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TRANSMISSION POUR AUTOMOBILESo
Les transmissions de mouvement hydrauliques ont été adoptées déjà depuis plusieurs années sur les véhicules à moteurs à combustion interne rou- lant sur rails et ont donné d'excellents résultats. Mais elles n'ont pu être adoptées jusqu'à présent sur les véhicules roulant sur route que lorsque le rapport entre la puissance de propulsion et le poids du véhicule est grande c'est-à-dire lorsqu'on dispose d'un moteur relativement puissant.Par exemple de nombreux autobus -urbains et de voyage ont déjà été équipés en Angleterre et aux Etats-Unis avec des transformateurs hydrauliques,
qui peuvent être accouplés d'une manière continue pour atteindre des vitesses de marche éle- vées De même plusieurs machines de traction ont été équipées avec des trans- formateurs hydrauliques.En outre, on a entrepris en Amérique et en Angle- terre pendant ces dernières années la construction en série de transmissions pour voitures à voyageurs lourdes, dans lesquelles en faisant tourner une ou plusieurs roues directrices on peut transformer un transformateur de cou- ple en embrayage hydrauliqueLe transformateur ne sert alors pratiquement qu'au démarrage et pour satisfaire aux conditions rigoureuses à remplir par les véhicules roulant sur route,on monte encore en série avec ce circuit de transformation et d'embrayage combinés.,
une transmission mécanique comportant au moins deux vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière.
Ces transmissions hydrauliques comportant un circuit qui sert à la marche avec transformateur ainsi qu'avec accouplèrent ont déjà fait l'ob- jet dressais en Allemagne depuis plusieurs années.Hais étant donné que cette solution de compromis ne permet pas d'obtenir un rendement suffisant, au moins pour un des deux modes de marche, cette transmission n'a pu s'y répan- dre.Si cependant des solutions analogues ont pu être adoptées à l'étranger dans ces dernières années, c'est seulement parce qu'en raison de la valeur habituelle considérable du rapport entre la puissance de propulsion et le poids du véhicule, on y dispose d'un grand excès de puissance.
Il semble que les solutions précitées doivent être complètement écartées dans le cas des véhicules moins luxueux, dans lesquels le rapport
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entre la puissance de propulsion et le poids du véhicule est plus petit, tels que les petites et moyennes voitures à voyageurs, et en particulier les camions.
Le fait que les transmissions hydrauliques ne sont adoptées que très lentement dans les véhicules roulant sur route, quoique la transmission hydraulique du mouvement présente un certain nombre d'avantages importants par rapport à la commande purement mécanique, doit être attribué en partie à ce que le fonctionnement d'une transmission hydraulique n'est pas aussi fa- cile à étudier que celui d'un changement de vitesse à roues d'engrenage,(ain- si que l'ont fait remarquer des spécialistes dans le troisième volume des "ATZ"-Beihefte, 1939) d'ailleurs ainsi qu'il a déjà été dit, les conditions imposées aux transmissions des véhicules roulant sur route ne peuvent être remplies sans difficulté avec un transformateur hydraulique seul, ni avec un transformateur hydraulique et un embrayage hydraulique combinés.
En effet, des dispositifs supplémentaires sont nécessaires à cet effet. Mais ces dis- positifs et moyens supplémentaires sont si nombreux et compliqués que c'est justement le choix de ces dispositifs supplémentaires qui doit être considéré comme rendant très difficile l'adoption des transmissions de mouvement hy- drauliques dans les véhicules roulant sur route. Par exemple, il a été préco- nisé de monter en série avec une transmission hydraulique se composant d'un transformateur, ou d'un transformateur et d'un embrayage, un changement de vitesse par baladeur. Mais cette dépense n'est généralement pas supporta- ble dans les véhicules roulant sur route et surtout de faible puissance.
Suivant une autre solution préconisée, on monte en série un transformateur et un changement de vitesse planétaire avec freins et embrayages supplémen- taires, le transformateur ne devant servir qu'au démarrage à une ou deux vitesses, puis devant être débrayé, c'est-à-dire remplacé par une transmis- sion mécanique. Cet essai qui a été effectué déjà depuis plus de vingt ans, avait suscité de grandes espérances parmi les spécialistes, mais le succès n'a pas répondu à cette attente.
Suivant d'autres solutions qui ont été préconisées il y a tan- tôt 15 et tantôt 20 ans même,on a monté avant le transformateur une trans- mission planétaire disposée de façon à transmettre le mouvement du moteur à l'essieu du véhicule en partie mécaniquement et en partie hydrauliquement, mais ces solutions n'ont pas non plus donné jusqu'à présent de résultats satisfaisants durables. Quelques autres inventeurs ont cherché à arriver au résultat voulu avec des formes de construction de transformateurs compliqués comportant plusieurs roues de turbine ou roues directrices à aubes fixes ou réglables, tandis que les diverses vitesses s'embrayent et se débrayent le plus souvent automatiquement en fonction des conditions de marche par exemple par l'intermédiaire de dispositifs à roue libre.
Des roues à aubes ou des couronnes partielles d'aubes pouvant être poussées ont été aussi essayées. Mais il ne faut pas oublier à ce propos que chaque fois qu'on in- tervient ainsi dans la forme de construction naturelle d'un transformateur comportant une roue de pompe, une roue de turbine et un dispositif directeur fixe, on rend plus mauvais le rendement du transformateur et par suite on augmente la consommation de combustible.
Le moyen préconisé suivant l'invention est nouveau et parait devoir donner des résultats satisfaisants. On y met à profit plusieurs ca- ractéristiques connues en soi séparément ou en combinaisons, et ce moyen consiste dans un circuit hydraulique avec roues à aubes tournant dans le même sens (transformateur ou embrayage hydraulique) en avant duquel on monte dans le sens de la transmission de la puissance une transmission planétaire qui sert de diviseur de puissance, en accouplant une partie de la transmis- sion planétaire avec l'arbre de commande, une seconde partie avec la roue de la pompe et une troisième partie avec la roue de la turbine.
Or cette combinaison connue en soi et pouvant être appelée transmission différentiel- le bydro-mécanique est construite suivant l'invention de façon à permettre de débrayer pendant la marche un trajet de transmission de la puissance en augmentant en marne temps la vitesse de rotation de commande de l'autre tra- jet de transmission. Deux moyens de principe sont possibles à cet effet suivant 1-'invention. On débraye, c'est-à-dire qu'on interrompt la transmis-
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sion hydraulique de la puissance et on fait tourner la transmission mécanique plus vite ou inversement on interrompt la transmission mécanique de la puis- sance et on fait tourner la transmission hydraulique plus vite.
Dans le pre- mier cas la roue de la pompe ou l'élément de la transmission planétaire qui en est solidaire peut être immobilisée par un frein et la roue de la turbine est accouplée avec l'arbre commandé au moyen d'un embrayage manoeuvré à volon- té ou automatique, par exemple un dispositif à roue libre et dans le second cas la roue de la turbine solidaire de l'arbre commandé, mais par l'intermé- diaire d'un embrayage manoeuvré à volonté ou d'un embrayage automatique par exemple un embrayage à roue libre s'accouple avec un élément de la transmis- sion planétaire, qui comporte en outre un frein.
Lorsque la portion hydrauli- que de la transmission différentielle hydro-mécanique est formée par un trans- formateur cette transmission doit comporter dans ce dernier cas un disposi- tif directeur rotatif qui pendant la marche avec le transformateur est main- tenu immobile par un frein, tandis que pendant la marche avec l'embrayage il tourne, une fois le frein desserré, et, peut éventuellement s'accoupler avec la roue de la turbine, L'inconvénient précité de cette forme de construction est notablement atténué par la plus grande vitesse de rotation de la comman- de pendant la marche avec l'embrayage.
Il est vrai que suivant une solution déjà connue, la roue de la pompe du transformateur d'une transmission différentielle hydro-mécanique de ce type, dont la transmission planétaire constitue la transmission de division de la puissance, peut être immobilisée par un frein, et on dispose entre la roue de la turbine et l'arbre commandé un dispositif à roue libre., mais il ne s'agit dans cette solution que d'un transformateur dit de marche arrière, dont la roue de la pompe tourne en sens inverse de la roue de la turbine, et qui comporte à cet effet une roue directrice de renversement.
Le moteur est accouplé avec la couronne extérieure de la transmission planétaire à roues à denture droite, l'arbre commandé avec le support des satellites et la roue planétaire intérieure avec la roue de la pompe du transformateur;, Au démar- rage la roue de la pompe tourne ainsi en sens inverse du moteur, tandis que la roue de la turbine tourne dans le sens direct par l'intermédiaire de la roue de renversement. On sait par expérience que des transformateurs de ren-- versement ont un rendement beaucoup plus mauvais à cause des pertes considé- rables qui résultent du renversement, en outre l'intercalation de la roue de renversement empêche d'établir un aubage permettant d'obtenir une transfor- mation de couple suffisante.
