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EMBRAYAGE A COMMANDE HYDRAULIQUE.
Cette invention est relative aux embrayages à commande hydraulique comprenant un embrayage à friction actionné par un moteur hydraulique-et in- @ corporé dans une transmission d'automobile ou autre.
Dans un embrayage de ce genre et suivant la présente invention, le piston moteur hydraulique qui est sollicité par un ressort pour embrayer et qui doit vaincre cette action pour débrayer, de la manière habituelle, est soumis, soit directement soit par l'intermédiaire d'un piston auxiliaire co@- pérant, à l'action d'un fluide sous pression se trouvant dans une chambre de pression réglée, cette pression étant réglée par un distributeur actionné di- rectement par un dispositif sensible à la vitesse répondant à la vitesse de rotation du moteur, ce distributeur fonctionnant pour commander simultanément la chute de pression entre une chambre à haute pression et la chambre à pres- sion réglée d'un côté et la chute de pression entre cette dernière chambre et une chambre de pression 'échappement de l'autre coté.
La disposition est telle que lorsque la vitesse de rotation du moteur s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, la pression dans la chambre à pression réglée tombe'et permet que l'embrayage embraye sous l'action du ressort et lorsque la vitesse de rotation du moteur tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, la pression dans la chambre à pression réglée augmente pour provoquer le débrayage
L'invention procure une commande sensible de l'embrayage au démar- rage et lors du ralentissement jusqu'à l'arrêt, réduit le patinage de l'embrayage et permet de maintenir la pression entre les éléments de friction de l'embraya ge à toute valeur désirée jusqu'au maximum.
,
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut prévoir un second dispositif sensiblé'à la vitesse et répondant à la vitesse soit d'un arbre entraîné à la sortie de l'embrayage (s'identifiant avec l'arbre primai-
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re d'une boîte de vitesses du type normal) ou un arbre entraîné à la sortie de la boîte de vitesses (s'identifiant avec l'arbre tertiaire d'une boîte de vitesse du type normal), ce second dispositif sensible à la vitesse agissant conjointement avec le premier dispositif sensible à la vitesse pour aider à commander le déplacement du distributeur, commandant lui-même la pression dans la chambre à pression réglée.
Ce second dispositif sensible à la vitesse est capable de déplacer seul le distributeur en se substituant au premier dispositif sensible à la vitesse pour débrayer lorsque le moteur est surchar- gé, et, agissant conjointement avec le premier dispositif sensible à la vites- se, il accélère le serrage de l'embrayage une fois que le véhicule est en mou- vement, diminuant ainsi le patinage de l'embrayage et fournissant aussi un effet d'hysteresis qui abaisse la vitesse à laquelle l'embrayage débraye lors- que le véhicule ralentit ou s'arrête.
Ce dispositif est particulièrement avantageux dans son application à un embrayage à commande hydraulique dans lequel le même embrayage à friction est actionné automatiquement par un système hydraulique pendant les changements de rapport dans la boîte- de vitesses interposée dans la transmission.
Dans une réalisation de l'invention appliquée à une transmission d'automobile incorporant un système hydraulique entièrement automatique de commande de l'embrayage pendant les opérations de changement de vitesse, deux dispositifs sensibles à la vitesse sont montés pour communiquer un déplacene nt linéaire au distributeur de commande. Ces dispositifs sensibles à la vitesse peuvent être du type à force centrifuge. Si on utilise une pompe à huile à déplacement constant entraînée par le moteur pour alimenter le circuit hy- draulique, le dispositif sensible à la vitesse peut être commandé par;le débit d'huile de cette pompe. Le distributeur de commande peut avoir la forme d'un distributeur à pointeau coulissant dans deux orifices circulaires ou, en va- riante, il peut avoir la forme d'une tige comportant des fentes de forme spé- ciale.
Une forme de cette invention appliquée à une transmission d'auto- mobile et comportant un dispositif sensible à la vitesse du type à force cen- trifuge imprimant un mouvement linéaire à un pointeau, est représentée sché- matiquement sur la fig. 1.
La fig. 2 représente une variante dans laquelle les débits de deux pompes à huile entraînées respectivement par le moteur et la sortie de la boî- te de vitesses (ces débits étant sensiblement proportionnels aux vitesses de rotation des organes entraîneurs respectifs) sont utilisés pour actionner les dispositifs sensibles à la vitesse qui impriment un mouvement linéaire à un distributeur du type à tige à fentes. Ces dispositifs sensibles à la vitesse soht constitués par des diaphragmes se déplaçant contre la pression d'un res- sort sous l'action d'une différence de pression de part et d'autre d'étrangle- ments conçus de manière appropriée dans les tuyaux de refoulement d'huile des deux-pompes.
