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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE TRANSMISSION DE PUISSANCE.
L'invention est relative à des systèmes de transmission de puis- sance du genre dans lequel des moyens sont prévus pour la transmission de puissance par deux parcours différents, aboutissant respectivement à différen- tes charges ou à la même charge. Un exemple de la dernière forme de système de transmission en est un dans lequel un moteur ou une autre machine motrice
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est utilisé et dans lequel ces parcours Seryeùt respec'tivement"a..la transmission d'à -puissance'3.e" la. mâc'..Ani:atrie w:un.. charge -diaprés différents rapports de vitesses, Un autre système de ce genre consiste en une commande de renver- sement dans laquelle un moteur ou une autre machine motrice est disposé de manière qu'il commande un arbre de sortie alternativement suivant des parcours parallèles aptes respectivement à fournir une marche en avant ou en arrière.
L'invention a pour but de créer un système perfectionné de trans- mission de puissance du genre décrit dans lequel un passage d'un parcours de transmission à l'autre peut s'effectuer rapidement.
Suivant la présente invention, chacun des parcours de transmission comprend un accouplement hydraulique constitué d'une chambre de travail et d'une chambre réservoir bers laquelle le fluide moteur est apte à s'écouler de la chambre de travail pendant la rotation de l'accouplement, et chaque accouple- ment est muni d'un tube à godets réglable de manière à être engagé ou dégagé, c'est-à-dire à savancer dans ,une mesure plus ou moins grande dans la chambre réservoir, les deux godets étant reliés entre eux de telle sorte que, lorsque l'un ou l'autre des tubes à godets est en position retirée, l'autre tube à go- dets est en position avancée et communique avec la chambre de travail de l'ac- couplement de'laquelle le tube à godets est retiré, et la communication est interrompue entre,
le tube à godets retiré et la chambre de travail de l'accou- plement dont le tube à godets est en position engagée.
Dans une forme préférée de l'invention, l'action du tube à godets
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consistant à transférer du liquide d'un accouplement à l'autre est conçue de manière à s'ajouter à l'action d'une pompe ou d'une autre source de liquide, apte à fournir du liquide d'une source à l'une ou l'autre des chambres de travail des deux accouplements suivant l'accouplement qu'on désire faire fonc- tionner. Si on utilise une pompe, elle peut être commandée de façon continue par le moteur ou par une autre machine motrice, et la pompe et les tubes à go- dets peuvent être munis de moyens de contrôle à l'aide desquels la pompe four- nit du liquide à la chambre de travail à laquelle du liquide est transféré par le tube à godets disposé en position avancée.
Si les deux accouplements hydrauliques doivent être remplis en même temps, ces moyens de contrôle peuvent avoir une position de réglage dans laquelle du liquide est introduit de la source à chacun des accouplements pour les faire fonctionner simultanément.
Suivant une disposition préférée, les tubes à godets sont montés sur glissières, sont raccordés bout-à-bout et l'ensemble des tubes à godets ainsi formé est disposé de manière à pouvoir être réglé dans le sens de la longueur,
Pour que l'invention puisse être aisément comprise, elle va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant aux dessins sché- matiques en annexe dans lesquels :
La figure 1 est une vue, en élévation en coupe longitudinale d'un système de transmission comprenant la présente invention.
La figure 2 représente des détails du système de la fig, 1 à échel- le plus grande.
La figure 3 est une vue de détail suivant la ligne centrale du tube à godets, et
Les figures 4 à 7 sont des vues schématiques représentant les parcours utilisés par le liquide moteur dans la disposition des figures 1 à 3, respectivement pour la commande "neutre", "première" ou "inférieure","seconde" ou "intermédiaire" et la Il troisième ou Il supérieure Il
En se référant au dessin, le système représenté est formé d'un premier accouplement hydraulique comprenant une roue à aubes 45 et un rotor à aubes 46, ainsi qu'un second accouplement hydraulique comprenant une roue à aubes 47 et un rotor à aubes 48. Ces premier et second accouplements sont désignés dans la suite.. pour la facilité, respectivement comme accouplements "inférieur" et "intermédiaire".