Suivant une autre solution connue,, le moteur est également accou- plé avec la couronne extérieure de la transmission planétaire de division de la puissance, mais celle-ci comporte deux séries de roues satellites en pri- se, dont l'une engrène avec la couronne extérieure et l'autre avec la plané- taire. La roue de la pompe du transformateur est accouplée avec la roue pla- nétaire par l'intermédiaire d'un accouplement de roue libre, tandis que la roue de la turbine est accouplée avec le support des satellites. Cette solu- tion n'est pas avantageuse, étant donné que le grand nombre de roues en pri- se donne lieu à des pertes élevées correspondantes.
L'invention constitue un notable perfectionnnement de ces diver- ses solutions, car elle permet d'employer un transformateur ordinaire dont le rendement est excellent et une simple transmission planétaire à titre de diviseur de puissance.
D'une manière générale la portion hydraulique de la transmission différentielle hydro-mécanique consiste évidemment dans un transformateur de couple, mais on peut aussi envisager dans divers cas particuliers l'emploi d'un embrayage hydraulique surtout lorsqu'on ajoute encore à cette transmis- sion différentielle hydro-mécanique un transformateur spécial, dont la roue de la pompe est accouplée directement avec l'arbre de commande et la roue de la turbine directement avec l'arbre commandé.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on accouple un transformateur ainsi qu'un embrayage hydraulique avec la transmission pla- nétaire de façon à pouvoir propulser le véhicule en marche avec le transfo+
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mateur ainsi qu'en marche avec 1-'accouplement et division de la puissance.
Suivant la première forme de réalisation avec roue de la pompe pouvant être immobilisée par un frein et roue de la turbine accouplée avec l'arbre commandé par l'intermédiaire d'un accouplement de roue libre, on démarre en employant un transformateur en marche avec division de la puis- sance, le mouvement étant transmis au premier moment par le transforma- teur seul, tandis que, la vitesse de l'arbre commandé augmentant, la quan- tité d'énergie transmise mécaniquement augmente de plus en plus, puis en immobilisant par freinage la roue de la pompe, et l'élément de la trans- mission planétaire qui en est solidaire, la transmission hydraulique est interrompue et la transmission mécanique tourne à une-plus grande vites- se.La roue de la turbine se débraye de 1-'arbre commandé et s'immobilise,
de façon à débrayer complètement le transformateur.
Suivant la seconde forme de réalisation de principe de l'inven- tion, avec transmission mécanique débrayable, le démarrage avec marche à divi- sion de puissance est suivi d'une marche avec accouplement hydraulique sans division de puissance. Lorsqu'ou emploie un transformateur et un embrayage hydraulique on peut obtenir deux vitesses hydro-mécaniques et deux vitesses purement hydrauliques.
Cette transmission comportant un dispositif à roue libre permet d'obtenir une vitesse de freinage en plus avec action de freinage renforcées au moyen d'un. dispositif supplémentaire simple, à savoir un dispositif de blocage du dispositif de roue libre.
La forme de construction avec roue de la pompe pouvant être immo- bilisée par freinage, c'est-à-dire avec transmission hydraulique débrayable- permet de freiner par le moteur à deux vitesses. La première vitesse de marche au frein est obtenue en desserrant le frein de la roue de la pompe et la seconde en le serrant. On peut aussi renforcer l'action de freinage dans cette forme de réalisation en bloquant le dispositif de roue libre.
La transmission planétaire de division montée, en avant du cir- cuit hydraulique peut être construite d'une manière connue en soi sous forme de transmission à un ou deux plans. Suivant les conditions que doit remplir la transmission, par exemple suivant que le rapport de multiplication de la transmission de division doit être inférieur , égal ou supérieur à l'unité, et en tenant compte des autres possibilités, d'embrayage éventuellement né- cessaires on obtient des formes de réalisation différentes.
Une forme de réalisation spéciale suivant l'invention consiste à construire la transmis- sion de division sous forme de transmission à un plan avec roue planétaire intérieure et couronne extérieure, mais avec deux séries de roues satellites de diamètres différents, situées l'une à côté de l'autre et accouplées entre elles, de sorte que la roue planétaire engrène avec les roues satellites d'une série et la couronne extérieure avec celles de l'autre série. On obtient ain- si tous les rapports de multiplication de commande qu'on désire pour la roue de la pompe.
Il peut être éventuellement avantageux de disposer dans une trans- mission différentielle hydro-mécanique, avec transmission hydraulique de la puissance débrayable, un embrayage mécanique entre deux éléments quelconques de la transmission planétaire et de construire la portion hydraulique de la transmission différentielle sous forme complètement débrayable. L'embrayage mécanique peut être construit sous forme d'embrayage de friction ou d'embra- yage à griffes synchrone. Pour permettre de débrayer le transformateur, on le construit sous forme de transformateur pouvant se vider ou on l'équipe avec une roue directrice ou un carter de roue directrice débrayable, qui en mar- che normale avec le transformateur,, est immobilisé par un frein par l'inter- médiaire d'un blocage à roue libre.
Le dispositif à roue libre doit être rem- placé par un frein, par exemple lorsque le transformateur doit être égale- ment freiné. Ce dispositif 'supplémentaire permet d'obtenir une troisième vitesse de marche avant et une troisième vitesse de marche au frein.
En combinant une transmission planétaire servant de transmission
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de division de la puissance avec un transformateur hydraulique, on améliore notablement le rendement de la transmission,étant donné qu'une partie de la puissance est ainsi transmise mécaniquement.La diminution de la trans- formation du couple qui résulte de la division de la puissance au moment du démarrage, non seulement est compensée par l'augmentation de la vitesse de l'arbre commandé au point de débrayage, mais encore le pouvoir effectif de transformation du couple est notablement augmenté par rapport à celui du transformateur.
Pour diminuer, ainsi qu'on le désire d'une manière générale, la charge du moteur au moment du démarrage dans certains cas particuliers, on . construit le transformateur hydraulique suivant une autre caractéristique de l'invention avec une caractéristique d'absorption de puissance croissante, en fonction de 1'augmentation du rapport des vitesses n2/n2.
Pour une transmission suivant l'invention, le rapport de multi- plication (u) de la transmission de division de puissance a une grande im- portance par comparaison avec le rapport des vitesses (#u) au. point de ren- versement du transformateur, (u) désigne le rapport entre le nombre de dents de l'élément de la transmission planétaire solidaire de la roue de la pompe et le nombre de dents de l'élément de la transmission solidaire de l'arbre commandée pour une transmission planétaire de division à un plan ou pour la transmission planétaire de division à un plan à laquelle peut être rapportée toute transmission à deux plans.
Le rapport des vitesses au point de renver- sement du transformateur doit être considéré comme désignant le rapport entre la vitesse de la roue de la turbine et la vitesse de la roue de la pompe pour la plus faible valeur du rendement qui peut être acceptée sur la branche des- cendante de la courbe du rendementsEtant donné que la division de puissance fait augmenter le rendement global de la transmission différentielle à trans- formateur par rapport au rendement pur en simple du transformateur, on peut utiliser une région relativement grande de la partie supérieure de la courbe du rendement du transformateur.
Suivant l'invention, la valeur du rapport- (u/# u) doit être choisie à peu près entre 0,4 et la 0 dans la région de l'é- chellonnement habituel q de la transmission (vitesse maximum par rapport à 'celle du changement de vitesse) d'environ 1,4à 2,0, les valeurs les plus faibles de u/#u correspondant aux valeurs les plus faibles de q et les valeurs les plus élevées de u/#u correspondant aux valeurs les plus élevées de q.
La transmission différentielle à transformateur avec transmissions mécanique ou hydraulique débrayables étant construite avec un embrayage dé- brayable à volonté entre deux éléments de la transmission planétaire de divi- sion de puissance et permettant ainsi d'obtenir une vitesse de marche au transformateur avec division de puissance, une marche en prise directe méca- nique et une grande vitesse, il faut avoir particulièrement soin d'échelon- ner sufisamment la marche en prise directe et la marche au transformateur avec division de puissance. La caractéristique du transformateur joue un grand rôle à ce propos.
