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HOBBS TRANSMISSION LIMITER résidant à LEAMINGTON SPA (Gde Bret.).
APPAREIL DE TRANSMISSION DE PUISSANCE A RAPPORT VARIABLE.
La présente invention a trait à un appareil de transmission de puissance à rapport variable de l'espèce comportant-des engrenages asso- ciés à un certain nombre de dispositifs à friction, grâce à quoi des rapports différents peuvent être établis par la mise en prise sélective des dispositifs à friction.
Un appareil de cette espèce est bien connu et prend généralement la forme d'une série de trains d'engrenages épicyclordaux comportant des orga- nes à friction agissant en tant que freins qui peuvent maintenir fixe l'un ou l'autre élément du train d'engrenages, établissant ainsi le rapport de trans- mission requis entre l'élément d'entrée et l'élément de sortie, et un ou plu- sieurs embrayages qui peuvent être utilisés pour la transmission motrice à partir d'une pièce d'entrée ou pour le verrouillage de diverses pièces des trains d'engrenages entre elles.
L'avantage obtenu par un appareil de cette espèce est que le changement du rapport peut être effectué d'une manière aisée et certaine et par un préposé moins entraîné. Dans certains cas, un avantage technique peut être obtenu en ce que l'on peut faire passer l'appareil d'un rapport à un au- tre sans interrompre la transmission motrice Un appareil de cette espèce se prête à l'application de dispositifs de réglage assurant ce qu'on appelle le changement automatique, c'est-à-dire le changement du rapport d'après la route ou la vitesse du moteur, qui peuvent être influencés par le couple et/ou l'ouverture de l'étrangleur du moteur.
L'appareil antérieurement proposé implique la complication le poids et l'encombrement par comparaison avec les transmissions plus com- munément employées et sa nature a introduit des limitations considérables en ce qui concerne les rapports effectifs de transmission motrice que l'on peut obtenir. Le désavantage principal réside toutefois dans la nécessité
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de mettre en prise plus d'un élément à friction pour faire les changements de rapport. Cette nécessité a introduit celle de régler dans le temps la mise en prise des éléments si une commande ininterrompue est requise, par exemple un embrayage et un frein doivent être mis en prise et un autre embrayage et un frein doivent être mis hors de prise pour pratiquer un changement du rap- port.
Il peut être nécessaire que l'un soit mis en prise légèrement en avan ce de l'autre si on veut obtenir un changement progressif, et aussi que la mise hors de prise ait lieu en un moment relatif adéquat. Cela a donné lieu à des complications considérables dans l'application du réglage automatique et a réndu presque impossible la production d'un changement continu progres- sif du rapport sous toutes les conditions du fonctionnement. En outre,un agencement de cette espèce implique généralement un changement considérable de la vitesse de certaines pièces des engrenages épicyclofdaux ou satellites; par exemple, une cage comparativement lourde, portant un certain nombre de pignons doit être maintenue fixe pendant l'exercice d'un rapport, mais doit tourner à la vitesse du moteur pendant l'exercice du rapport suivant.
Cela ajoute à la difficulté d'assurer un changement progressif et augmente éga- lement la nécessité d'agencements compliqués de réglage dans le temps, car s'il y a un changement considérable de la quantité de mouvement et qu'il est requis que l'énergie soit communiquée au train d'engrenage à partir de l'ar- bre de sortie, une inversion de couple aurait lieu. Un autre avantage est que, pendant l'accélération, par exemple à partir de l'arrêt, il peut être nécessaire de communiquer une énergie substantielle au train d'engrenages, ce qui réduit l'accélération disponible.
Le but de la présente invention est de présenter une transmission simple et robuste qui fournit au moins quatre rapports de vitesse avant lorsque c'est requis, rapports qui peuvent :être changés, pendant que le couple agit et sans perte de traction, par la mise hors de prise et la mise en prise d'un seul élément à friction.. Un autre but est de présenter un train d'engrenages à l'aide duquel,on peut obtenir des rapports adéquats et qui permet d'accomplir le 'changement de rapport avec le minimum de changement de la quantité de mouvement, par exemple : la cage relativement lourde et les pignons du train d'engrenages peuvent être fixes en première vitesse, tourner lentement en seconde, à une plus grande vitesse en troisième et tourner à la vitesse du moteur en quatrième vitesse.