Le remplissage de chaque accouplement peut être contrôlé par l'opérateur. Les accouplements sont disposés sur le même axe avec les circuits de travail de leurs roues à aubes 45 et 47 dirigées en sens inverse l'une de l'autre; les roues sont fixées à un arbre 49 pouvant tour- ner librement autour d'un arbre intermédiaire 50 à une des extrémités duquel est fixé le rotor de l'accouplement "intermédiaire". L'enveloppe 51 de l'ac- .couplement inférieur est boulonné à une bride 52 fixée à un arbre d'entrée 53 monté sur palier dans le couvercle terminal 54 d'une enveloppe extérieure 55; l'enveloppe 51 est également boulonnée à un anneau 56 dans lequel est montée sur palier une extrémité d'un arbre intermédiaire 50.
Le rotor 48 de l'accou- plement "intermédiaire" est boulonné à une extrémité d'un arbre 57 tournant librement sur l'arbre intermédiaire 50 et sur lequel est monté, sans pouvoir tourner, un anneau 58 portant un engrenage annulaire 59. L'arbre intermédiaire 50 porte un pignon satellite 60 qui engrené avec les pignons planétaires 61 portés par un support planétaire 62 formé sur un arbre de sortie 63. Les pi- gnons planétaires 61 engrènent égaleùent avec un pignon annulaire 64 boulonné à une bride 65 d'un manchon 66 pouvant librement sur l'arbre de sortie 63 et monté sur paliers dans une bride 67' boulonnée à l'extrémité de l'enveloppe extérieure 55 et dans une enveloppe 54' dans laquelle l'extrémité extérieure de l'arbre 63 est également montée
sur palier, Les pignons 61 ont une largeur telle qu'ils se prolongent au-delà du pignon satellite 60 de manière à engre- ner avec des pignons planétaires libres 61' qui sont également portés par le support planétaire 62 et qui engrènent avec le pignon annulaire 59. sur l'ar-
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bre 66 est disposé un écrou 67 muni de cannelures hélicoïdales gauches 68 qui coo- pèrent avec des cannelures hélicoïdales 69 sur l'arbre 66. L'écrou 67 est égale- ment muni de dents d'engrenages 70 et d'un anneau de cliquets, dont l'un est repré- senté en 71 sur la figure 2 et dont les'becs sont dirigés en sens inverse des ai- guilles d'une montre quand on regarde de l'extrémité de gauche des figures 1(.et 2.
L'écrou 67 est .également muni de cannelures droites 72, et un anneau'73 fixésur l'ar- bre 66 est muni de cannelures droite.s 74. Un dispositif .de blocage comprend un man- chon de blocage 75 (fig. 2) monté dans l'écrou 67, guidé sur l'anneau 73, et muni de deux rangées espacées de cannelures droites 76 et 77; le manchon de blocage peut se déplacer axialement entre la position débloquée représentée sur la fi- gure 2 et la position bloquée pour laquelle les cannelures 77 et 74 sont enga- gées l'une dans l'autre. Les cannelures 76 engrènent à tout moment avec les cannelures 72.
Le mouvement axial du. manchon de blocage 75 de l'une quelconque de ces positions à l'autre s'effectue au moyen d'une fourche 78 qui pénètre dans une rainure périphérique annulaire 79 du manchon de blocage 75 et est façonnée sur un étrier 80 fixé à une tige de sélecteur 81 glissant axialement dans une ouverture d'une oreille intérieure 8 façonnée sur l'enveloppe ter- minale 54' et dans une ouverture prévue dans une pièce 84 de l'enveloppe ter-' minale 54'. Sur la pièce 84 est boulonné un cylindre 85 dans lequel est dispo- sé un piston 86 raccordé à une tige de piston 87.qui pénètre dans un alésage de la tige 81 du sélecteur.
