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TRANSMISSION POUR TRANSFORMATEURS HYDRAULIQUES DE COUPLE.
L'invention concerne une transmission avec'un transformateur hydrodynamique de couple pour une transmission de force d'un organe entraî- neur à un organe entraîné pour le changement de la vitesse de rotation com- muniquée à l'organe entraîné relativement à celle que la machine entraîneuse ou une autre source d'énergie communique à l'organe de transmission entraî- neur .
Pour obtenir dès caractéristiques de couple relativement éle- vées avec un nombre minimum de séries de couronnes d'aubage et une croissan- ce rapide du rendement du transformateur, lorsque la turbine ou l'arbre en- traîné est accéléré, on peut désirer installer une sorte de transformateur de couple à double rotation, dans lequel les aubes de réaction sont fixées de manière à ne pouvoir tourner, mais sont agencées de telle façon qu'elles,; puissent tourner dans un sens qui est opposé au sens de rotation de la pom- pe, les aubes tournant en sens opposé étant reliées par des transmissions à l'organe de turbine tournant vers l'avant, de façon telle qu'un couple supplémentaire soit appliqué à l'arbre entraîné de l'agencement.
Le domaine de vitesses dans lequel le transformateur à rotation double est efficace est relativement limité en comparaison avec le domaine d'activité d'un transformateur à rotation simple, dans lequelles aubes directrices ou de réaction sont maintenues immobiles.
L'objet de l'invention est, par conséquent, une transmission pour le travail tantôt comme transformateur à rotation simple, tantôt comme transformateur à rotation double, qui contient un organe de réaction monté de manière à pouvoir tourner, des organes de freinage libérables pour le maintenir, des organes pour l'actionnement des organes de freinage action- nés par liquide sous pression, pouvant tourner et fixes, ainsi qu'un organe de contrôle et des organes qui sont dépendants de changements prédéterminés du rapport de vitesses entre l'organe entraîneur et.l'organe entraîné, pour
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mouvoir la soupape qui produit la mise en train ou la libération des organes de freinage.
On prévoit avec avantage pour une liaison d'entraînement méca - nique alternative entre ces organes, un accouplement à frottement, un dispo- sitif d'embrayage, une source de liquide sous pression ainsi que des con- duites et des soupapes au moyen desquelles du liquide sous pression venant de la source exerce facultativement, sur l'accouplement, une force tendant à l'engager ou à le dégager, de sorte que lorsque le liquide sous pression engage l'accouplement, le dispositif d'embrayage soit aussi rendu automa- tiquement inefficace.
On a alors un point de changement, qui se présente pour un cer- tain rapport de vitesses entre les organes d'entrée et de sortie du trans- formateur du type à double rotation, pour lequel a lieu le passage du mode de travail à double rotation au mode de travail à simple rotation ou inver- sément. L'invention prévoit aussi l'agencement d'organes automatiques pour procéder à ce passage du mode de travail à double rotation au mode de tra- vail à simple rotation.
Sur le dessin, on a représenté un exemple de réalisation de l'invention.
Figure 1 est une coupe longitudinale axiale dans une transmis- sion suivant l'invention..
Figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Figure 1.
Figure 3 montre schématiquement le système de distribution de la transmission.
La transmission représentée comprend une enveloppe ou carter extérieur 10 qui peut'être adapté au carter supérieur ou à une autre partie fixe, par exemple d'un moteur à combustion qui dans le présent exemple peut être considéré comme l'organe entraîneur ou producteur de l'énergie d'en- trée. Dans le carter fixe 10 est agencé de manière à pouvoir tourner le carter tournant 12 du transformateur, qui, dans l'exemple de réalisation est entraîné par le volant 14 du moteur.
Dans le carter 12 se trouve une chambre 16 pour la circulation du liquide sous pression, ainsi qu'une couronne d'aubes de pompe ou d'im- pulsion 18.
Un élément de turbine central s'étendant axialement 20 est monté dans un palier 22 .adapté dans un prolongement intérieur 10a du car- ter fixe 10, et dans un palier 24 adapté au carter tournant 12, ce dernier étant centré radialement sur l'arbre moteur et le volant.