Sur la fig. 3 est représentée une variante des étranglements pre- nant la forme d'un venturi à placer dans la conduite de refoulement de la pompe.
Revenant au détail de la fig' 1, une pompe 1 du type à déplacement constant entraînée par le moteur refoule un fluide sous pression par la condui- te 2 vers la soupape de décharge 3 et de là, par la conduite 4, vers la cham- bre à haute pression 6 du corps 5 du distributeur de commande. La chambre à pression réglée 7 du corps de distributeur de commande 5 est reliée par un canal 8 à l'espace 9 dans le cylindre 10. Le piston 11 dans le cylindre 10 agit directement par une tige et un'levier ou, comme c'est représenté sur la fig ; 1, contre le piston 12 et de là par une tige et un levier sur le mécanis- me de débrayage de l'embrayage.
Le piston 12 comme il est représenté consti- tue une partie du mécanisme hydraulique actionnant l'embrayage pendant un chan- gement de vitesse et le piston 11 coulissant aussi dans le cylindre 10 entre en contact avec le piston 12 et le repousse vers la gauche, provoquant le dé- brayage lorsque la chambre 5 est sous pression. Cette disposition à double piston représente un procédé commode d'adaptation de cette, invention à un sys-
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tème d'embrayage à commande hydraulique. L'action du système incorporant l'in- vention est telle qu'elle se substitue à l'autre système hydraulique de maniè- re à provoquer le débrayage d'après la vitesse et permettre un embrayage pro- gressif par l'action du piston 11.
Le corps de distributeur 5 contient en plus de la chambre à haute pression 6 et de la chambre à pression réglée 7 un troisième compartiment, une chambre à pression d'échappement 13 reliée par un canal 14 à un réservoir de fluide à basse pression (non représenté) dans lequel la pompe 1 aspire.
Les chambres 6 et 7 et les chambres 7 et 13 sont interconnectées par des ori- fices circulaires 15 et 16 percés dans leurs cloisons de séparation communes.
Les orifices 15 et 16 sont alignés et un pointeau 17 glisse dedans et aussi dans les trous 18 et 19 dans les parois d'extrémité du corps de distributeur
5. Le pointeau 17 est du type à aiguille s'amincissant vers l'extérieur à partir de sa partie centrale 20 qui a le diamètre maximum. Cette aiguille est conique de manière à porter sur l'un ou l'autre des orifices 15 et 16 aux limites de sa course.
Le pointeau 17 se prolonge à ses extrémités pour porter des flan- ques 21 et 22 ayant des faces de poussée sur lesquelles appuient les pieds des bras à masselottes 23 et 24 des dispositifs centrifuges 25 et 26. Les supports 27 et 28 des dispositifs centrifuges 25 et 26 sont mis en rotation par les arbres 29 et 30 et au moyen de pignons ou d'un autre système approprié par le moteur et l'arbre de sortie de l'embrayage, respectivement. Entre le flasque 21 et le corps de distributeur 5 est interposé un ressort 31 qui agit de manière à repousser le pointeau 17 vers la gauche en forçant la partie co- nique à prendre appui sur l'orifice 16, obturant ainsi la connexion entre la chambre à pression réglée 7 et la chambre à pression d'échappement 13.
Dans cette condition, le fluide à haute pression (cette pression est réglée par la soupape de décharge 3) pénètre dans la chambre à haute pression 6 par le passage 4 et passe par l'espace annulaire entre le pointeau 17 et l'orifice 15 dans la chambre à pression réglée 7 et de là par le passage 8 dans la cham- bre 9 du cylindre 10. Le'piston 11 est alors repoussé vers la gauche sous la pression du fluide et contre le piston 12 et aussi contre la résistance offerte normalement par les ressorts de l'embrayage. La pression du fluide à partir de laquelle la soupape de décharge 3 commence à détourner le fluide vers le réservoir est réglée de manière que cette même pression agissant sur le piston 11 soit suffisante pour débrayer l'embrayage à fond.