Suivant l'invention on choisit pour cette combinaison un transformateur dont le rendement maximum est d'environ 0,3 à 0,5 pour une faible valeur du rapport des vitesses # max et # u. La valeur du rapport de multiplication de la transmission de division est alors égale à u = 0,4 à 1,0 environ suivant l'invention. Les valeurs les plus élevées de u corres- pondent aux transformateurs pour lesquels les valeurs de # u sont faibles et inversement. D'ailleurs pour cette forme de réalisation également les valeurs les plus faibles de u doivent correspondre aux valeurs lés plus faibles de l'échelonnement q et inversement, dont le choix dépend aussi des propriétés du moteur.
Cependant si on choisit un transformateur à roue tournant à gran- de vitesse, c'est-à-dire un transformateur dont le rendement est maximum lorsque le rapport des vitesses est grand, il y a lieu d'intercaler entre la transmission de division de la puissance et la roue de la pompe du transfor- mateur ou entre la roue de la turbine et 1'arbre commandé un dispositif de démultiplication. Dans le premier cas le transformateur est plus grand.
Suivant une autre caractéristique de 1-'invention, pour obtenir une marche arrière, on ajouteà une transmission de division de puissance se
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composant de deux roues planétaires et de deux couronnes de roues satellites une autre série de roues satellites avec roue planétaire pouvant être freinée et couronne extérieure. La troisième série de roues satellites est disposée en montant ses roues sur le même axe que les autres roues satellites, tandis que la roue planétaire qui engrène avec ces roues satellites peut être im- mobilisée par un tambour de frein.
Le frein de la roue de la pompe et celui de la roue planétaire de cette troisième série de roues satellites peuvent être disposés l'un dans l'autre et équipés avec des segments de frein communs qui comportent des garnitures de frein intérieures et extérieures et peuvent être appliqués pour freiner à volonté la roue de la pompe ou la roue plané- taire tantôt contre la surface extérieure d'un des tambours de frein et tan- tôt contre la surface intérieure de l'autre..
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut encore faire correspondre à la transmission différentielle à transformateur décrite ci-dessus qui se compose d'une transmission planétaire de division de puis- sance et d'un transformateur hydraulique ou d'un embrayage hydraulique, pour obtenir une marche à roue libre et une marche arrière et dans le cas de char- ges particulièrement fortes, telles qu'on les rencontre souvant dans les au- tobus et les camions lourds une vitesse encore plus démultipliée, une trans- mission planétaire en série ou un changement de vitesse à embrayer par des embrayages à disques. Quelques exemples de ces transmissions en série sont décrits en détail plus loin avec le dessin ci-joint à l'appui.
L'invention a encore pour objet un dispositif de commande de ces transmissions à plusieurs vitesses, qui comporte à cet effet des pistons hy- drauliques auxiliaires. On dispose le plus souvent dans ce but sur l'arbre du moteur une pompe de compression d'huile, dont l'huile comprimée est dis- tribuée dans les cylindres des pistons auxiliaires par l'intermédiaire d'un tiroir de commande.
Suivant l'invention on monte dans la canalisation d'huile sous pression un accumulateur d'huile sous pression qui se compose par exemple d'un cylindre avec piston chargé par un ressort et qui est mis en communi- cation avec le tiroir de commande pour passer d'une vitesse à l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif de blocage., qui entre en action dans toutes les positions de commande du tiroir lorsque l'accumulateur est complètement chargé et empêche tout mouvement du piston chargé par son ressort lorsque la pression de l'huile diminue dans la canalisation d'huile sous pression,
tandis qu'il se débloque lorsque le tiroir de commande passe d'une vitesse à une autre e
Le blocage du piston de l'accumulateur empêchant le mouvement de décharge sous l'effet de la poussée du ressort de charge ou de son pro- pre poids lorsque la pression d'huile diminue s'effectue par exemple au mo- yen d'un cliquer chargé par un ressort ou un poids., qui sous l'effet du mouvement du piston venant dans sa position de fin de course de charge est repoussé, puis s'enclenche,, tandis qu'il se déclenche dans les positions intermédiaires du tiroir de commande passant d'une position de changement de vitesse dans une autre.
Le dispositif de commande étant ainsi construite 1-'accumulateur est toujours chargé pour les changements de vitesse et subit l'action du ressorte mais y est soustrait pendant tout le reste de la durée de fonc- tionnement de beaucoup la plus longue. Le passage d'une vitesse à l'autre s'effectue ainsi rapidement et sûrement, il est possible de réduire la pres- sion de l'huile dans la canalisation pendant la majeure partie de la durée de fonctionnement et on évite en outre les pertes d'huile dans l'accumala- teur
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on monte dans la canalisation d'huile sous pression aboutissant à l'accumulateur d'huile sous pression un régulateur de pression qui règle la pression dans le dis- positif de commande normalement à une valeur de 5 at.
par exemple, et est construit de façon à être actionné en supplément pour une vitesse ou pour les diverses vitesses dans le but de diminuer la pression réglée par lui.
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A cet effet le régulateur de pression comporte par exemple un second piston plus grand sur lequel l'huile arrive par une canalisation de commande spé- ciale, qui est commandée de façon à se fermer pour des vitesses détermi- nées et à s'ouvrir pour une ou plusieurs vitesses.Cette commande peut aus- si être combinée avec le tiroir principal de commande du dispositif de chan- gement de vitesse.
Cette mesure est prise principalement pour la marche à vide et la marche normale, pour diminuer la puissance consommée par la pompe à huile dans ces deux positions de marche et diminuer en marche normale les efforts subis par le dispositif de freinage et de commande. Cette diminution de pression est parfaitement possible en marche normale par exemple, étant don- né que 1-'effort de serrage de la bande de frein doit être sensiblement moin- dre que pendant la marche en montagne ou en marche arrière par exemple.
Pour empêcher la pression de diminuer dans la canalisation dans tous les cas lorsque l'accumulateur n'est pas complètement chargé, on monte encore dans la canalisation de commande une soupape, dont la position se règle en fonction de celle du piston de 1-'accumulateur d'huile sous pres- sion.
Cette soupape peut être maintenue ouverte à 2.-'encontre de la poussée d'un ressort par exemple par la tige du piston de l'accumulateur d'huile sous pression, tandis qu'elle se ferme aussitôt que l'accumulateur commence à se décharger, Il en résulte qu'on dispose dans tous les cas pour recharger l'accumulateur de la pression totale fournie par la pompe à huile, même lorsque le reste du dispositif de commande occupe une position dans laquelle le régulateur de pression ferait diminuer la pression de changement de vi- tesse.
Pour assurer un fonctionnement de secours lorsque la pression d'huile n'existe plus dans la canalisation de commande par exemple du fait que le réservoir ou la canalisation d'huile sont vides, on construit la ban- de du frein qui sert à passer à la marche de montagne de façon qu'une de ses extrémités puisse être serrée par le piston auxiliaire à huile sous pression et l'autre à la main.
Le dispositif de commande suivant !-invention peut être appli- qué aux changements de vitesse purement mécaniques, tels que les transmis- sions planétaires; mais il convient particulièrement aux transmissions dif- férentielles hydro-mécaniques suivant l'invention.. Celles-ci permettent d'ob- tenir sans moyens auxiliaires la douceur nécessaire des changements de vi- tesse. Elles permettent de plus. de raccorder sans difficulté la source d'hui- le sous pression au circuit hydraulique par 1-'intermédiaire d'une soupape de réduction, de façon à le remplir et à le maintenir sous pression.
Le frei- nage d'un des éléments de la transmission planétaire de division de la puis- sance monté en série avec le circuit hydraulique en particulier avec le transformateur hydraulique, qui est nécessaire pour débrayer la transmission hydraulique ou mécanique de la puissance de la transmission différentielle peut alors être provoqué, un piston auxiliaire sur lequel arrive l'huile de la canalisation sous pression du changement de vitesse mécanique, par exem- ple par l'intermédiaire d'un tiroir de commande qui subit d'une part l'in- fluence de la manette des gaz et d'autre part celle d'une pompe secondaire de mesure de la vitesse de rotation.
Il suffit donc pour remplir et mettre sous pression le circuit hydraulique., débrayer la marche en division de la puissance de la transmis- sion différentielle du transformateur et effectuer les changements de vi- tesse mécaniques à part une petite pompe de mesure de la vitesse, dune seule pompe à huile sous pression commandée par l'arbre du moteur.
Suivant une caractéristique spéciale de l'invention, le dispositif de freinage d'un élément de la transmission planétaire de division de la puis- sance est construit de façon que le frein se serre sous l'action d'un ressort et se desserre sous Inaction de l'huile sous pression à l'encontre de celle du ressort. Il est possible dans ces conditions, dans le cas où la pression d'huile fait défaut, de continuer à faire marcher le véhicule équipé avec cette transmission au moyen de la transmission mécanique, ou de le freiner
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par le moteur dans tous les cas pendant la descente de pentes de grande lon- gueur.