L'élément turbine est pourvu d'une'partie en plateau 26, qui est disposé dans la chambre 16 et qui porte une série d'aubes de turbine 28, qui porte un organe annulaire intérieur 30 avec une autre'série d'aubes de turbine 32. Entre les aubes 32 et 28, une partie en forme de plateau 36 d' un organe de réaction 38 porte une série d'aubes de réaction ou de guidage 34, et cet organe de réaction contient entre autres une partié en arbre creux ou manchon 40, qui est montée.concentriquement à l'arbre de l'organe turbine- 20 dans des paliers 42 entre les deux parties d'arbre et dans un palier 44 entre l'organe de réaction et une partie s'étendant radialement vers l'inté- rieur, du carter tournant 12.
Une liaison mécanique directe entre l'organe entraîneur de la transmission et l'organe turbine est constituée par un accouplement à fric- tion 46 muni de plusieurs plateaux. Cet accouplement contient des plaques . entraîneuses 48 qui sont montées à rotation, et de manière à pouvoir se dé-
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placer axialement sur des saillies qui sont formées à l'intérieur sur l'é- lément entraîneur 50, et des plaques entraînées 52 qui sont montées à rota- tion et de manière à pouvoir se déplacer axialement sur une partie en manchon 54 qui est claveté sur l'organe de turbine 20 et forme partie de celui-ci.
L'accouplement 46 est actionné par un organe de manoeuvre 55 en forme de - plateau annulaire, qui est situé dans un évidement de l'élément entraîneur
50. Entre celui-ci et le plateau 56 sont disposées des bagues d'étanchéité
58 et 60.
La transmission peut être pourvue d'une transmission (change- ment de vitesse) à roues dentées qui coopère avec la transmission de change- ment de marche non représentée, par l'intermédiaire d'une roue dentée 62.
L'extrémité d'arbre 64, qui est montée dans un palier 66 dans le carter fixe et dans un autre palier 68 entre celui-ci et l'élément de turbine 20, est pour- vue d'une pièce en moyeu 70 à laquelle sont fixées des dents extérieures 72 , auxquelles est fixée de manière à pouvoir coulisser, une couronne de change- ment de marche qui est pourvue de dents 76 engrènant avec une roue dentée libre de changement de marche, non représentée.
Comme l'élément de turbine 20, lorsqu'il se trouve en position neutre et tourne autour de l'organe d'entraînement, tourne également sous l'action de la commande hydraulique, il doit, pour donner un entraînement direct ou inverse sans secousses, être synchronisé avec l'extrémité d'arbre, avant que les dents soient amenées en prise les unes avec les autres ; ce but on a prévu l'accouplement de synchronisation 80 commandé par liquide sous pression.
Cet accouplement est construit de manière analogue,à l'ac- couplement 46 et contient un certain nombre de plateaux entraîneurs 78 qui sont fixés les uns à l'élément de turbine et les autres à la paroi exté- rieure d'un évidement prévu dans la pièce annexe 70 de l'extrémité d'arbre
Les accouplements 46 et 80 sont avantageusement actionnés par un système à liquide sous pression commun. Dans le carter fixe 10 se trouve un puisard 82 pour le liquide pour actionner le transformateur hydraulique de couple et les accouplements. Une pompe 84., de préférence du type à en- grenages, est adaptée au prolongement 109 du carter fixe et est entraînée par une roue dentée 86 agencée dans le carter fixe 14 et qui est en prise avec une roue dentée 88 montée sur l'arbre de la pompe.
La pompe 84 as- pire le liquide du puisard, avantageusement en passant par un filtre 90 et envoie le liquide sous pression par une conduite de départ 106 vers une sou- pape de réglage principale 92. Celle-ci possède un alésage cylindrique dans lequel est monté à coulissement un corps de soupape 94, qui règle l'écou- lement du liquide délivré par la pompe vers les conduites 96 et 98, et le retour par les conduites 100 et 102, comme cela résulte clairement du sché- ma d'écoulement de la figure 3. Les conduites sous pression 76 et 98 com- prennent, comme cela ressort de la figure 2, des alésages dans la partie prolongée 109 du carter fixe.