Lorsque le moteur tourne au ralenti, l'action centrifuge sur les bras chargés 23 du mécahisme 25 produit une force axiale sur le flasque 21 qui tend à déplacer le pointeau 17 vers la droite malgré la résistance du ressort 31. Cependant, le ressort 31 est pré-comprimé de sorte que le dépla- cement du pointeau 17 ne se produit pas sous l'action du mécanisme 25 avant que la vitesse du moteur ne se soit élevée nettement au-dessus de sa vitesse de ralenti. Lorsque cette vitesse critique lu moteur est atteinte, le poin- teau 17 commence à se déplacer vers la droite, dégageant la partie conique de l'orifice 16 et permettant un léger écoulement du fluide par l'interstice crée entre cet orifice et l'aiguille conique, cet écoulement prenant la forme d'une circulation continue par la pompe 1 et les chambres 6, 7 et 13 dans le corps de distributeur.
Comme la pression de refoulement de la pompe 1 est maintenue constante par la soupape de décharge 3 par où l'excès de fluide re- tourne au réservoir par le passage 32 et que la pression du réservoir est vir- tuellement égale à la pression atmosphérique, la chute de pression de part et d'autre des deux orifices est aussi constante. La pression réglée dans la chambre 7 dépend donc des résistances relatives offertes par les orifices 15 et 16, ces résistances étant des fonctions inverses de la section effecti- ve des orifices. Le rapport de ces sections est commandé par la position du pointeau 17 lorsqu'il se déplace progressivement vers la droite avec l'accrois- sement de vitesse du moteur et par conséquent il est déterminé initialement par la vitesse du moteur.
La pression réglée' est 'donc commandée'par la vitesse du moteur jusqu'à ce que l'arbre de sortie et par conséquent le mécanisme 26 commencent à tourner, de telle manière que l'embrayage embraye graduellement lorsque la.-vitesse du moteur augmente-.. Bandant l'embrayage, le véhioule commence à se mettre en mouvement et l'arbre de sortie de l'embr@
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ge commence à tourner. Une rotation ultérieure du support 28 du mécanisme 26 provoque une nouvelle poussée axiale sur le pointeau 17 par l'action cen- trifuge des bras à masselottes 24 sur le flasque 22.
Le déplacement du poin- teau 17 vers la droite est par conséquent accéléré une fois que l'embrayage commence à embrayer et ainsi le rapport des sections effectives entre le poin- teau et les orifices 15 et 16 change plus rapidement. La pression dans la chambre à pression réglée 7 et par conséquent dans l'espace 9 du cylindre 10 tombe donc rapidement et l'embrayage embraye plus vite à fond.
Lorsque les vitesses du moteur et de l'arbre de sortie de l'embrayage sont suffisamment élevées, le pointeau 17 occupe sa position extrême à droite, dans laquelle le cône du pointeau s'appuie sur l'orifice 15 coupant ainsi la circulation à haute pression dans le système et, en particulier, reliant l'espace 9 dans le cylindre d'embrayage directement à l'échappement par le canal 8, la cham- bre 7, l'orifice 16 et la chambre 13 et permettant l'embrayage à fond.
Lorsque le véhicule ralentit, les forces axiales exercées par les mécanismes 25 et 26 sur le pointeau diminuent et le pointeau retourne vers la gauche sous l'action du ressort 31. Gomme les deux arbres 25 et 26 tour- nent, la vitesse de chute de la force axiale est la somme de celles produites par les mécanismes 25 et 26 et la vitesse de déplacement du pointeau sera ra- pidement grande, laissant passer le fluide sous pression dans l'espace 9 du cylindre 10 et provoquant un rapide débrayage.
Dans la variante de l'invention représentée sur la fige 2, le poin- teau 17 est remplacé par une tige 31 à fentes longitudinales. Les trous cir- culaires 32 et 33 dans les cloisons des séparations entre les chambres à haite pression, à pression réglée et à pression d'échappement 34, 35 et 36 forment un ajustage serré sur la tige 31 et ils ont aussi des parties évidées 37 et 38 sur les faces adjacentes à la chambre à pression réglée 35 pour fournir des sièges à la bague conique 39 sur la tige 31. La disposition des chambres 34, 35 et 36 dans le corps de distributeur est semblable à celle des chambres 6,7 et 13 de la fig. 1 et les orifices 40, 41,' 42 sont en communication de; la même manière avec les passages 4, 8 et 14 du système de commande d'embraya- ge de la fig. 1.