Autour de la tige .de piston 87 est disposé un ressort hélicoïdal 88 de compression dont les extrémités s'appuisent respecti- vement contre un épaulement 89 de la tige 81 du sélecteur et un collier 90 fixé que la tige 87 du piston. Autour du piston 86 est disposé un ressort hélicoï- dal 91 de compression dont les extrémités s'appuient respectivement contre la pièce 84 et contre une bride annulaire 92 du piston. Le cylindre 85 est muni d'une lumière 93 d'admission et d'échappement d'air à laquelle est raccordée une source (non représentée) d'air comprimé par tout dispositif convenable de soupape permettant l'alimentation d'air comprimé, au cylindre 85 et son échappement suivant le désir de l'opérateur.
Quand l'écrou 67 est à sa position de gauche, comme le représente la figure 2, les dents d'engrenage 70 qu'il porte engrènent avec les dents in- térieures 94 d'un anneaux 95 boulonné à la bride 67'. Si alors le manchon 66 a tendance à tourner en.sens inverse des aiguilles d'une montré (comme on le voit à gauche de la fige 2), il en est empêché du fait que les dents 70 engrènent avec les dents fixes 94, Si le manchon 66 a tendance à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, ce mouvement peut se réaliser du fait que l'écrou 67 se meut hélicoldalement sur le manchon 66 jusqu'à ce que ses dents 70 n'engrènent plus avec les dents 94, et les cliquets pénètrent alors sous les dents 94.
Si alors on ramène le manchon 66 en arrière, un cliquet 70 pénètre dans une dent 94 et déplace l'écrou vers la gauche jusqu'à que ses dents 70 engrènent avec les dents 94. L'écrou 67 et l'anneau 95 servent alors d'arrêt unidirectionnel du manchon 66. Le mouvement du manchon de blocage 75 vers la gauche pour faire engrèner les cannelures 77 avec les cannelures 74 empêche la rotation (et par conséquent le mouvement axial) de l'écrou 67 sur le manchon 66 et bloque par conséquent l'écrou dans les deux sens dans sa po- sition de gauche. le fonctionnement de la partie décrite jusqu'à présent est le sui- vant :
L'arbre de sortie d'un moteur non-réversible ou d'une autre machine motrice est accouplé à l'arbre de commande 53.
On suppose que l'arbre 53 a tendance à être animé par le moteur d'un mouvement de rotation dans le sens de la flèche (fig. 1) et, pour la facilité de la description, la rotation dans ce sens est désignée comme "positive", la rotation en sens inverse étant consi- dérée comme "négative".
Si les deux accouplements hydrauliques,sont vides, aucune puissan- ce n'est transmise à la charge à laquelle l'arbre de sortie 63 est supposé ê - tre accouplé.
Si l'accouplement inférieur 45, 46, est alors rempli, l'accouple- ment intermédiaire demeurant vide, un couple est transmis du moteur à 1-*arbre,
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50 et au pignon satellite 60. Ce dernier tourne dans le sens positif et fait tourner les pignons plamétaires 61 dans le sens négatif. Comme les dents 70 de l'écrou 67 engrènent avec les dents fixes 95, on empêche ainsi le manchon 66 et par conséquent le pignon annulaire 64 de tourner dans le sens négatif, ' et par conséquent le support planétaire 62 tourne en sens positif, ét fait tour- ner l'arbre de sortie 63 en sens positif à petite vitesse.
Le rapport des vi- tesses entre l'arbre de commande 53 et l'arbre de sortie 63 dépend du nombre de dents des éléments de l'engrenage planétaire, et peut être, par exemple de 3,2 : 1.
Si maintenant on vide l'accouplement inférieur et qu'on remplit l'accouplement intermédiaire 47,48, un couple est transmis du moteur au manchon 57 et à l'engrenage annulaire 59. Ce dernier tourne en sens positif et fait tourner les pignons inactifs 61' en sens positif, de sorte que les pignons pla- nétaires tournent de nouveau en sens négatif. Ceci a pour résultat de faire tourner dans le sens positif l'arbre de sortie 63 à une vitesse plus élevéé, parce qu'une rotation du pignon annulaire 64 dans le sens négatif est de nou- veau empêchée par 1'engrènement des dents de l'écrou 70 avec les dents fixes 94.