De plus l'ensemble de la. transmission est disposé de façon à pouvoir faire démarrer le moteur à chaque instant en marcheà vide, ou en poussant ou tirant le véhicule si le démarreur cesse éventuellement de fonctionner.
Quelques exemples de réalisation de l'invention sont représen- tés sur le dessin ci-joint.
Les figs 1 à 13 représentent des exemples de réalisation compor- tant une transmission hydraulique partielle débrayable, et
Les figs 14 à 24 ceux qui comportent une transmission mécanique partielle débrayable,.
Il est facile de voir d'une part que toutes ces solutions compor- tant la caractéristique de l'invention ne sont pas aussi avantageuses., mais d'autre part que d'autres combinaisons sont encore possibles sans difficulté.
Certaines de ces combinaisons décrites conviennent aux voitures de tourisme et d'autres plus particulièrement aux camions lourds ou aux véhicules rou- lant sur rail.
Sur toutes les figures de transformateur hydraulique consiste dans un transformateur avec roue de pompe et de turbine centrifuge à un étage et dispositif directeur à deux étages. Ce transformateur a un excellent ren- dement et un pouvoir de transformation de couple élevé et est construit avec succès par le demandeur depuis plusieurs années. La combinaison suivant l'in- vention pourrait évidemment comporter un transformateur de toute autre forme de construction,, pourvu qu'il remplisse les conditions nécessaires. On peut en particulier envisager l'emploi de transformateurs à étages multiples dans la roue de la pompe et de la turbine.
La fig. 25 représente une transmission suivant l'invention avec dispositif de commande.
Les figs 26 et 27 représentent en plan et en coupe le dispositif de blocage de la commande de la fig. 25, et
Les figs 28 et 29 d'autres formes de réalisation possibles du dispositif de blocage.
Pour rendre l'invention plus facile à comprendre et les diverses formes de réalisation plus faciles à comparer, l'arbre de commande du côté du moteur de la transmission est représenté à gauche de toutes les figures et l'arbre commandé à droite. Suivant la fig. 1, l'arbre du moteur 1 est accouplé avec la série de roues satellites 2, qui engrené avec la couronne extérieure 3 et la roue planétaire 4. La couronne extérieure 3 est accouplée avec l'arbre intermédiaire 5 qui supporte un tambour de frein 6 et la roue de la pompe du transformateur 7.
La roue planétaire 4 est clavetée sur l'ar- bre commandé 8, avec lequel est accouplée en outre la roue de la turbine 9 du transformateur par l'intermédiaire d'un embrayage de roue libre la Cet embrayage de roue libre est disposé de façon à pouvoir transmettre le mouve- ment de la roue de la turbine à l'arbre commandé, tandis qu'il débraye la roue de la turbine lorsque l'arbre commandé tourne plus vite qu'elle.
Au moment du démarrage, l'arbre commandé 8.. et par suite la roue planétaire 4 sont immobiles, les roues satellites 2 roulent donc sur la roue planétaire 4 et font tourner la roue de la pompe 7 par l'intermédiaire de la couronne extérieure 3 à une vitesse multipliée. En raison de la grande vites- se de ce mouvement il absorbe un couple considérable et par suite impose une charge au moteur qui en fait diminuer la vitesse au démarrage ainsi qu'on le désire. Dans ces conditions la puissance est transmise par voie purement hydraulique.
Sous l'effet du couple transmis à l'arbre commandé par la roue de la turbine et la roue planétaire, cet arbre commence à tourner et le vé- hicule se met en mouvement, Lorsque la vitesse de l'arbre commandé et de la roue planétaire augmente, la fraction de puissance transmise mécaniquement augmente et la fraction transmise hydrauliquement diminue., étant donné que le rapport de multiplication de la transmission à la roue de la pompe diminue sans cesse et par suite¯ la puissance absorbée par le transformateurdiminue.
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En même temps la charge du moteur diminue aussi et par suite sa vitesse augmente progressivement jusqu'à ce qu'à une vitesse déterminée du véhicule, à laquelle le transformateur se débraye (vitesse de changement), la vitesse de rotation du moteur soit maximum. Hais dans la mesure où la fraction de la puissance transmise hydrauliquement en faveur de la fraction transmise mécaniquement en fonction de l'augmentation de la vitesse du véhicule, le rendement global de la transmission augmente aussi par rapport au rendement hydraulique.
Dès que les conditions de marche avantageuses de la transmission différentielle sont dépassées, le frein 11 se serre et par suite la couron- ne extérieure 3 et la roue de la pompe 7 s'immobilisent. De ce fait d'une part la roue planétaire tourne plus vite, étant donné que les roues satel- lites roulent sur la couronne extérieure 3 immobile et d'autre part le trans- formateur se débraye complètement sans qu'il ait besoin de se vider complè- tement étant donné que la roue de la turbine se débraye également de l'arbre commandée qui tourne plus vite, sous l'effet 1 du dispositif à roue libre.
Le frein 11 de la transmission de division de puissance peut se serrer automa- tiquement par exemple en fonction de la vitesse de l'arbre de la transmis- sion et de la position du levier d'admission du combustible.
La fig. 2 est un diagramme de fonctionnement de cette simple trans- mission à deux vitesses. Il représente avec des dimensions arbitraires les courbes en fonction de la vitesse du véhicule de l'effort de traction 12, de la vitesse de rotation du moteur 13 et du rendement de la transmission 14, en négligeant les pertes mécaniques et les pertes des divers dispositifs auxi- liaires. Il comporte aussi les courbes de la puissance du moteur 13a trans- mise respectivement mécaniquement et hydrauliquement. L'effort de traction et la vitesse de rotation' du moteur ainsi que la vitesse du véhicule sont con- sidérés comme égaux- à l'unité pour la vitesse nominale maximum.
On voit d'après ces courbes qu'on dispose au démarrage à pleins gaz d'un effort d'environ la.,1 fois plus grand qu'à la vitesse nominalece qui correspond à un rapport de multiplication mécanique d'environ 1 : 4,1.
Il y'a lieu de remarquer en particulier à ce propos qu'on dispose réellement et aussi longtemps qu'on le désire de cet effort de traction à l'encontre d'une transmission de changement de vitesse à engrenages, Les valeurs et rap- ports ainsi obtenus dépendent dans une large mesure du rapport de multipli- cation choisi de la transmission de division de la puissance et de la qualité du transformateur.
D'une manière générale,ces caractéristiques de fonctionnement et puissances de la transmission différentielle satisfont aux conditions à remplir dans une automobile, pourvu que par de autres moyens., par exemple une transmission en série on puisse obtenir une marche à vide et une marche ar- rière. Dans le cas des véhicules lourds on a encore besoin d'une marche de montagne ou plus lente fortement démultipliée. Une transmission de cette na- ture est décrite ci-après avec les fig. 3 et 4 à l'appui.
La fig. 3 est une coupe longitudinale de la transmission et la fig.
4 un diagramme de ses caractéristiques de fonctionnement. La grande roue pla- nétaire 15 est commandée par l'arbre du moteur et la petite roue planétaire 16 est calée sur l'arbre de la transmission 17. Les roues satellites 18 et 19 portées par le support des satellites 20 engrènent avec les roues planétaires.
Le support des satellites est construit,sous forme de boitier rotatif auquel se raccorde un arbre creux 21 sur lequel est calée la roue de la pompe 22 du transformateur. Un frein 23 permet d immobiliser le support des satellites avec la roue de la pompe du transformateur. La roue de la turbine 24 est ac- couplée avec l'arbre de la transmission par un accouplement de roue libre 25.
Un dispositif directeur double est désigné par 26 et une double enveloppe de circulation d'un liquide de refroidissement par 27.
Une combinaison de roues satellites 28 à. trois plans se raccorde à l'arbre de la transmission et permet d'obtenir suivant celui des freins.
29, 30 et 31 qui est serré, une marche normale faiblement démultipliée, une marche de montagne ou lente fortement démultipliée et une marche arrière éga- lement fortement démultipliée. Lorsque les trois freins sont desserrés, les
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arbres de commande et commandés ne sont plus accouplés et par suite la trans- mission fonctionne à roue libre.
Les détails de la construction de la transmission en série sont les suivants: une roue planétaire 33 est calée sur l'arbre de la transmis- sion et ses roues satellites 34 sont portées par un support de satellites 35 calé sur l'arbre commmandé 32.La couronne extérieure 36 constitue en même temps le support 37 des satellites 38 et 39 solidaires entre eux des transmissions planétaires intermédiaire et antérieure. La couronne extérieure 40 de la transmission planétaire intermédiaire est solidaire du support des satellites 35. Une roue planétaire 41 engrenant avec les satellites 39 et une couronne extérieure 42 peuvent être immobilisées par un des freins res- pectifs 29 et 30 et la couronne extérieure 36 par un frein 31.