Un au- tre but eoncore est de présenter un agencement grâce auquel un dispositif de réglage dans le temps, relativement simple, peut être employé pour faire va- rier la mise hors de prise et la mise en prise selon que l'on passe à une vi- tesse supérieure ou inférieure et selon les vitesses auxquelles ces change- ments doivent être accomplis. Il est entendu que dans une transmission de cette espèce, lorsqu'on passe à une vitesse supérieure sous pleime charge, il est désirable que la traction soit pleinement maintenue pendant tout le changement et un élément à friction ne doit pas être complètement mis hors de prise avant qu'un autre élément à friction ne soit mis ea prise.
Lors- qu'on passe à une vitesse inférieure sous pleine charge, il est désirable qu'un élément soit mis hors de prise avant que l'autre élément ne soit mis en pri- se,de manière à donner au moteur le temps d'augmenter la vitesse de façon appropriée. Il est clair qu'il est bien plus- aisé de réaliser cela si un. seul élément doit être mis hors de prise et. un-seul élément doit être mis en prise pour produire le changement de rapport.
Selon l'invention, un mécanisme de transmission motrice comprend au moins deux roues planétaires dont au moins une est actionnée par un -membre moteur d'entrée, un élément à cage à satellites, un premier élément à broche porté par ladite cage, l'axe dudit premier élémemt à broche étant décalé par rapport à l'axe desdites roues planétaires, un jeu de dents d'engrenages sur le premier élément à broche en prise avec une desdites roues planétaires, un second jeu de dents sur ledit premier élément à broche, un second élément à broche porté par ladite cage, des engrenages portés par la second élément à broche et en prise avec le second jeu de dents du premier élément, à broche et avec l'autre roue planétaire, un arbre de sortie,
un dispositif reliant l'ar- bre de sortie avec un desdits éléments, et un dispositif reliant au moins une desdites roues planétaires à un frein de réaction.
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Pour que l'invention puisse être aisément mise en oeuvre, des formes de construction de l'invention vont maintenant être décrites à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 (lA et 1B) est une vue-en section d'une transmis- sion motrice à vitesse variable, construite suivant la présente invention, la section étant faite suivant la ligne X-X de la figure 2
La figure 2 est une vue terminale du train d'engrenages de la figure 1.
La figure 3 est un dessin schématique représentant l'agencement des engrenages de la transmission.
La figure 4 est un dessin schématique représentant une forme des engrenages, constituant une varianteo
La figure 5 est un dessin schématique, représentant une autre variante.
Il est fait d'abord référence à la figure 1; le bloc embrayage 10 est agencé de manière à être boulonné au volant d'un moteur à combustion interne et enferme deux embrayages à friction A et 8 actionnés hydrauliquement Ces embrayages comprennent des plaques de rotation 11, 12, des plaques de pres- sion 13 14 des plaques à friction 15 16 (constituant la plaque avant et la plaque arrière du bloc embrayage), des plaques isolantes 17, 18 des diaphrag- mes souples 19 et 20, une plaque centrale 21 appelée ci-dessous corps de sou- pape d'embrayage;
, portant les diaphragmes 19 et 20, qui ont une forme annulai- re et qui sont maintenus à leurs alésages par des bagues de blocage 22, 23 et, à leurs diamètres extérieurs, par des bagues de blocage 24, 25. Chacun des embrayages est pourvu d'un certain nombre de ressorts de mise hors prise 26, 27 La pression de liquide destinée à mettre les mebrayages en prise pénètre dans les espaces d'actionnement 28, 29 au moyen de conduits dont l'un est re- présenté en 30 Deux soupapes à piston 31 (un par embrayage) fonctionnent dans un alésage formé dans le corps de soupape et servent soit à ouvrir le conduit 30 vers le conduit 32 afin de mettre l'embrayage en prise,
soit à ou- vrir le conduit 33 vers un échappement 34 afin de mettre l'embrayage hors de prise.Un ressort 35 agit pour maintenir la soupape à piston dans la position extérieure, celle du débrayage.