Le rapport des vitesses entre l'arbre de commande 53 et l'arbre de sortie 63 quand l'accouplement intermédiaire seul est rempli, dépend de nouveau du nombre de dents des éléments de l'engrenage planétaire et peut par exemple être de 1,815 1.
Quand l'accouplement inférieur est seul rempli, le rotor 48 de l'accouplement intermédiaire tourne librement dans le même sens mais à une vitesse plus faible que les roues à ailettes. Quand l'accouplement intermé- diaire seul est rempli, le rotor 46 de 1'accouplement inférieur tourne libre- ment dans le même sens mais à une vitesse plus grande que les roues à ailettes.
Si les accouplements inférieur et intermédiaire sont tous les deux remplis, les rotors 46 et 48 tournent substantiellement à la même vitesse, de sorte que le pignon satellite 60 et le pignon annulaire 59 tournent dans le sens positif substantiellement à la même vitesse. L'engrenage planétaire tour- ne par conséquent d'une pièce dans le sens positif en même temps que l'arbre de sortie 63. Dans ce cas, il est nécessaire que le pignon annulaire 64 soit libre de tourner en sens positif, et ce mouvement est possible par suite de la réaction entre les dents 70 et 94 quand l'écrou 67 a tendance à tourner dans le sens positif, ce qui fait mouvoir l'écrou 67 hélicoldalement sur le manchon 66 dans la position de roue libre. Dar-s ce cas, il existe virtuelle- ment un rapport de vitesse de 1:1 ou la commande directe entre les arbres 53 et 63.
Il est ainsi possible d'obtenir trois rapports de vitesses diffé- rents entre l'arbre de commande 53 et l'arbre de sortie 63.
Si l'un ou l'autre, mais non chacun des deux accouplements est rempli, et qu'on désire freiner le moteur, on introduit dans le cylindre 85 de l'air qui pousse le piston 86 vers la gauche (fig. 2). Si à ce moment, l'écrou 67 est à sa position de gauche, le piston 81 se déplace vers la gauche par suite de;la pression transmise du piston 86 par l'intermédiaire du ressort 88, et le manchon 75 de blocage se déplace vers la gauche en faisant ainsi en- grener ses cannelures 77 avec les cannelures 74 et bloquant ainsi l'écrou dans sa position de gauche de manière qu'il ne puisse pas se déplacer à sa position de roue libre quand l'arbre commandé 63 dépasse le moteur en vitesse.
En d'autres termes, l'écrou 67 est maintenant bloqué dans les deux sens au lieu d'être libre dans un sens.
Quand les deux accouplements sont pleins, on obtient un freinage du moteur au moyen du manchon déblocage 75 dans sa position débloquée telle que représentée, du fait que la transmission se fait virtuellement dans un rapport 1:1.
Les accouplements inférieurs et intermédiaires sont munis respec=- tivement de lumières d'admission 101 et 101' et de chambres réservoirs rotati- ves formées par les saillies cylindriques axiales 96 et 97 des stators 45 et
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47 et des éléments annulaires 98, 99 respectivement boulonnés aux saillies 96, 97. Chaque accouplement est muni de soupapes 100 du genre à diaphragme se vidant rapidement, par exemple au nombre de trois, dont l'une est représéntée pour chaque accouplement, et dont la construction et le fonctionnement sont décrits dans le brevet britannique n 470.056. Comme d'habitude, des tuyères d'échappement (non représentées) sont également prévues pour faire passer le fluide moteur,en général de l'huile,
des circuits moteurs aux chambre ré- servoirs. Les deux accouplements sont munis de tubes à godets qui sont substan- tiellement droits sur la plus grande partie de leur longueur. Le tube à godets 102 de l'accouplement inférieur se termine à une extrémité par un godet 103 qui débouche substantiellement à angle droit par rapport au sens longitudinal du godet et fait face en sens opposé à la rotation de la chambre réservoir, l'extrémité du tube à godets muni du godet 103 débouchant dans ;la chambre ré- servoir 105. Le tube à godets 106 de l'accouplement intermédiaire est sembla- ble au tube à godets 102 et est muni d'un godet 107 disposé de façon similaire, débouchant dans la chambre de réservoir 108 de l'accouplement inter- médiaire.