La conduite sous pression 106 comprend un alésage dans le carter de pompe tandis que la conduite de retour 102 consis- te en un autre alésage dans le carter en dehors du plan de la figure 2 (Fi- gure 3). La conduite 100 comprend un alésage supplémentaire (Figure 2) qui est en communication avec l'alésage 102, suivant le schéma de la Figure 3.
L'alésage 102 est en communication avec une soupape de détente 104 sollicitée par un ressort, tandis que la conduite sous pression 106 de la pompe est en communication avec une autre soupape de détente 108. Les pressions des ressorts de ces soupapes sont mesurées de telle sorte que la soupape 104 s'ouvre sous une pression de liquide plus faible que la soupape 108. Dans la suite de la description les soupapes seront désignées comme soupape à basse pression, respectivement à haute pression.
La partie en manchon 40 de l'organe de réaction est pourvue à son extrémité postérieure d'une roue dentée 110, qui constitue la roue solai- re d'une transmission planétaire 112, qui est adaptée sur un porte planétai- res 114 qui est en prise avec une roue dentée annulaire 116.de l'organe de turbine 20. Entre une partie en manchon saillante du support 114 et une
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partie en manchon analogue de la partie de carter fixe 10a est monté un accouplement à roue libre qui comprend des éléments 118 qui permettent la rotation des porte-planétaires 114 dans le même.sens que la pompe et empê- chent sa rotation en sens contraire.
Un frein 120 sous forme d'un accouple- ment à plusieurs plateaux commandé par liquide sous pression, analogue à l'accouplement 46, est agencé pour le blocage de l'organe de réaction sur le carter fixe. Ce frein comprend un certain nombre de plateaux dont une partie est fixée au manchon de réaction 40 tandis que l'autre partie est fixée rigidement à la partie de carter fixe 10a. Un organe de manoeuvre 122, qui est monté dans un évidement de la pièce fixe 10a, peut être actionné par du liquide sous pression, qui se trouve sous contrôle de la soupape princi- pale 92, 94, ainsi que par:une soupape automatique d'inversion 124, dont la position est déterminée, par la vitesse de l'organe de turbine par rapport à celle del'organe de pompe, par quoi est influencé un mécanisme de réglage par quotient.
Ce mécanisme comprend une roue dentée 126 qui est intercalée entre la roue dentée 86 qui commande la pompe, adaptée au carter tournant 12, et la roue dentée de pompe 88, ainsi qu'une roue dentée 128 qui est en prise avec les dents 42 de l'organe de turbine'. La roue dentée 128 peut aussi bien tourner que glisser par rapport à la tige de soupape 130. L'en- traînement de la roue dentée à la tige de soupape se fait au moyen de pla- teaux à friction 132, qui sont chargés par un ressort 134. La tige de sou- pape 130 est pourvue de filets 135 à une extrémité, qui sont en prise avec des filets analogues dans le moyeu de la roue dentée 126. Entre ces deux extrémités on a prévu la tige de soupape 124 avec une partie évidée 138 pour le réglage de l'écoulement d'agent sous pression actif pour l'organe 122 actionnant le frein.
De la figure 3 il résulte que la conduite 106 venant de la pom- pe 84 est pourvue d'une conduite de bifurcation 106a qui va à une troisième section de l'organe de soupape principal 94, qui règle la communication entre cette conduite de bifurcation et la conduite 146 après la soupape de changement 124. De là part la conduite 148 vers l'organe de commande de frein 122. Une conduite de départ 150 part de la chambre de soupape de la soupape 124.