Le bloc embrayage 36 enferme trois freins à plaques C, D et E, actionnés hydrauliquement. La construction des freins est quelque peu sembla- ble à celle des embrayages. La pression de liquide agissant sur les diaphrag- mes souples 37, 38 et 39 provoque la mise en prise des plaques 40, 41 et 42 par l'intermédiaire de plaques isolantes 43 44 et 45 et de plaques de pres- sion 46, 47 et 48. Dans le cas des freins, des garnitures 49, 50 et 51, 52 etc... sont attachées aux plaques de pression et aux plaques telles que 53 qui constituent le bloc, mais dans le cas des embrayages., les garnitures à friction sont attachées aux plaques de rotation.
Le bloc à engrenages comprend un arbre d'entrée 54 un manchon d'entrée 55 portant des engrenages planétaires 56 et 57 et un manchon de réaction 58 portant un engrenage .planétaire 59 Un arbre de sortie 60 por- te une roue dentée planétaire 61. Une cage 64 porte des éléments à broche 62 et d'autres éléments à broche 63, tous ces éléments étant décalés par rap- port à l'axe des roues planétaires. Les éléments 62 portent trois jeux de dents d'engrenage ou pignons 65, 66 et 67 de dimensions différentes; Chacun des éléments 63 porte deux jeux de dents d'engrenage ou pignons 68 69 de différentes dimensions. Les pignons 68 s'engrènent avec la roue planétaire 56 et les pignons 69 s'engrènent avec la roue planétaire 61 Les pignons 65, 66 et 67 s'engrènent respectivement avec les roues planétaires 59 57, 56.
Les pignons 67 68 s'engrènent entre eux.
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L'arbre d'entrée 54 porte un moyen 110 auquel la plaque de rota- tion 11 est attachée, et l'embrayage A, lorsqu'il est en prise, peut \transmet- tre la commande par l'arbre 54 à l'engrenage 56. Le manchon 55 porte un moyeu 112 de la plaque de rotation 12 et, si l'embrayage B est en prise, la comman- de peut être transmise par le manchon 55 à l'engrenage 57. Le manchon d'entrée 55 peut aussi servir de manchon de réaction et porte un moyeu 140 attaché à la plaque de rotation 40 et, si le frein C est en prise:, le manchon 55 et l'en- grenage 57 sont maintenus fixes. Le manchon de réaction 58 porte un moyeu 141 de la plaque de rotation 41 et, si le frein B est en prise, le manchon 58 et l'engrenage 59 sont maintenus fixes.
La cage 64 porte les moyeux 142, 242 des plaques de rotation 42 et, si le frein E est en prise, la cage 64 est main- tenue fixe.
Un bloc hydraulique 70 comprend une pompe 71 actionnée à partir du bloc embrayage, un collet d'alimentation 72 comportant un certain nombre de bagues d'étanchéité et deux rainures 73, 74 par le moyen desquelles la pression hydraulique peut être menée à l'un des embrayages A ou B ou aux deux ensemble. Il y a aussi un certain nombre de forages, non représentés, qui relient le bloc hydraulique aux différents freins. Le bloc comporte des sou- papes de détente, une soupape sélectrice, et une soupape qui permet à la fois la sélection manuelle et automatique des différents rapports. Cela est plus complètement décrit dans la demande de brevet déposée en Belgique sous le n provisoire 409.009 le 11 août 1953.
En fonctionnement, le premier rapport est obtenu en mettant en prise l'embrayage A et le frein Eo L'engrenage 56 est de ce fait action- né et la cage 64, maintenue fixe. La commande est transmise par les engrena- ges 56, 68, 69 et 61 vers l'arbre de sortie.
La seconde vitesse est obtenue en mettant hors de prise le frein E et en mettant en prise le frein D. Il est entendu que, dans ce cas, si l'engrenage 56 est actionné vers l'avant et si l'engrenage 59 est main- tenu fixe, la cage (qui porte les éléments à broche 62, 63) tourne lentement vers l'avant car l'engrenage 68 tourne lentement vers l'arrière, amenant l'engrenage 67 à tourner vers l'avant et le pignon 65 à tourner vers l'avant en prise avec l'engrenage 59 ou autour de-l'axe de ce dernier.
