille de la chambre de travail, l'ensemble étant fixé à l'élément propulseur par des vis 40. La partie arrière du carter réservoir est formée par la paroi 41 ayant une ouverture centrale ; un manchon tubulaire 42 qui en est solidaire se projette en avant et à son extrémité est soudé un plateau annulaire 43 qui se projet- te radialement.
Un corps tubulaire fixe 44 est engagé avec un léger jeu dans le manchon 42 et avec du jeu également sur l'arbre 27, l'extrémité avant du manchon 44 s'étendant à.l'in- térieur du bossage 26 de la coquille 20 de la chambre de tra- vail. Un anneau 45 qui s'ajuste exactement sur le corps cylin- drique 44 lui est fixé par des vis 46 (Fig. 2) et un tambour 48 est fixé à cet anneau immédiatement en avant du tube 42, et comporte un rebord cylindrique s'étendant en arrière autour du plateau annulaire 43. Un second plateau annulaire 49 est soudé au tube 42, masquant le tambour 48.
Deux tubes 50 sem- blables opposés formant augets de transfert sont fixés à l'anneau 45 et débouchent dans un canal circulaire 51 formé dans le carter réservoir 38; ces tubes augets 50 communiquent par des canaux 52 avec un canal annulaire 53 dans la partie
<Desc/Clms Page number 7>
avant du corps cylindrique 44 et une série d'orifices 54 régu- lièrement espacés, établissent la communication entre le côté extérieur de ce canal en dehors de l'extrémité avant du corps cylindrique 44 et le bossage tubulaire 26 dela coquille chambre de travail.
Un anneau valve 55 ayant des orifices correspon- dants 56 est monté de manière à pouvoir tourner sur l'extrémité avant du cylindre 44, et comporte un rebord tourné vers l'inté- rieur et soudé à l'extrémité avant d'une pièce tubulaire 57 montée dans le cylindre 44 dans lequel elle peut tourner avec un léger jeu par rapport à l'arbre 27. Un levier de commande 58 fixé à l'extrémité' arrière du tube 57 permet de faire tourner l'anneau-valve 55, d'une quantité minium entre la position montrée par le dessin, position à laquelle les deux séries d'orifices 54 et 56 sont en coïncidence, et une position à laquelle ces orifices sont complètement masqués.
Afin d'éviter la fuite du liquide de travail entre l'arbre 27 et le corps cylindrique 44, cet arbre est muni de nervures circulaires 59 de rejet ; letube 57 de commande de la valve comporte un orifice de drainage 60 et le cylindre 44 comporte des orifices 61 et 62 conduisant à un orifice d'éva- cuation 63 dans l'anneau 45. L'extrémité arrière du corps cy- lindrique fixe 44 est épanouie en forme de cloche 64 formant logement pour l'accouplement flexible 29; elle est fixée au carter 65 de l'appareil actionné, par exemple une boite de vi- tesse ; la paroi arrière 41- du carter réservoir est conformée en plateau dans sa partie centrale, de sorte que la partie 64 en forme de cloche est adaptée à la partie rentrante du carter réservoir en réduisant ainsi la longueur de l'appareil de trans- mission.
Un canal 66 formé dans le corps cylindrique 44 et la cloche 64 conduit du canal 53 à un raccord 67 avec une tuyaute- rie et des moyens appropriés convenablement établis non repré- sentés, pour garnir de liquide de travail l'appareil d'accouplé. ment.
<Desc/Clms Page number 8>
La coquille réservoir auxiliaire 23 comporte une ouverture centrale 68 relativement large ; elledétermine avec la coquille-chambre de travail 20 un espace 69 formant réser- voir auxiliaire-conformé comme un canal annulaire ayant son ouverture s'ouvrant radialement vers l'intérieur.
L'ouverture du réservoir auxiliaire 69 est ainsi disposée pour recevoir le liquide qui s'échappe de la chambre de travail du système, par l'espace entre le bossage 26 de la coquille-chambre de travail et le corps cylindrique fixe 44; un déflecteur annulai- re 70 formé sur la face avant de l'anneau 45 est disposé de manière à diriger dans l'ouverture du canal du réservoir auxi- liaire le liquide qui s'échappe; quelques orifices de décharge tels que 71, de section relativement faible, sont ménagés dans la région extérieure de la coquille auxiliaire 23, orifices par lesquels le réservoir auxiliaire peut se décharger lente- ment dans le réservoir principal.