La trans- mission planétaiw, intermédiaire ne comporte pas de roue planétaire. Le .frein de la transmission de division de puissance est désigné par 23.
Le diagramme de fonctionnement de la fig. 4 représente comme pré- cédemment, avec des dimensions arbitraires, les courbes en fonction de la vi- tesse du véhicule de l'effort de traction, du rendement et de la vitesse de rotation du moteur pour toutes les vitesses de la transmission.
La courbe de l'effort de traction est désignée par 43, la courbe du rendement par 44 et la courbe de la vitesse de rotation du moteur par 45. Ainsi qu'il ressort de ce diagramme, le rendement théorique ateint une valeur de 90 % pour une vitesse qui n'est égale qu'à 12,5 % de la vitessse nominale maximum, de sorte qu'à partir de ce moment 10 % seulement de la puissance du moteur d'ailleurs réduite à 80 % par la diminution de la vitesse de rotation se transforment en chaleur perdue. Les conditions de la marche arrière sont représentées à gau- che de l'axe des abscisses et correspondent en principe à celle de la premiè- re vitesse de marche avant.
Cette transmission permet de réaliser comme d'habitude le freinage par le moteur sur les descentes de grande longueur, simplement en coupant l'ar- rivée des gaz. Pour intensifier Inaction de freinage on embraye en première vitesse. On peut obtenir un freinage encore plus puissant par exemple en cas d'urgence en embrayant la marche arrière. Ces changements de vitesse peuvent s'effectuer à chaque instant et dans n'importe quelle condition de marche, à l'encontre des changements de vitesse à engrenages à arbre de renvoi, avec lesquels il est nécessaire pour embrayer une vitesse plus faible de freiner d'abord le véhicule à la vitesse correspondante pour pouvoir embrayer les griffes de l'embrayage.
A l'encontre des solutions précitées connues depuis peu en Angleterre et aux Etats-Unis, la transmission suivant l'invention per- met d'obtenir des efforts de traction au démarrage notablement plus considéra- bles et un meilleur rendement et par suite une consommation de combustible plus faible au moment du démarrage et aux faibles vitesses du véhicule au prix d'une dépense de construction relativement faible.
Suivant la fig. 5, la transmission de division de puissance, ain- si que la portion hydraulique de la transmission et la transmission plané- taire en série sont d'une forme de construction -spéciale;, qui permet d'ob- tenir un grand nombre de combinaisons de changements de vitesse. L'élément hy- draulique de la transmission consiste dans un transformateur hydraulique 50 et un embrayage hydraulique 51 auxquels correspondent une transmission de di- vision de puissance sous forme de transmission planétaire 52 à double satelli- te et une transmission en série.. sous forme de transmission planétaire 53.
L'arbre du moteur fait tourner le support des satellites 55 sur lequel sont montées les deux séries de roues satellites 56 et 57. La roue planétaire 58 qui engrène avec la série des petits satellites est calée sur l'arbre de la transmission 59 et la couronne extérieure 60 qui engrène avec l'autre série des roues satellites 57 est calée sur un arbre creux sur lequel sont calées la roue de la pompe 61 du transformateur et la roue de la pompe 62 de l'em- brayage.La roue de la turbine 63 du transformateur et la roue de la turbine 64 de l'embrayage sont solidaires entre elles et sont accouplées avec l'arbre de la transmission par l'intermédiaire d'un accouplement à roue libre 65.La transmission en série 53 consiste dans une couronne extérieure 66 calée sur
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l'arbre de commande et un support solidaire de l'arbre
commande 67 de satel- lite double dont les unes 68, engrènent avec une roue planétaire 69 pouvant être freinées pour la marche avant, et les autres, 70, avec une couronne ex- térieure 71 qui peut être freinée pour la marche arrière. En disposant une roue planétaire 75 engrenanat avec les petites roues satellites et en ser- rant le frein à disque 76,solidaire de cette roue planétaire, on peut obte- ni encore une vitesse plus lente de marche avant. Pour la marche à vide, tous les freins sont desserrésLa couronne extérieure 60 de la transmis- sion planétaire 52 peut être freinée par un frein 72, ainsi qu'une couronne extérieure 73 engrenant avec les autres roues satellites au moyen d'un.frein 74.
@ Au moment du démarrage, seul le frein de marche avant 76 de la' transmission en série est serré tout d'abord, tandis que les quatre autres freins sont desserrés. 0 On obtient ainsi d'abord une marche au transformateur ' avec division de la puissance, puis en remplissant l'embrayage 51 au lieu du transformateur 50, on obtient ensuite une marche à l'embrayage hydraulique .
avec division de la puissance.Puis le frein 72 se serre, l'arbre de commande 59 tourne plus vite et par suite les roues de la turbine de l'embrayage et du transformateur se débrayent de cet arbre par 1'intermédiaire du disposi- tif à roue libre.On obtient ainsi une marche purement mécanique avec un rap- port de multiplication correspondant à celui de la transmission planétaire (56/57/58). En desserrant le frein 72 et en serrant le frein 74 on obtient une marche purement mécanique avec rapport de multiplication plus grand.
On dispose donc avec cette transmission dont l'application n'est nullement li- mitée aux véhiculés roulant sur route, mais convient particulièrement aux automotrices et aux locomotives,, de deux vitesses hydrauliques et de deux vitesses mécaniques en marche avant ainsi qu'en marche arrière dont le nom- bre peut encore être doublé en marche avant en échangeant les freins 71 et 76. Le passage de la première à la seconde vitesse hydraulique s'effectue en échangeant le remplissage des circuits hydrauliques, tandis qu'on em- braye les autres vitesses simplement en serrant et desserrant les freins.
Lorsque la transmission ne comporte qu'un transformateur et'pas d'embrayage hydraulique et que le transformateur est rempli en permanence, il est né- cessaire d'intercaler pour la seconde vitesse mécanique un embrayage entre la roue de la pompe 61 du transformateur et la couronne extérieure 60.On débraye cet embrayage pour la seconde vitesse mécanique pour ne pas faire tourner la roue de la pompe dans le sens rétrograde$ Cet embrayage peut être construit par exemple sous forme d'embrayage à disques, qui permet en outre d'embrayer un changement de vitesse à baladeurs remplagant la transmission planétaire en série 53.
Une autre solution possible consiste à monter un dis- positif à roue libre renversée (dispositif à roue libre de marche arrière) par l'intermédiaire duquel la roue de la pompe se débraye automatiquement de la couronne extérieure dans la position de marche précitée.
L'embrayage de changement de. vitesse ou de roue libre peut aussi être remplacé par un dispositif de vidange du transformateur, ce qui permet de faire l'économie de l'embrayage à roue libre 65.
@ La transmission de la fig. 5 convient aux véhicules fonction- nant dans des conditions particulièrement rigoureuses en raison des nombreu- ses possibilités de changements de vitesse qu'elle comporte. Bien entendu, lorsque les conditions sont moins rigoureuses, quelques uns des dispositifs représentés peuvent être supprimés. I1 y a lieu de remarquer particulière- ment que la forme de réalisation représentée de la transmission planétaire de division.
de la puissance ne comportant qu'un, seul circuit hydraulique et une transmission en série qui permet de n'embrayer que la marche à vide et la marche arrière, permet d'obtenir en marche avant ainsi qu'en marche arrière une première vitesse hydraulique avec division de la puissance, une seconde vitesse légèrement multipliée et une troisième vitesse mécanique fortement multipliée.
La fig. 6 représente un autre exemple de réalisation. La roue de la pompe 80 du transformateur est accouplée avec la roue planétaire à
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rencontre des formes de réalisation des fig. 1 à 5, tandis que l'arbre de commande 81 est accouplé avec la couronne extérieure 82. Le support 83 clés satellites commandé par l'arbre du moteur passe en dehors ou autour de la transmission planétaire. On obtient ainsi dans la transmission de division de la fréquence un rapport de multiplication uplus petit que l'unité. Comme précédemment, la roue de la pompe 80 peut être immobilisée par un frein 84 et la roue de la turbine 85 peut se débrayer de l'arbre de commande au mo- yen d'un embrayage de roue libre 86.