Les parties coniques du pointeau 17 sont remplacées par des fen- tes coniques 43 et 44 taillées dans la tige 31 et l'effet de variation de sec- tions des orifices pendant le mouvement du distributeur est produit par la variation de profondeur effective des fentes à l'endroit des cloisons de sé- paration. Dans la position extrême de la tige 31, toute fuite est évitée par la bague 39 s'appuyant sur le siège formé par les parties évidées 37 ou 38.
Dans le passage d'arrivée entre la pompe 1 entraînée par le moteur et la soupape de décharge 3 est interposé un étranglement 45 dans la valve 46 qui est lui même forcé sur le siège 47 par un léger ressort 48. Les pas- sages 49 et 50 sont f)rés dans le passage principal d'arrivée 51 qui consti- tue une partie du passage d'arrivée 2 de la fig. 1. L'action de la valve 46 est telle que lorsque la chute de pression dans l'étranglement 45 dépasse une certaine valeur, la valve 46 est soulevée de son siège et la section d'écou- lement en ce polit est augmentée par l'ouverture entre la valve 46 et son siè- ge 47.
La chute'de pression dans l'étranglement 45 est utilisée pour dépla- cer le diaphragme j2 seulement dans la partie inférieure de la gamme de vites- ses du moteur (et par conséquent dans la partie inférieure de la courbe de débit de la pompe) et la valve 46 est incorporée pour limiter la perte de pres- sion dans l'étranglement aux plus grands débits et aux vitesses plus élevées.
Les passages 49 et 50 sont mis en communication avec les orifices 53 et 54 respectivement des deux côtés du diaphragme 52 dans la chambre 55.
Le diaphragme 52 est aussi relié par des plaques centrales 55 au prolongement de la tige 31. La chambre 55 du diaphragme et une seconde chambre de diaphrag- me 57 sont incorporées dans un boîtier faisant partie intégrante du corps con- tenant les chambres 34, 35 et 36. Lorsque la vitesse du moteur augmente, le débit de la pompe 1 augmente aussi et à cause de l'effet d'orifice de l'étran- glement 45, il se crée une différence de pression dans celui-ci, cette diffé- rence de pression étant effectivement transmise par les canaux 49 et 50 pour
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agir sur le diaphragme 52.
Les passages sont disposés de manière qu'avec l'aug- mentation du débit par le canal 51, une pression axiale accrue est exercée sur le diaphragme 52 par les plaques centrales 56 sur la tige 31 tendant à @ déplacer cette tige vers la droite contre la compression du ressort 58 agis- sant entre la plaque de pression 56 du diaphragme 52 et un godet ou couvercle
62. Le déplacement de la tige 31 sous la force appliquée au diaphragme 52 commence lorsque la vitesse du moteur s'élève et la pression réglée dans,la chambre 35 commence à tomber, permettant à l'embrayage de commencer à s'em@- brayer comme il a été décrit ci-dessus.
Un second dispositif sensible à la vitesse comprenant un étrangleur
63 et un diaphragme 60 de caractéristiques identiques à l'étrangleur et au diaphragme déjà décrits, sont commandés par le débit d'une seconde pompe en- traînée par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Ce second diaphragme est aussi incorporé dans le corps principal de l'appareil de commande et il agit par l'intermédiaire de plaques de pression 59 pour produire une force axiale en supplément de celle produite par le diaphragme 52 sur le prolonge- ment de la tige à fentes 31.
L'action de ce diaphragme 60, commandé par la pompe entraînée par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, est analogue à celle du second dispositif centrifuge 26 dans la disposition représentée sur la fig. 1 qui est d'assurer un engagement rapide de l'embrayage une fois que le véhicule est en mouvement, diminuant de cette façon le patinage.
Une autre caractéristique de cette invention est obtenue lorsque le second dispositif sensible à la vitesse fonctionne seul (lorsque le moteur est arrêté et que le véhicule est en mouvement. Dans ce cas, la force fournie par le second dispositif sensible à la vitesse agissant sur la tige à fentes 31 peut être suffisante pour amener cette tige 31 dans la position représentée sur la fig . 2 où la liaison entre la chambre à haute pression 34 et la-cham- bre à pression réglée 35 est coupée par l'obturation de la bague 39 sur le siège 38, la chambre à pression réglée 35étant ouverte à l'échappement par la fente 43, la chambre 36 et l'orifice d'échappement 42 permettant ainsi à l'embrayage d'embrayer.