Pour obtenir la troisième vitesse, le frein D est mis hors de prise et le frein C en prise. Cela maintient la roue planétaire 57 fixe et l'engrenage 56 est actionné et la cage tourne à une vitesse plus grande car l'engrenage 66 est plus grand et l'engrenage 57 plus petit.
Pour obtenir la transmission par prise directe, tous les freins sont mis hors de prise et l'embrayage B en prise;du fait que les deux em- brayages sont en prise et les deux engrenages 56, 57 sont actionnés, la cage 64 et l'arbre de sortie 60 tournent à la même vitesse que le bloc embrayage.
Il faut observer que pendant la transmission en prise directe, du fait que l'engrenage en prise avec 57 tend à être actionné dans le sens opposé à ce- lui de l'engrenage en prise avec 56, les couples de- commande vers- les- deux embrayages A et B agissent dans le même sens et le couple transmis par le mo- teur auquel la transmission est accouplée est partagé entre les- deux embray- ages. Cela permet que l'embrayage B soit plus petit, car il n'est jamais employé pour la commande avant pour transmettre le- plein couple du moteur.
Pour la vitesse arrière, l'embrayage B est mis en prise et l'em- brayage A hors de prise, et le frein E est mis en prise. La cage 64 est maintenue fixe, et la roue planétaire 57 est actionnée. Le rapport de mar- che arrière est donc transmis par 57, 66, 67 68, 69, 61 et la marche est inversée du fait que l'engrenage 68 s'engrène avec l'engrenage 67. Dans ce cas, l'engrenage B doit transmettre tout le couple, mais-il est particuliè- rement désirable de faire usage d'un petit embrayage doux -pourla marche arrière, de manière, à améliorer la manoeuvrabilité. En d'autres mots, il est rarement nécessaire de transmettre le plein couple du moteur en vitesse
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arrière et ce n'est jamais le cas lorsque le moteur tourne comparativement lentement.
Il faut également observer que pour les rapports de première et de vitesse arrière on fait usage du même frein. Le couple de réaction à transmettre en première et en vitesse arrière est bien plus grand que pen- dant la marche sous d'autres rapports et il est désirable de prévoir les deux plaques représentées. On économise donc l'espace et on diminue la complica- tion en faisant usage du même frein pour la première et la vitesse arrière.
Dans la variante de forme des engrenages représentée figure 4, l'arbre de sortie porte un engrenage intérieur 75 au lieu de la roue plané- taire 61 et l'engrenage 69 n'est pas requis. Le fonctionnement a lieu comme il a été exposé ci-dessus; un avantage de la variante est que des charges plus grandes peuvent être transmises au moyen de l'engrenage intérieur 75 et qu'un choix plus étendu de rapports fournis peut être obtenu. Une autre variante simple est représentée figure 5 dans ce cas, l'engrenage intérieur 76 est employé en tant qu'élément de réaction au lieu de la cage, la cage de- venant l'élément de sortie. Cela peut aussi contribuer à transmettre une plus grande charge et permet un ishoix plus étendu des rapports que l'on peut obtenir.
Diverses autres variantes peuvent être mises en oeuvre soit pour augmenter le nombre des rapports que l'on peut obtenir, soit pour permet- tre d'obtenir différents rapports. Dans chaque cas, l'effet est toutefois progressif, c'est-à-dire que la vitesse de la cage 64 augmente ou diminue avec le changement de rapport, mais que l'augmentation ou la diminution de la vitesse est bien inférieure à celle à laquelle le membre d'entrée tourne, et, dans chaque cas, un certain nombre de pignons satellites s'engrènent de manière à faire tourner un jeu autour de leurs propres broches dans le sens opposé à celui où tourne l'autre jeu. Dans chaque cas également, un certain nombre de rapports est obtenu au moyen des trains d'engrenages qui sont tous portés à l'intérieur de la cage rotative commune.
La référence aux tables suivantes montre les rapports et les vitesses obtenues par un appareil typique construit selon l'invention.
NOMBRE DES DENTS.