La transmission en série 87 est une transmission planétaire à deux plans comportant une roue planétaire 88, calée sur l'arbre de commande,, et une roue planétaire 90, montée à rotation sur l'arbre commandé 89. Le support des satellites peut être immobilisé par un frein 91 et une couronne extérieure engrènant avec une série des roues planétaires par un frein 92.Une couronne extérieure 93 engrenant avec 1-'au- tre série de roues satellites peut être accouplée à rotation avec l'arbre commandé au moyen d'un manchon d'embrayage à griffes 94, qui sert en outre à accoupler l'arbre commandé avec la roue planétaire 90 et en même temps la couronne extérieure et la roue planétaire avec l'arbre commandé (prise di- recte)
Un autre frein 93 a sert à immobiliser la couronne extérieure 93Sui- vant la position des freins et des embrayages, cette transmission permet d'em- brayer par la marche au transformateur avec division de la puissance et la marche mécanique, la transmission hydraulique étant débrayée, cinq vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière.
Les figs 7.,. 8, 9 et 10 représentent quelques autres exemples de réalisation de la transmission différentielle suivant l'invention, les figs 7 et 8 représentent respectivement une forme de réalisation dans laquelle la transmission planétaire est disposée en arrière du transformateur et les figs 9 et 10, deux formes de réalisation avec transmission planétaire à roues coniques. Le rapport de multiplication de la transmission à roues coniques de la fig. 9 est u = 1, et celui de la transmission de la fig. 10 est plus grand que 1.
Une autre combinaison appropriée du dispositif de la fig. 10, permet aussi d'obtenir un rapport u (le
La transmission représentée schématiquement sur la fig. 11 est analogue à celle de la fig. 5 et ne comporte qu'un circuit.hydraulique et un embrayage à disques 95 qui sert à accoupler la roue planétaire 96 de la trans- mission de division de puissance avec l'arbre de commande. Une particularité de cette transmission consiste à intercaler, entre la roue de la turbine du transformateur et l'arbre commandée une transmission planétaire 97 de démul- tiplication qui permet d'employer dans cette combinaison un transformateur à grande vitesse. La couronne extérieure de la transmission planétaire 97 est solidaire du carter de la transmission. Pour obtenir les deux vitesses mécaniques possibles, on vide le transformateur.
Lorsque la transmission de division ne peut pas s'embrayer, c'est- à-dire que l'embrayage 95 n'existe pas., on peut provoquer le débrayage de la portion hydraulique de la transmission, le transformateur restant rempli., en immobilisant la couronne extérieure de la transmission planétaire par un frein qui se desserre pendant la marche mécanique. La transmission planétaire 97 remplit alors avec le frein de la couronne extérieure la fonction du dis- positif de roue libre 10 de la fige 1 ou 65 de la fige 5.
La fig. 12 représente une autre variante avec transmission pla- nétaire de division à deux plans, dans laquelle la roue de la pompe 100 est accouplée avec une des roues planétaires 101 et l'arbre commandé 102 avec le support des satellites 103. Le support des satellites se trouve alors entre les deux séries de roues satellites. Il existe encore outre les deux séries de roues satellites une autre série de roues satellites 104 avec roue plané- taire 105 pouvant être freinée. Le' frein de la roue 106 de la roue de la pom- pe et le frein 107 de la roue de la turbine sont construits de façon à se serrer alternativement par des segments de frein communs 108. On obtient la marche arrière en freinant la troisième roue planétaire.
La forme de réalisation de la fig.13 -consiste comme précédemment dans une transmission planétaire de division de la puissance à deux plans qui
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est actionnée par 1-'intermédiaire de la roue planétaire 110. La petite roue planétaire 111 est accouplée avec l'arbre commandé 112, sur lequel est aussi calée la roue de la turbine 114 du transformateur par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre 113.La roue de la pompe 115 est actionnée par l'in- termédiaire de la couronne extérieure 116 avec intercalation d'un dispositif à roue libre de marche arrière 117.
Les deux couronnes extérieures 116 et 118 ainsi que le support des satellites 119 peuvent être immobilisés par
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des freins respectifs 116a, ll8a et 1l9aa
Au moment du démarrage en marche au transformateur avec division de la puissance, tous les freins sont desserrés,, Le transformateur tourne à une vitesse légèrement multipliée, puis le frein 116a se serre et par suite
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la roue de la pompe H5 s'imInobilise" L'arbre commandé est alors actionné par 1.' intermédiaire de la transmission planétaire sous forme purement méca- nique. La roue de la turbine 114 se débraye de l'arbre commandé par l'in- termédiaire du dispositif à roue libre 113. Pour obtenir la vitesse suivante, le frein 118a se serre et le frein 116a se desserre.
La roue de la pompe se débraye par l'intermédiaire du dispositif à roue libre 117 de la couronne extérieure 116 qui tourne maintenant en sens inverse. On obtient une vitesse encore plus multipliée en serrant le frein 119a du support des satellites et en desserrant le frein 118a.
Les autres formes de réalisation des fig.14 à 24 diffèrent de celles des fig. 1 à 13 du fait que la portion mécanique de la transmission différentielle est débrayable au lieu de la portion hydraulique. Le fonction-
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nement de cette transmission est décrit en détail avec la fige 14 à 15apPui.
L'arbre 120 du moteur fait tourner le support des satellites 121 dont les satellites 122 engrènent avec la roue planétaire 123 et la couronne extérieure 124.La roue planétaire 123 est calée sur l'arbre de la roue de la
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pompe, tandis que la couronne extérieure 124 est accouplée par 1-interméd:L- aire d'un embrayage à roue libre 125 avec l'arbre commandé 126 sur lequel est en outre clavetée la roue de la turbine.
La couronne extérieure 124 peut
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être immobilisée par un frein 127 Le transformateur comporte un dispositif directeur rotatif 128 qui, en marche au transformateur est immobilisé par
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un frein 129 Pour faire démarrer le véhicule, on frei la roue directrice du transformateur et la puissance se transmet, en partie î.ydraulâquexnen-t9 par l'intermédiaàre du transformateur et, en partie mêca.quemen-9 par 1' i+ termédiaire de la couronne extérieure à l'arbre commandé 126. Puis le frein 127 se serre, le frein 129 de la roue directrice se desserre et par suite la roue de la pompe du transformateur tourne plus vite ainsi que la roue de
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la turbine par 1'inter.médiaire de l'embrayage hydraulique.
L'arbre commandé peut tourner librement dans l;}embrayage à roue libre. Le transformateur fonc- tionne dans cette position de marche sous forme d'embrayage hydraulique. Alors qu'ainsi que Inexpérience 1 la démontré le pouvoir de transmission d'un trans-
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foEnateur de couple à roue directrice rotative est insuffisant à la mène vi- tesse de rotation que pendant la marche au transformateur,, c'est-à-dire que son glissement est trop considérable, et que par suite, ainsi qu'il a déjà été dit d'une manière générale, il ne convient pas à cette position de marche,, la roue de la pompe et par suite la roue de la turbine tournent à une plus grande vitesse suivant l'invention lorsque la roue directrice est débrayée, de sorte que le couple,
qui peut être transmis par le circuit hydraulique
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agissant sous forme d'embrayage hydranliques augmente.. On obtient ainsi pour le transformateur, même fonctionnant sous forme d'accouplement, un pouvoir de transmission suffisant avec un glissement suffisamment réduit. A l'encon-
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tre des formes de réalisations décrites ci-dessus., les propriétés dil amortis sement des oscillations de la transmission hydraulique peuvent être mises à profit dans toutes les vitesses.
Les formes de réalisation des fige 15, 16 et 17 ne se distinguent
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guère de celle de la fi ge 14 et sont faciles à comprendre sans autre empli- cations
La fig. 18 représente une forme de réalisation avec transmission
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planétaire 140 comportant des roues satellites doubles J/l1 et, 142 et une roue
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planétaire supplémentaire 144 pouvant être immobilisée par un frein 143.Le débrayage de la portion mécanique de la transmission s'effectue par un frein 145 dont le tambour de frein est calé sur l' arbre intermédiaire 147 qui por- te la roue planétaire 146 et par un embrayage à griffes à roue libre 148, disposé entre cet arbre 147 et la roue de la turbine 149 calée sur l'arbre commandé.
L'embrayage à griffes à roue libre peut être bloqué au moyen d'un manchon d' embrayage 150 actionné à la main. Cette forme de réalisation peut encore comporter de la même manière que celle de la fig. 5 un embra- yage hydraulique dont la roue de la pompe est accouplée avec la roue de la pompe du transformateur et la roue de la turbine avec la roue de la turbine de ce transformateur. La première vitesse obtenue avec cette transmission est une vitesse au transformateur avec division de la puissance, la seconde vitesse est une vitesse obtenue par embrayage hydraulique en échangeant le remplissage des circuits hydrauliques avec division de la puissance et on dispose encore de deux vitesses obtenues par embrayage hydraulique sans di- vision de puissance et avec des rapports de multiplication différents en serrant les freins respectifs 143 et 145.