L'anneau 39 formant le rebord avant du carter réser- voir principal comporte deux ou plusieurs soupapes centrifuges de type connu, régulièrement espacées et de section relative- ment grande qui sont disposées pour mettre le circuit turbine en communication avec le réservoir principal quand la vitesse @ de rotation de l'élément propulseur tombe au-dessous d'une certaine valeur. La valve représentée dans la figure 1 est du type à bille, la bille 72 étant repoussée par un ressort à bou- din 73 qui tend à l'écarter de son siège 74 -formé par un bouchon vissé 75.
Une rondelle 76 soudée sur un orifice 77 dans la coquille chambre de travail comporte des languettes 78 dirigées vers le centre, qui limitent le déplacement de la bille par rapport à son siège.
L'orifice de sortie de la valve est indiqué en 79 et un ajustage de fuite 80, de petite section, est établi en parallèle avec la valve à bille, afin d'assurer une décharge @
<Desc/Clms Page number 9>
suffisante du liquide chaud de la chambre de travail en fonctionnement normal, quand la bille-valve est en position de fermeture.
Quand l'élément propulseur 13 est en rotation rapide et que le manchon valve 55 est en position d'ouverture, les tubes augets 50 transfèrent le liquide de la chambre réservoir principal à la chambre de travail, et si celle-ci se remplit, par exemple par suite de l'expansion du liquide, quand il y a encore une quantité substantielle de liquide dans la chambre réservoir principal, l'excès de liquide délivré par les tubes augets 50 s'échappe par l'espace entre le bossage tubulaire 26 de la coquille-chambre de travail et le corps cylindrique fixe 44, est recueilli par le canal 69 du réservoir auxiliaire.
La faible circulation à travers le réservoir principal et les tubes augets 50, due à l'écoulement de liquide chaud par les ajutages précités 80 et qui par les orifices 71 se décharge dans le réservoir auxiliaire, ne présente aucun inconvénient.
Quand la vitesse de l'élément propulseur vient à diminuer et que les valves centrifuges s'ouvrent, le circuit turbine se vide rapidement vers la chambre réservoir principal et si en même temps le manchon-valve 55 est fermé, le circuit turbine reste substantiellement vide et tout couple nuisible est pratiquement éliminé.
L'organe de commande de la valve peut être un organe distinct ou bien il peut être accouplé à un organe de commande de la voiture, dans le cas de l'application à une automobile.
Une disposition convenable de l'accouplement repré- senté par les figures 1 et 2 dans son application au système de transmission d'une voiture automobile est représenté par la figure 3.
Le moteur est Indiqué en 81 et 82 désigne d'une ma- nière générale un mécanisme de changement de vitesse du type
<Desc/Clms Page number 10>
"traction", c'est-à-dire suivant le brevet anglais n 376.468 et ayant des embrayages de transmission sélecteurs disposés pour être dirigés vers la prise par un présélecteur 84 et pour venir en prise automatiquement quand le synchronisme est éta- bli entre leurs éléments propulseur et récepteur, la transmis- sion comportant aussi un accouplement auxiliaire à glissement, par exemple sous forme d'un embrayage à friction 83 accouplé à son arbre d'entrée directement relié à l'élément récepteur de l'accouplement hydraulique (indiqué par la coquille réser- voir 38)
et un arbre de sortie 85 avec un rapport donnant une vitesse qui n'est pas inférieure à celle donnée par le plus grand rapport de vitesse de la transmission; par cela, au cours des changements d'un bas rapport à un haut rapport de vitesse, le rapport de vitesse du récepteur de l'accouplement hydrauli- que et de l'arbre 85 peut être amené à celui nécessaire pour la mise en prise sans interrompre la transmission du couple moteur. Les embrayages sélecteurs de transmission sont de pré- férence du type synchroautomatique décrit dans le brevet an- glais n 486. 589. L'embrayage 83 peut être mis en prise par le mouvement en sens inverse des aiguilles d'une montre d'un levier 86 pivotant en 87 sur la boite de vitesses.