Les deux tubes à godets 102 et 106 sont raccordés bout-à-bout, les extrémités intérieures des tubes à godets étant adaptées au-dessus d'un élé- ment 109 d'union (fig. 3), qui, avec les tubes à godets, forme un ensemble unitaire disposé perpendiculairement à l'arbre 50 et monté de manière à pouvoir glisser dans le sens de la longueur dans une tubulure 110 fixe par rapport à l'enveloppe extérieure 55.
La communication entre les extrémités intérieures des tubes à godets est coupée par l'élément d'union 109. Le tube à godets 106 est muni de deux lumières 111 et 112 et le tube à godets 102 est muni d'une lumière 113. La tubulure 110 est munie (fig. 3) de quatre lumières 114, 115, 116 et 117 parmi lesquelles'.'les lumières 114 et 117 communiquent respectivement avec les chambres de travail des accouplements inférieur et intermédiaire, et les lumières 115 et 116 communiquent avec un réservoir d'huile Ils (fig. 7) par une conduite 118'.
Une pompe centrifuge 119 (fig. 1) est commandée par le moteur au moyen d'un pignon d'engrenage 120 fixé aux roues à ailettes de l'accouplement et engrenant avec un pignon d'engrenage 121 fixé aux roues d'accouplement et engrenant avec un pignon 121 muni de dents d'engrenage conique qui engrènent avec le pignon conique 122' fixé à l'arbre de la pompe 122. Cette pompe sert, à des moments appropriés, à alimenter de l'huile du réservoir 118 à l'une ou l'autre ou à chacune des chambres de travail des accouplements, comme on va le décrire.
La sortie 123 de la pompe 119 bifurque en deux conduites.125 et 126 (figs. 4 à 7) menant respectivement aux chambres de travail des accouple- ments inférieur et intermédiaire. La conduite 125 porte une soupape à piston 127 commandée par un cylindre à air comprimé 128, et la conduite 126 est munie d'une soupape à piston 129 commandée par un cylindre à air comprimé 130.
Les soupapes 127 et 129 sont articulées à un levier 124 accouplé à l'ensemble des tubes à godets par l'intermédiaire d'un pivot 109' porté par l'élément d'uniôn 109,et le point d'attache de chaque soupape au levier 124 sert d'appui au mou- vement du levier 124 quand il est commandé par l'autre soupape seule,
L'ensemble des tubes à godets porte quatre positions de réglage longitudinal par rapport à la tubulure 110 (voir figures 4 à 7). Dans la première position, ou position neutre (fig. 4), l'ensemble est dans une situa- tion telle que le tube à godets 102 s'avance un peu plus loin dans la chambre réservoir 105 de l'accouplement inférieur que le tube à godets 106 ne s'avance dans la chambre réservoir 108 de l'accouplement intermédiaire.
Dans cette position, les lumières 112 et 113 dans les tubes à godets communiquent respec- tivement avec les lumières 115 et 116 de la tubulure, et les lumières 114 et 117 sont fermées. Dans cette position, la pompe centrifuge 119 est disposée de manière à alimenter en huile, à vitesse réduite à travers un petit orifice prévu dans chacune des soupapes 127 et 129, les chambres de travail de chaque accouplement et de là aux chambres réservoirs, de sorte que, dans chaque cham- bre réservoir se maintient un anneau d'huile dont l'épaisseur ne peut augmen- ter et qui remplit partiellement la chambre de travail dans la mesure nécessai- re à la transmission d'un couple, substantiel à travers les accouplements,
par les
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tubes à godets qui entraînent l'huile en excès et la retourne au réservoir par les lumières 112 et 113. Par suite de l'avancement plus grand du tube à godets 102 dans sa chambre réservoir, un anneaux plus épais est maintenu dans la cham- bre réservoir 108 de l'accouplement intermédiaire que dans la chambre réservoir de l'accouplement inférieur, et ceci permet à la chambre de travail de l'accou- plement inférieur d'être rapidement remplie quand l'ensemble des tubes à godets se déplace de la position neutre à la position de démarrage normale, c'est-à- dire la position correspondant au rapport de vitesse inférieur.