Le dispositif à roue libre peut être bloqué pour réaliser le freinage par le moteur. Il y a lieu d'ajouter qu'il est possible également de faire tourner en même temps d'une manière connue en soi le transformateur fonctionnant sous forme d'embrayage en dé- brayant le carter de la roue directrice de façon à renforcer l'accouplement..
La fig. 19 représente une transmission comportant une transmis- sion de division de puissance 160 avec support 163 de satellites disposé en- tre les deux séries de roues satellites 161 et 162 comme dans la forme de réalisation de la fig. 12. La transmission en série 164 comporte comme pré- cédemment trois séries de roues satellites 165, 166 et 167, et trois freins 168, 169 et 170 dont le premier se serre pour la marche normale, le second pour la marche à petite vitesse et le troisième pour la marche arxiêxer tan- dis que les trois freins sont desserrés pour la marche à roue libre. La roue planétaire 171 de la transmission planétaire intermédiaire est calée sur l'arbre de la transmission 172 qui porte en outre la couronne extérieure 173 de la première série.
La couronne extérieure 174 de la série interné- diaire est accouplée avec le support 175 de la première série des satellites et avec la roue planétaire 176 de la troisième série, tandis que le support 177 de la deuxième série de roues satellites et le support 178 de la troi- sième série sont accouplés avec l'arbre commandé. La roue planétaire de la première série,la couronne extérieure de la seconde série et la couronne extérieure de la troisième série peuvent être immobilisées par les trois freins précités. Un frein 180 sert à immobiliser le support des roues satel- lites pendant la marche avec division de puissance.
Les fig. 20, 21 et 22 représentent les formes de réalisation com- portant un embrayage hydraulique dans la portion hydraulique de la transmis- sion et la fig. 23 une forme de réalisation qui comporte dans la portion de transmission hydraulique un embrayage hydraulique, mais aussi un transforma- teur sans division de puissance.
La fig. 24 représente une transmission qui permet d'embrayer, outre la marche à vide, quatre vitesses hydrauliques de marche avant et une vitesse hydraulique de marche arrière.
L'arbre du moteur fait tourner le support 190 des satellites dont la roue planétaire 191 est accouplée avec la roue de la pompe 192, tandis que la couronne extérieure 194, qui peut être immobilisée par un frein 193, est accouplée par l'intermédiaire d'un embrayage de roue libre 195 avec la roue planétaire 196 de la seconde série de roues satellites., qui est accouplée par un arbre intermédiaire 207 avec la roue de la turbine 208. Le support 199 qui porte les roues satellites 197 de cette série et les roues satellites 198 de la série suivante, peut être immobilisé au moyen d'un autre frein 200. La couronne extérieure peut être immobilisée par un frein 202, tandis que la couronne extérieure 203 peut être accouplée avec l'arbre commandé suivant la position d'un manchon d'embrayage mobile 204.
Le manchon d'embrayage 204 per- met également d'accoupler la roue planétaire 206 avec 1-'arbre commandé. Le
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frein 209 sert à immobiliser ou à rendre libre la roue directrice du trans- formateur.
En serrant les freins 200 et 209 et en poussant le manchon d'em- brayage 204 vers la gauche, on obtient la première vitesse au transformateur avec division de la puissance. En desserrant le frein 200 et en serrant le frein 202, on passe à la seconde vitesse de marche au transformateur avec division de la puissance. Pour obtenir la troisième vitesse, on serre en plus le frein 193 et le frein 209 de la roue directrice. Cette vitesse est une vitesse obtenue par embrayage hydraulique sans division de puissance.
Elle pourrait aussi être obtenue par le transformateur. Pour embrayer la qua- trième vitesse, on pousse légèrement le manchon d'embrayage 204 vers le droi- te, de façon à accoupler ainsi la roue planétaire 206 ainsi que la couronne extérieure 203 avec l'arbre commandé (marche obtenue par embrayage hydrauli- que avec rapport de multiplication différent).
Pour embrayer la marche arrière, on serre le frein 200 (ou aussi les freins 200 et 209) et on pousse le manchon d'embrayage 204 vers la droi- te. En marche à vide tous les freins sont desserrés et le manchon d'accouple=- ment 204 occupe sa position de fin de course à gauche ou à droite.
La fige 25 représente un dispositif de commande d'une transmission qui se compose d'une transmission différentielle à transformateur 301 et d'une transmission planétaire en série 302. L'arbre du moteur 303 porte le support des satellites 304 de la transmission planétaire de division de puissance, dont la roue planétaire 305 est accouplée avec l'arbre 306 de la transmission et dont la couronne extérieure 307 est accouplée avec la roue de la pompe 308 du transformateur hydraulique.
La roue de la turbine 309 du transformateur est accouplée avec l'arbre de la transmission 306 par l'intermédiaire d'un dispo- sitifà roue libre.L'arbre de la transmission fait tourner une transmission planétaire 302 qui se compose de trois séries et comporte trois freins311, 312 et 313 servant à embrayer la marche normale, la marche en montagne et la marche arrière.
L'arbre du moteur 303 fait tourner une pompe à engrenage 314 qui alimente en huile sous pression une canalisation 315. Cette canalisation fait arriver l'huile en passant par une soupape de retenue 316 dans le cylindre 317 de l'accumulateur d'huile sous pression et à partir de cet accumulateur par des tuyaux 318'et 319, dans le tiroir de commande 320Trois tuyaux 321' 322 et 323 partent dutiroir de commande' -et aboutissent dans les 3 cylindres 324..
325 et 326 des pistons auxiliaires des freins des diverses vitesses de la transmission planétaire. En serrant le frein 311, on embraye la vitesse nor- male, en serrant le frein 312, la vitesse de montagne et en serrant le frein 313, la marche arrière. Les trois freins sont desserrés pour la marche à vi- de.
L'accumulateur consiste, outre le cylindre précité 317, dans un piston 327 coulissant dans ce cylindre et chargé par un ressort 328.Une tige de piston 329 sortant du cylindre s'attache sur le piston 327.
Le tiroir de commande 320 se compose de deux pistons coulissants 330 et 331, qui peuvent être poussés par une tige de commande 332 comportant un collet intermédiaire 333,à l'encontre de Inaction de ressorts.Le mouve- ment de la tige de commande 332 vers la droite provoque celui du piston 331 et le mouvement de cette tige de commande vers la gauche, celui du piston 330.Suivant l'invention, la tige de piston 329 de l'accumulateur d'huile sous pression comporte un cliquet 334, chargé par un ressort, représenté en détail sur les fig.
26 et 27. Lorsque le piston de l'accumulateur d'huile sous pression monte, le cliquet 334 est poussé en arrière par des surfaces obliques appropriées 335 de la tige de commande 332 qui sert au blocage, jus- qu'à ce que le piston ait atteint sa position la plus élevée dans laquelle le cliquet revient dans sa position de blocage. Suivant la fig. 26, la por- tion de la tige de commande 332., qui sert de verrou de blocage, comporte diverses encoches 336 dans lesquelles le cliquet 334 peut glisser lorsqu'on pousse la tige de commande d'une position d'embrayage dans l'autre.
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Un régulateur de pression d'huile 337 se raccorde à la canali- sation d'huile sous pression 315 et commande par le bord antérieur de son piston de petit diamètre 338 un orifice d'échappement auxiliaire 339, en rè- glant ainsila pression à la valeur qu'on désire, par exemple de cinq atmos- phères.
L'huile'peut arriver sur un second piston de commande 340 de plus grand diamètre du régulateur de pression par un tuyau dérivé 341 et 34le qui se raccorde également à la canalisation sous pression 315 et comporte une soupape d'arrêt 342 et une soupape de commande 343.Le piston de la soupape 342 est chargé par un ressort et est poussé en position d'ouverture par une tige 344 réunie à la tige de piston 329 de l'accumulateur d'huile sous pres- sion tant que l'accumulateur est complètement chargé mais redevient libre dès que l'accumulateur s'est légèrement vidé. Le piston de commande 347 est également chargé par un ressort qui pousse le piston en position d'ouverture tant que la portion 332" de la tige de commande 332 le permet.
Cette portion comporte en effet deux encoches 345 et 346, qui dans la position de la tige de commande correspondant à la marche à vide (L) et à la marche normale (N) viennent au voisinage d'un prolongement 384 solidaire du piston de commande 347 de la soupape 343 et comportant un galet, en permettant ainsi à la sou- pape de venir en position de fermeture dans les deux positions d'embrayage, tandis que dans les positions d'embrayage pour la marche en montagne (B) et la marche arrière (R), cette soupape reste soulevée, et par suite ouverte.