La manière dont le mécanisme décrit produit le passage du mode de travail à double rotation au mode de travail à simple rotation et inver- sément est le suivant. Comme cela résulte de la figure 1, la roue dentée 126 tourne dans un sens opposé au sens de rotation de la pompe, et la roue dentée 128 tourne dans un sens opposé à celui de l'organe de turbine, lors- que celui-ci est en mouvement. Si l'on considère la position au départ, la roue dentée 126 qui est entraînée par le carter tournant 12, est en mouve- ment, tandis que la roue dentée 128, qui coopère avec l'organe fixe de tur- bine, est également fixe, mais en liaison d'entraînement à frottement avec la tige de soupape 130 par suite des plateaux à friction 132.
Par suite de la force de frottement exercée par la roue dentée 128, qui veut maintenir immobile en rotation la tige de soupape, tandis que la roue dentée 126 tourne, la tige est alors pressée vers la droite suivant figure 1 (vers le bas suivant figure 3) jusqu'au bout de sa trajectoire dans cette direction, lequel est formé par la butée 130a. Dans cette position de la soupape, du liquide sous pression est détourné du frein 120 et la chambre de pression du frein est vidée, puisque les conduites 146 et 150 sont reliées l'une à l'autre par l'évidement de soupape 138.
Lorsque l'organe de turbine commence à tourner, la roue dentée 128 tourne dans le même sens que la roue dentée 126. De la figure 1 il ré- sulte que le rapport de vitesses entre l'organe de pompe et la roue dentée 126 est notablement plus petit que le rapport des vitesses entre l'organe de turbine 20 et la roue dentée 128. Dans la forme de réalisation repré- sentée, la pression a en principe la valeur 1 : 1 tandis que le dernier est de l'ordre de grandeur de 3 : 1. Lorsque la vitesse de l'organe de turbine croît, la vitesse de la roue dentée 128 augmente donc beaucoup plus vite, et pour un rapport de vitesses relativement petit entre la pompe et l'organe
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de turbine du transformateur, par exemple de l'ordre de grandeur de 0,25 à 0,20, les vitesses des roues dentées 126 et 128 sont équilibrées.
Pendant cette période, la transmission travaille comme trans- mission à rotation double, les aubages de réaction 34 tournant alors en sens opposé au sens de rotation de la pompe et représentant en fait des aubes de turbine tournant à contre courant, qui, par l'intermédiaire de la transmission, planétaire transmettent de l'énergie à l'organe de sortie de la transmission. Pour une augmentation ultérieure de la vitesse de 1' organe de turbine par rapport à la pompe, la vitesse de la roue dentée 128 dépasse celle de la roue dentée 126 et a tendance, par suite de la trans- mission à friction, à entraîner la tige de soupape 130 par rapport à la roue dentée 126.
De ce fait, la liaison par filets entre la tige de sou- pape et la roue dentée 126 permet de renverser le mouvement axial de la tige de soupape vers la droite suivant la figure 1 (vers le bas suivant la figure 3) vers la position limite opposée à celle qui est représentée, dans laquelle l'organe de manoeuvre du frein est mis en communication avec la conduite de liquide sous pression 146 pour actionner le frein. L'action- nement du frein bloque l'organe de réaction au carter fixe, après quoi la transmission travaille dans un domaine de vitesses supérieur comme trans- mission à rotation simple avec des aubes de guidage fixes. Dans cette po- sition de manoeuvre, la roue solàire de la transmission planétaire est im- mobile, tandis que la roue annulaire tourne avec l'organe de turbine.
De ce fait le porte planétaires est mis également en mouvement de rotation dans le sens vers l'avant de l'organe de turbine ; indiqué plus haut, ce mouvement est possible par suite des éléments d'accouplement à roue libre 118.
De ce qui a été dit plus haut il résulte que lors du ralen- tissement de la marche de l'organe de turbine par rapport à celle de l'organe de pompe, de telle sorte qu'on repasse par le point dit de pas- sage ou par la vitesse de passage, où la roue dentée 128 tourne plus lente- ment que la roue dentée 126, la soupape d'inversion est remise dans une position dans laquelle l'afflux de liquide sous pression au frein est sup- primé et où la pression est abaissée, de sorte qu'elle peut être déchargée.