Pendant le démarrage depuis l'arrêt, la circulation dans le sys- tème disponible pour le fonctionnement de l'embrayage peut être relativemert faible puisque dans ces conditions un fonctionnement très rapide de l'embraya- ge n'est pas requis. Cependant, dans certaines circonstances telles qu'un arrêt d'urgence, il est nécessaire de débrayer très rapidement et dans ce but une large fente 64 est taillée dans la tige 31 pour offrir une grande ouver- ture entre les chambres 34 et 35 lorsque la tige 31 se trouve dans sa position extrême à gauche correspondant à la position normale de débrayage.
Le-débit dans le système qui est normalement réduit par les sections relativement fai- bles des fentes 43 et 44 est instantanément augmenté par la grande ouverture dans le système d'embrayage fournie par la fente 64.
Une variante de l'étrangleur inséré dans le passage principal d'arr rivée de la pompe et fournissant une différence de pression agissant sur le diaphragme est représentée sur la fig. 3. Cet appareil remplace celui repré- senté sur la fig. 2 relié au passage 2.
En se référant aux détails de la fig. 3, le tuyau de sortie 2 est relié au passage 65 foré dans le bloc 75. Le canal parallèle 65 aboutit à. une partie conique 67 dans laquelle la section de passage est réduite, Une autre partie parallèle 68 aboutit à la partie conique 69 et de là, à la partie parallèle 70 de telle manière que le passage complet 65,67, 68, 69 et 70 for- me un venturi. Dans la position 66 près de l'extrémité du passage parallèle 65, une série de petits trous radiaux sont forés pour mettre le passage 65 en communication avec la gorge annulaire 77 à la partie extérieure de la piè- ce rapportée 80, reliée au passage 49, une série analogue de trous forés dans la partie 68 du passage principal communiquant par la gorge annulaire 78 avec le passage 50.
Les passages 49 et 50 correspondent à ceux représentés en 49 et 50 sur le fig. 2 et ils sont connectés de manière semblable aux deux côtés du diaphragme 52.
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Un passage de décharge de grnd diamètre 71 relié au passage prin- cipal dans la partie 65 aboutit au côté inférieur d'un plongeur 74. La pres- sion du fluide en 68 est transmise par ces trous, la gorge annulaire 78 et le trou 31 pour agir à la surface supérieure du plongeur 74. Le plongeur 74 est par conséquent soumis à la différence de pression entre 65 et 68. La force résultante.tendant à soulever le plongeur. Le ressort 73 qui s'oppose à cette force résultante est réglé de manière que le plongeur se soulève lorsque la différence de pression dépasse une certaine valeur limitée, Lorsque le plon- geur 74 se soulève, il découvre un passage 72 aboutissant à une partie 70 du passage principal.
La différence de pression entre 65 et 68 atteint seulement une certaine valeur au-dessus de laquelle le fluide est détourné par le cir- cuit 65, 71,72, 70, limitant ainsi effectivement la perte de pression dans le venturi.
Revenant aux caractéristiques principales de l'invention, repré- sentées sur les figs. 1, 2 et 3, il est possible de faire varier la caracté- ristique d'embrayage pour obtenir toute relation désirée avec la vitesse, en faisant varier la forme de la pointe du pointeau 17 sur la fig. 1 ou des fentes 43 et 44 si r la fig. 2. Dans un cas comme dans l'autre, il est possi- ble de commander 1 embrayage uniquement en fonction de la vitesse du moteur et, dans ce cas, le dispositif centrifuge 26 sur la fig. 1 ou l'étrangleur 63 et le diaphragme 60 sur la fig. 2 peuvent être supprimés.
REVENDICATIONS.
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1. Embrayage à commande hydraulique comprenant un embrayage à fric- tion inclus dans une transmission d'automobile ou autre et actionné par un moteur hydraulique dont le piston est soumis à l'action d'un ressort pour em- brayer et doit vaincre cette action pour débrayer, caractérisé en ce que le piston est soumis à la pression d'un fluide existant dans une chambre à pres- sion réglée, cette pression étant réglée par un distributeur actionné direc- tement par un dispositif sensible à la vitesse répondant à la vitesse de ro- tation du moteur, ce distributeur fonctionnant pour commander simultanément la chute de pression entre une chambre à haute pression et la chambre à pres- sion réglée d'un côté et la chute de pression entre cette dernière chambre et une chambre à pression d'échappement d'un autre côté de sorte que,
lorsque la vitesse de rotation du moteur s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, la pression dans la chambre à pression réglée tombe et l'embrayage embraye sous l'action du ressort et lorsque la vitesse de rotation du moteur tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, la pression dans la chambre à pression réglée augmente pour provoquer le débrayage.