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On comnaît déjà des boîtes de vitesses pour véhi- cules à moteur, dont les divers rapports de vitesses .sont enclenchées électriquement. Ces boites de vitesses comportent l'application d'embrayages à disques à com- mande électromagnétique. Toutefois, étant donné le rude travail imposé à ces systèmes d'embrayage, il est encore
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toujours nécessaire de prévoir le débrayage normal per- mettant de dételer le moteur d'avec la boite de vitesses.
De tels systèmes permettent de passer d'une vitesse à l'autre sans procédér à une synchronisation mécanique par l'actionnement d'un sélecteur de vitesse. Il s'agit dans ce cas, d'embrayages à friction, qui ne sont pas réglables en ce qui concerne le couple à transmettre.
On connaît en outre des dispositifs pour la manoeuvre des vitesses dans les véhicules à moteur, dispositifs où un embrayage à courants de Foucault est prévu entre le moteur de propulsion et la partie menée. Or, un tel embrayage. comporte des aimants permanents, de sorte que l'embrayage doit présenter des dimensions très importantes s'il doit fournir le couple d'embrayage requis. De plus, il est im- ' possible de modifier le couple d'embrayage et, finalement un tel embrayage ne comporte pas de couple nul.
Partant de ce qui précède, la présente invention vise à établir un dispositif pour la manoeuvre de la bôte de vitesses dans les véhicules à moteur en faisant appel à un embrayage à courants de Foucault, intercalé entre le moteur de propulsion et la partie menée, embray- age qui élimine les inconvénients précités, qui simplifie et abrège le processus de la manoeuvre et qui permet de freiner par le moteur dans les descentes.
Ces objectifs sont réalisés par le fait que l'em- brayage à courants de Foucault, qui sert à relier l'arbre primaire à l'arbre secondaire, comporte des pôles pourvus de bobines d'excitation et excités par voie électromagné- tique, ces pôles étant alimentés par une source de courant.
D'autre part, on prévoit un interrupteur électrique tachy-
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métrique (interrupteur à force centrifuge, par exemple), accouplé à l'arbre primaire, interrupteur qui ne connecte les bobines d'excitation de l'embrayage à courants de Foucault à la source de courant que lorsqu'une vitesse de rotation déterminée, réglable d'avance, a été dépassée.
En parallèle avec cet interrupteur électrique tachymétrique est prévu un autre interrupteur, dont un plot est solidaire de la partie dé l'embrayage fixée à l'arbre secondaire, tandis que son autre plot est/solidaire de la partie de l'em- brayage fixée à l'arbre primaire, de sorte que ce dernier interrupteur court-circuite l'interrupteur tachymétrique aussitôt que la vitesse de rotation de la partie de l'em- brayage affectée à l'arbre secondaire s'élève au-dessus de celle de la partie affectée à l'arbre primaire.
L'embrayage à courants de Foucault employé dans ce cas est constitué par exemple en un cylindre creux entraîné par le moteur et monté à rotation autour de l'arbre secon- daire; ainsi que par un corps rotatif calé sur l'arbre se- condaire et pourvu d'une denture longitudinale. Le cylindre creux est établi en une matière bonne conductrice dtélec- tricité et enclave par sa périphérie intérieure des arma- tures longitudinales en forme de barreaux, établies en une matière à magnétisme mou. Ce cylindre creux porte sur sa périphérie extérieure des éléments d'entraînement en vue de sa commande par le moteur, ces éléments pouvant être con- stitués par des dents, par exemple, dans lesquelles engrè- nent des courroies dentées.
Le corps rotatif denté intérieur, qui est complètement enclavé dans le cylindre creux, porte une ou plusieurs bobines d'excitation annulaires, logées dans les suralésages de ce corps. Le courant d'excitation est appliqué à ces bobines au moyen de balais.
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Pour assurer l'amortissement du flux magnétique con- densé, qui se manifeste entre les pôles du corps rotatif denté et les barreaux d'armature du cylindre creux, flux qui, lorsque les deux éléments tournent l'un par rapport à l'autre, donne naissance à des oscillations par suite de la rupture, on remplit environ 40% de l'espace compris entre le cylindre creux et le corps rotatif denté avec une poudre de fer sèche à magnétisme mou, à grains sphé- riques d'un diamètre inférieur de 0,06 mm. par exemple.
Ceci garantit en outre un meilleur passage du flux au moment où une dent et un barreau d'armature se présentent l'un en face de l'autre.