Une pédale de commande 88 pivotant en 89 sur la boite et dont le déplace- ment est limité par des butées 90, est solidaire d'un levier 91 relié au levier 58 de commande de la valve de l'accouple- meht hydraulique, par une billette 92, un double levier 93 pivotant en 94 sur la boite et une articulation 95.
La disposition est telle que lorsque la pédale 88 est amenée contre l'une ou l'autre des butées 90, la valve de l'accouplement hydraulique est ouverte, tandis que lorsque la pédale est à mi-course entre les butées, la valve est fer- mée. Un second levier 96 solidaire rigidement de la pédale 88 est relié par une tringle 97 et une connexion à ressort 98 au
<Desc/Clms Page number 11>
levier 86 de commande de l'embrayage. L'articulation élasti- que 98, comporte une rainure 99 dans laquelle est engagé un goujon 100 du levier 86, cette rainure étant de longueur telle qu'elle permet à la pédale d'être abaissée suffisamment loin pour fermer la valve sans cependant agir sur l'embrayage. Un nouvel abaissement de la pédale agit alors sur l'embrayage, l'articulation élastique permettant à la pédale d'être com- plêtement abaissée.
Un ressort de traction 101 rappelle la pédale, vers la butée 90 supérieure. Quand il est nécessaire d'interrompre presque complêtement la transmission du mouve- ment entre le moteur et la boite de vitesse, par exemple afin de permettre au train d'engrenage de celle-ci d'être mis en position de marche avant ou arrière ou en point mort, le mo- teur tournant au ralenti, on abaisse à moitié la pédale 88 de manière à fermer la valve. Dans les changements de vitesse, en condition normale, la voiture étant en marche. la pédale est complêtement abaissée, la fermeture momentanée de la valve lorsque la pédale franchit le milieu de sa course est trop courte pour avoir un effet appréciable, puisque les valves-billes centrifuges 72 sont alors fermées, étant appli- quées sur leurs sièges 74.
La capacité effective du réservoir auxiliaire peut être de 10 à 25 % de la capacité du circuit turbine.
Dans ce système d'accouplement hydraulique l'extré- mité- avant du tube sur le carter réservoir peut être fermée derrière la coquille chambre de travail, un espace suffisant étant ménagé pour le passage des tubes augets de transfert et par conséquent, le système n'est pas sujet à des fuites lors- qu'il est au repos, son axe étant en pente rapide vers le haut, vers l'extrémité de l'élément propulseur comme cela peut se produire en pratique par exemple pour les transmissions de traction. Dans des modes d'exécution modifiée, le réservoir auxiliaire peut être porté par le carter réservoir principal,
<Desc/Clms Page number 12>
ou bien il peut être fixé au corps cylindrique enveloppe, des organes déflecteurs appropriés étant prévus pour diriger dans le réservoir auxiliaire, l'excès de liquide qui s'échappe.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, propre à être employé avec des moteurs électriques comme embrayage automatique de démarrage, le manchon-valve régbble peut être remplacé par une valve à ressort établie pour s'ou- vrir lorsque la vitesse de l'élément propulseur et avec elle la pression développée par le tube-auget atteint des valeurs prédéterminées. Dans de tels systèmes les valves centrifuges de vidage peuvent être omises, particulièrement lorsque les manoeuvres de démarrage et d'arrêt ne sont pas fréquentes.
R e-v e n d i c a t i o n s 1.- Accouplement hydraulique débrayable de transmission d'é- nergie pour transmettre dn mouvement rotatif, employant un liquide de travail, l'accouplement étant du genre qui comporte une chambre de travail pour le liquide, une chambre-réservoir rotative, et un organe de transfert dans cette chambre-réser- voir pour transférer le liquide de celle-ci à la chambre de travail, dans lequel est établi à l'intérieur des parties.ro- tatives de l'accouplement un réservoir supplémentaire disposé pour recueillir le liquide en excès de la quantité nécessaire pour la chambre de travail et pour libérer cet excès de liqui- de relativement lentement.