EMI5.1
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Roues <SEP> planétaires <SEP> (59) <SEP> 34 <SEP> dents
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (57) <SEP> 18
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<tb>
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<tb>
<tb> (56) <SEP> 16
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<tb> (61) <SEP> 30 <SEP> "
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<tb> Pignons, <SEP> élément <SEP> à <SEP> broche <SEP> (62)
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<tb> (65) <SEP> 18 <SEP> dents
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<tb> (66) <SEP> 34 <SEP> "
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<tb> (67) <SEP> 20
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<tb>
<tb>
<tb> Pignons, <SEP> élément <SEP> à <SEP> broche <SEP> (63)
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (68) <SEP> 31 <SEP> dents
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (69) <SEP> 17 <SEP> "
<tb>
RAPPORT DE TRANSMISSION.
EMI5.2
<tb> Arrière <SEP> 5.,16 <SEP> : <SEP> 1 <SEP>
<tb>
<tb> Première <SEP> 3,42 <SEP> : <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb> Deuxième <SEP> 1,99 <SEP> :
<SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb> Troisième <SEP> 1,39 <SEP> : <SEP> 1
<tb>
<tb> Quatrième <SEP> 1,0 <SEP> : <SEP> 1
<tb>
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VITESSES RELATIVES.
EMI6.1
<tb>
Cage <SEP> (64)
<tb>
<tb> Arrière <SEP> Fixe
<tb> Première <SEP> Fixe
<tb> Deuxième <SEP> + <SEP> 0,298 <SEP> de <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> d'entrée
<tb> Troisième <SEP> + <SEP> 0,602 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Quatrième <SEP> + <SEP> 1,0 <SEP> c'est-à-dire <SEP> la <SEP> vitesse
<tb> d'entrée.
<tb>
ELEMENTS A BROCHE. Vitesse relative, c'est-à-dire. rotation sur les broches.
EMI6.2
<tb>
62 <SEP> 63
<tb>
<tb> Arrière <SEP> -0,53 <SEP> de <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> + <SEP> 0,341 <SEP> de <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> d'entrée
<tb> d'entrée
<tb> Première <SEP> +0,80 <SEP> " <SEP> -0,517 <SEP> "
<tb> Deuxième <SEP> 0,562 <SEP> <SEP> -0,363
<tb> Troisième <SEP> +0,218 <SEP> " <SEP> -0,210 <SEP> "
<tb> Quatrième <SEP> Relativement <SEP> fixe <SEP> Relativement <SEP> fixe
<tb>
ROUES PLANETAIRES.. (Vitesses en fractions de la vitesse d'entrée)
EMI6.3
<tb> (59) <SEP> (57) <SEP> (66) <SEP> (61)
<tb>
<tb> Arrière <SEP> +0,28-1 <SEP> -0,66 <SEP> -0,1
<tb>
<tb> Première <SEP> -0,424 <SEP> -1,51 <SEP> Vitesse <SEP> d'entrée <SEP> 0,29
<tb>
<tb> Deuxième <SEP> 0.
<SEP> -0,765 <SEP> " <SEP> " <SEP> +0,5C
<tb>
<tb> Troisième <SEP> +0,434 <SEP> 0 <SEP> n <SEP> " <SEP> +0,7]
<tb>
<tb> Quatrième <SEP> +1,0 <SEP> +1,0 <SEP> " <SEP> " <SEP> +1,0
<tb>
Il est entendu que pendant le changement de vitesse, tel que le passage de la seconde en troisième, un frein est relâché et l'autre est mis en prise et la mise hors prise et la mise en prise peuvent être amenées à se recouvrir de manière à produire la transmission motrice ininterrompue requise.
Avec une transmission faite selon l'invention, il n'y a pas tendance au renversement de la commande agissant sur l'arbre 60 par exemple pendant un passage à une vitesse supérieure, car l'engrenage 56 est toujours actionné, tendant à faire tourner les membres de réaction dans un sens inverse ce qui tend, pendant que les freins sont en prise, à maintenir le couple moteur appliqué à l'arbre de sortie. S'il y a un intervalle ou une période de mise hors prise partielle des freins pendant un changement de vitesse, la quantité de mouvement de la cage résiste- au couple de réaction qui tend à maintenir la commande appliquée à l'arbre de sortie
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.