Dans le but d'atteindre la position correspondant au rapport de vitesse intermédiaire,on alimente en air comprimé le cylindre 128 en ouvrant ainsi la conduite 125 et déplaçant le levier 124 de manière que l'ensemble du tube à godets se déplace longitudinalement (voir'la fig. 5), que le tube à go- dets 106 de l' accouplement intermédiaire s'avance complètement dans sa chambre réservoir 108 et que le tube à godets 102 est retiré de sa chambre réservoir 105.
Dans cette position, la lumière 112 du tube à godets 106 de l'accouple- ment intermédiaire se trouve vis-à-vis de la lumière 114 communiquant avec la chambre de travail de l'accouplement inférieur, les trois autres lumières 115, 116 et 117 de la tubulure étant fermées, de sorte que l'huile passe de la cham- bre-réservoir 108 de l'accouplement intermédiaire à la chambre de travail de l'accouplement inférieur par le tube à godets 106. ' Dans cette position, la pompe 119 amène de l'huile à plein débit du réservoir à la chambre de travail de l'accouplement inférieur par la conduite 125, de sorteque par. Inaction combi- née du tube à godets 106 et de la pompe 119, la chambre de travail de l'accou- plement inférieur est rapidement remplie.
Pour atteindre la position correspondant au rapport de vitesse intermédiaire,on laisse échapper de l'air comprimé du cylindre 128 et on en admet dans le cylindre 130, de sorte que la conduite 125 est fermée, la con- duite 126 est complètement ouverte, et le levier 124 se'déplacé dans une posi- tion dans laquelle le tube à godets 102 s'avance complètement dans sa chambre réservoir 105 et le tube à godets 106 est retiré de sa chambre réservoir 108 (fig. 6) en coupant ainsi l'alimentation à l'accouplement inférieur ouvrant- les soupapes à diaphragme 100 de manière que la chambre de travail de l'accou- plement intermédiaire se vide rapidement dans sa chambre réservoir 105.
Dans cette position, la lumière 113 dans le tube à godets 102 se trouve vis- à-vis de la lumière 117 qui communique avec la chambre de travail de l' accou- plement intermédiaire, de sorte que de l'huile est transférée de la chambre réservoir 105 de l'accouplement inférieur à la chambre de travail de l'accou- plement intermédiaire par; l'entremise du tube à godets 102.
Dans cette posi- tion de l'ensemble des tubes à godets, la pompe 119 amène de l'huile à plein débit du réservoir 118 à la chambre de travail de l'accouplement intermédiaire par la conduite 126 de sorte que l'action combinée du tube à godets 102 et de la pompe 119 effectue le remplissage rapide de la chambre de travail de l'accon- plement intermédiaire, tandis que la vidange de la chambre de travail de l'ac- couplement inférieur s'effectue par les soupapes se vidant rapidement.
Pour atteindre la position de l'ensemble des tubes à godets cor- respondant au grand rapport de vitesse (prise directe), on admet de l'air com- primé dans chacun des cylindres 128 et 130 en ouvrant chacune des conduites 125 et 126 et en réglant le levier 124 de manière que le tube à godets 106 s'a- vance plutôt davantage dans sa chambre réservoir 108 que ne le fait le tube à godets 102 dans sa chambre réservoir 105, que la lumière 111 dans le tube à godets'106 se trouve vis-à-vis de la lumière 114 qui communique avec la chambre de travail de l'accouplement inférieur et que la lumière 117 aboutis- sant à la chambre d' accouplement intermédiaire soit fermée (fig. 7). Dans cette position de l'ensemble des tubes à godets,
la pompe 119 amène de l'huile du.réservoir 118 aux chambres de travail de chacun des accouplements par les conduites 125 et 126, de sorte que les deux accouplements sont maintenus. pleins.
REVENDICATIONS.
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