Une canalisation 350 de remplissage du transformateur part de la canalisation d'huile sous pression 315 et aboutit au transformateur par l'in- termédiaire d'une soupape de réduction 351.
Un autre tuyau dérivé 352 aboutit au tiroir de commande 353 par lequel l'huile sous pression arrive sur le piston auxiliaire 354 du frein 355.
Le tiroir de commande 353 subit d'un côté l'action d'un ressort dépendant de la position de la manette des gaz et de l'autre côté la pression d'une pompe secondaire 356 de mesure de la vitesse de rotation., qui est actionnée par l'arbre 306 de la transmission.
Le frein 312, qui sert à embrayer la marche en montagne., est construit de façon à faire agir sur une de ses extrémités le piston du cylin- dre auxiliaire et sur l'autre un levier 357 actionné à la main.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant-.
Pour embrayer la marche à vide, on amène la tige de commande 332 dans la position intermédiaire représentée sur la figure., dans laquelle l'ar- rivée d'huile dans les cylindres d'embrayage de la transmission planétaire 302 est interrompue. Les trois freins 311, 312, 313 sont donc desserrés. Le tiroir de commande 353 se trouve également dans la position représentée sur le dessin, de sorte que l'huile sous pression refoulée par la pompe 314 pous- se le piston auxiliaire 354 en arrière et que le frein 355 de la couronne extérieure 307 de la transmission planétaire de division de puissance est desserré..
Pour embrayer à la vitesse normale, on pousse la tige de commande 332 légèrement vers la gauche au moyen d'un levier à main, non représenté, et cette tige entraîne par le collet 333 le piston 330 également vers la gauche. La communication est ainsi établie entre les tuyaux 318 et 321 et en même temps l'encoche 336, fige 26, vient temporairement au voisinage du cli- quet 334 en faisant ainsi cesser le blocage de l'accumulateur.
La puissance totale de l'accumulateur est ainsi disponible pour provoquer l'embrayage.\! c'est-à-dire le serrage du frein 311. Le mouvement de la tige de commande 332 fait sortir-le prolongement 348 du piston de commande 347 de l'encoche 345 et le fait pénétrer dans l'encoche 346. La soupape d'arrêt 342 rendue libre par la tige 344 revient dans sa position de fermeture sous l'action de son ressort de charge et la pression n'agit plus sur le piston 340 par le tuyau 341', de sorte que le régulateur de pression 337 règle la pression de l'hui- le dans la canalisation à sa valeur maximum.
Une fois l'embrayage effectué, la pompe 314 recharge l'accumula- teur par l'intermédiaire de la canalisation 315 et de la soupape de retenue
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316.Une fois l'accumulateur complètement chargé, le blocage se rétablit automatiquement et en outre,.- la soupape 342 s'ouvre sous l'action de la tige 344. Il en résulte que la pression s'exerce de nouveau sur le grand piston 340 du régulateur de pression 337 qui, par suite, règle la pression à une valeur plus faible.
S'il s'agit d'embrayer la marche en montagne, on pousse la tige de commande 332 plus loin vers la gauche, en amenant ainsi temporairement l' encoche suivante 336' dans le voisinage du cliquet 334, de sorte que l'ac- cumulateur commence aussitôt à se décharger sous l'action de son ressort de charge et provoque 1-'embrayage de la vitesse suivante par le serrage du frein 312.Le mouvement précité de la tige de commande a pour effet de faire communiquer le cylindre 325 avec le tuyau 318, tandis que la communication entre les tuyaux 318 et 321 est coupée et que la pression ne s'exerce plus dans le tuyau 321.
Ce mouvement de la tige de commande a fait monter en même temps par son prolongement 332' le piston 347,étant donné que le prolongement 332" ne comporte pas d'encoche au point correspondant et par suite la soupape régulatrice 337 règle la pression d'huile à sa valeur maximum tant que la marche en montagne reste embrayée, c'est-à-drie que la tige de commande reste dans cette position,
Les autres embrayages s'effectuent d'une manière analogue. Ainsi qu'on peut le voir, une fois l'accumulateur chargé, le régulateur de pression règle la pression à une valeur-plus faible en marche normale, ainsi qu'en marche à vide, qui correspondent aux encoches 345 et 346.
Dans certains cas, la fonction de la soupape de commande 343 peut être remplie par le tiroir de commande 320 en raccordant à cet effet le tuyau de commande 241., non pas à la canalisation sous pression 315 de la pompe, mais avec les tuyaux de distribution disposés en aval du tiroir de commande 320 des freins des vitesses pour lesquelles la pression peut ou doit être plus faible. Tel serait le cas pour le tuyau 321 du frein de la vitesse normale.
Si on désire aussi que dans cette forme de réalisation la pression dans la canalisation soit plus faible pour la marche à vide, comme ci-dessus, il y a lieu de prévoir à cet effet un tuyau sous pression spécial passant par le tiroir de commande 320 et aboutissant au tuyau de commande 341. Il y a lieu encore de faire remarquer en particulier que pour toutes les vitesses em- brayées par la transmission planétaire en série de la transmission décrite ci-dessus, deux modes de fonctionnement différents son possibles, à savoir une marche au transformateur avec division de la puissance (transmission différentielle par le transformateur) qui consiste à transmettre la puis- sance, en partie par l'intermédiaire du transformateur, et en partie par voie purement mécanique,
et une marche purement mécanique qui consiste à freiner la roue de la pompe 309 du transformateur par le frein 355 et à actionner la portion mécanique de la transmission à une vitesse de rotation plus grande correspondant au rapport de multiplication de la transmission planétaire,, Le passage d'un mode de fonctionnement à 1-'autre, s'effectue alors automatique- ment.
Le dispositif de blocage du piston de l'accumulateur est repré- senté schématiquement sur les fige 25 à 27. Les fig. 28 à 30 représentent trois formes de construction possibles e ce dispositif.Comme précédemment, la tige du piston de l'accumulateur d'huile sous pression est désignée par 329 et comporte à son extrémité supérieure un cliquet 360 qui y est monté à rotation. Ce cliquet est poussé par un ressort 361 vers la droite contre le verrou 362 qui, sur la fig, 28, peut coulisser et sur les fige 29 et 30, peut tourner. Le mouvement de translation et de rotation du verrou 362 est provoqué par un ressort 363 et est commandé par un arbre de commande 364 ou une tige de commande 365 avec saillies 366 et encoches 367.
Le fonction- nement des encoches 367 est le même que celui des encoches 336 de la tige de commande 332 de la forme de réalisation des fig. 25 à 27.
Le fonctionnement du dispositif de blocage des fige 28 à 30 est le suivants
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L'arbre de commande 364 est accouplé d'une manière appropriée avec la tige de commande 332, fig.25, ou avec son levier de réglage. Lors- que l'arbre de commande tourne d'une position d'embrayage dans une autre, le verrou 362 est poussé temporairement par son ressort 363 vers la droite tant que son galet 368 se trouve en face d'une encoche 367. Le piston de 1'accumulateur est ainsi débloqué et peut commencer à descendre.
Mais lors- qu'une fois le mouvement d'embrayage de la tige de commande 332 et de l'ar- bre de commande 364 est terminé, le piston de l'accumulateur n'est pas en- core suffisamment descendu pour que le cliquet 360 se soit éloigné du ver- rou 363, le verrou repousse le cliquet en arrière à l'encontre de Inaction du ressort 361 jusqu'à ce que le piston soit suffisamment descendu ou qu'il soit remonté jusqu'à ce qu'il s'enclenche du fait que 1-1 accumulateur se remplit.
La tige de commande 365 de la forme de réalisation des fig. 29 et 30 peut être accouplée directement avec la tige de commande 332, comme l'indique la fig. 25.
Il est facile de voir que le dispositif peut être appliqué à un nombre de vitesses quelconque et que l'huile sous pression peut aussi être remplacée par l'air comprimé.
EMI18.1
R E V E N D I G A T T 0 l S la - Transmission pour automobiles consistant dans un circuit hydraulique avec roues motrices tournant dans le même sens et transmission planétaire simple à un ou deux plans montée en série avec le circuit hydrau- lique et fonctionnant sous forme de transmission de division de la puissance, qui divise la puissance qu'elle reçoit du moteur de commande, de façon à la transmettre à l'arbre commandé., en partie hydrauliquement et en partie pure- ment mécaniquement, caractérisée en ce qu'une des deux portions de transmis- sion de la puissance peut être débrayée et que Isolément accouplé avec cette portion de la transmission planétaire de division peut être immobilisé par un frein pour augmenter la vitesse de rotation de l'autre portion (fig. 1, 3, 5 à 13 et 14 à 24).