Dans la forme de réalisation représentée, les mouvements de rotation simple et:double de la transmission sont aussi combinés à un en- traînement direct et à un mécanisme de changement de marche. Comme cela résulte du dessin, la conduite sous pression 98, qui part de la soupape de contrôle principale, est en communication avec la chambre 152 et est mise en relation par les canaux 154 et 156 avec la chambre hydraulique 16. La conduite sous pression 96 est en communication par une ouverture 96a du manchon 40 de l'organe de réaction avec l'espace intermédiaire entre cet organe et l'organe de turbine.
De cet espace intermédiaire la communi- cation est établie par les canaux 153 et 160 avec la chambre 162 et de celle-ci le liquide de travail est livré à l'accouplement 16 pour l'entraî- nement direct ou commande directe.
Le canal 164, qui mène aux conduites radiales 166 pour l'ame- née de liquide aux soupapes de réglage 162, est en communication avec la conduite sous pression 96 plus tôt qu'avec la conduite sous pression 172.
De ce fait, on obtient que sont actionné l'accouplement de synchronisa- tion, lorsque dans l'entraînement hydraulique ce n'est que la pression la plus faible ou pression de retour du milieu sous pression qui vient à agir sur l'accouplement de synchronisation, qui reste cependant suffisante même dans ces conditions.
Dans l'entraînement direct, l'organe de réaction doit pouvoir tourner dans le même sens que la pompe et l'organe de turbine. Ceci se fait automatiquement par l'effet de l'accouplement à roue libre, par lequel l'organe de réaction est empêché de tourner en sens inverse, mais peut tour- ner.librement dans le sens vers l'avant. L'accouplement à friction ou frein,
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qui maintient l'organe de réaction en l'empêchant de tourner pendant la ro- tation simple de la transmission, doit être relâché, lorsqu'on passe à l'entraînement direct.
On arrive à ceci automatiquement par le fait que le carter de soupape de la soupape de contrôle principale 92 est pourvu d'un orifice d'évacuation 170, qui est coupé de la communication avec le canal sous pression 146, qui va à la soupape 124 (figure 3) chaque fois que la soupape principale se trouve dans la position pour l'entraînement hydrau- lique, mais peut être mis en communication avec la conduite 146 lorsque la soupape principale est mise dans la position correspondant à la commande directe.
Indépendamment de la position de la soupape 124, le frein action- né par le liquide sous pression pour maintenir l'organe de réaction est libéré de la pression,'lorsqu'on a engagé la commande directe, en sorte que le frein est libéré et l'organe de réaction mis dans la situation où il trouve librement dans le même sens que la soupape et l'organe de turbine.
Dans l'entraînement direct, la pompe et l'organe de turbine tournent vers l'avant à la même vitesse ce qui suppose que le porte-planétaires de la transmission planétaire, qui réunit ces organes, tourne également vers l' avant à la même vitesse. Ceci est rendu possible par l'accouplement à roue libre 118 et qui, en entraînement direct, tourne librement de même manière que lorsque l'appareil est réglé pour la commande à rotation simple.
Le passage de la transmission à la commande directe et inver- sement est opéré par le mécanisme qui est actionné par le mouvement du levier 172, qui peut facilement être actionné automatiquement en dépen- dance de positions prédéterminées par un accroissement petit ou inexistant du couple par la transmission hydraulique pour le passage à l'entraînement direct.
REVENDICATIONS.
1. Transmission à transformateur hydraulique de couple pour une transmission d'énergie d'un organe entraîneur à un organe entraîné pour fonctionnement tantôt comme transformateur de couple à rotation sim- ple, tantôt comme transformateur de couple à rotation double, comprenant un organe de réaction monté à rotation, des organes de frein libérables pour maintenir celui-ci, des organes, pouvant tourner et fixe, actionnés par liquide sous pression, pour actionner l'organe de frein, comprenant un organe de contrôle ainsi que des organes qui dépendent de changements prédéterminés du rapport de vitesses entre'l'organe*entraîneur et l'organe entraîné, pour mouvoir la soupape en vue de produire l'engagement ou'le dégagement des organes de frein.