Afin d'empêcher que l'huile venant des paliers ne s'infiltre dans la poudre de fer, on assure l'étanchéité de ces paliers à l'aide de joints à membrane. Le généra- teur de courant pour l'excitation des bobines annulaires peut être constitué par une dynamo-volant magnétique connue en soi dont le courant produit dans l'enroulement d'éclai- rage est redressé, ou bien, une dynamo d'éclairage à cou- rant continu avec batterie, dont le courant est appliqué aux bobines d'excitation par l'entremise d'un interrupteur tachymétrique réglable (interrupteur centrifuge).
On prévoit avantageusement en amont de la bobine ou des bobines d'excitation des résistances série qui peuvent être mises en et hors circuit par la manoeuvre de la pédale des gaz.
Selon l'invention, celui des plots de l'interrupteur court-circuitant l'interrupteur tachymétrique (interrupteur centrifuge), qui est disposé sur l'élément d'embrayage fixé à l'arbre de transmission (arbre secondaire), est constitué par un cintre en fil métallique dont la partie supérieure qui s'avance en saillie dans le sens radial, présente la
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forme d'une boucle ou agrafe, une branche de cette boucle portant une pièce isolante. Les extrémités inférieures des deux branches sont courbées de façon à former des demi- cercles dont les ouvertures sont tournées l'une vers l'autre, ces branches s'engageant dans une, dépouille pratiquée autour d'une bague collectrice.
Le plot prévu sur l'élément d'embrayage affecté au moteur de propulsion est constitué par un goujon contre lequel vient s'appliquer soit la partie nue, soit la partie isolée, du cintre de fil métallique, suivant que l'un ou l'autre des deux éléments d'embrayage tourne à une vitesse plus grande. Lorsque le contact s'éta- blit avec la branche nue, l'interrupteur centrifuge est court- c i@rcuité, de sorte que l'embrayage peut à nouveau exercer sa fonction. Ceci se produit par exemple lorsque, pendant la marche en descente, l'élément d'embrayage soli- daire de l'arbre secondaire tourne plus vite que l'élément d'embrayage solidaire de l'arbre primaire, Par contre, lorsque le contact se fait avec la branche isolée, l'em- brayage continue à être gouverné par l'interrupteur tachy- métrique (interrupteur centrifuge).
En ce qui.concerne la construction proprement dite, on prévuit dans l'alésage de l'élément d'embrayage inté- rieur, dans le prolongement de l'arbre secondaire un écrou formant flasque et don le.bord rentrant agrippe une pièce isolante, également en forme de flasque, ainsi que le bour- relet prévu sur le bord de la bague collectrice. En outre, on prévoit sur le bout d'arbre, concentriquement à la bague collectrice, une pièce de oontact qui en est isolée par une bague isolante intercalée entre le bout d'arbre et la bague collectrice, la pièce de contact étant d'autre part suppor- tée et fixée dans cette dernière par la bague isolante.
Les fils de connexion pour la bobine d'excitation sont appliqués
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par la pièce isolante contre la bague collectrice, d'une part, et la pièce de contact d'autre part, ce qui simpli- fie notablement le montage des connexions.
La source de courant peut être constituée, par exem- ple, par une dynamo-volant magnétique, dont l'enroulement d'éclairage est connecté par ses deux bornes à un redres- seur. Un pâle de ce dernier est connecté à la masse, tan- dis que l'autre pôle est connecté, par l'entremise d'un balai et de la pièce de contact de l'embrayage à courants de Foucault à une borne de l'enroulement d'excitation.
L'autre borne de l'enroulement d'excitation est raccordée à la bague collectrice prévue sur l'embrayage à courants de Foucault, cette bague pouvant être reliée à la masse, soit par l'entremise d'un interrupteur centrifuge (inter- rupteur tachymétrique) soit par l'entremise du cintre de fil métallique qui glisse sur la bague collectrice, suivant que l'un ou l'autre élément d'embrayage tourne à une vitesse plus grande. En outre, une batterie est branchée en paral- lèle avec le redresseur.
Un embrayage à courants de Foucault peut être affecté à chaque rapport de vitesse. Selon une variante, on peut prévoir, à l'intérieur du volant du moteur de propulsion, volant qui constitue l'élément meneur, un ou plusieurs élé- ments menés, en un nombre correspondant à.celui des éche- lons de vitesse, ces derniers éléments étant disposés sur des arbres creux montés concentriquement les uns à l'inté- rieur des autres.
On peut prévoir en outre un variateur de vitesse automatique qui effectue l'enclenchement et le déclenchement, ainsi que l'excitation des divers embrayages de chan, eurent de vitesse, eu fonction de la vitesse du véhicule à moteur.
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En outre, l'embrayage peut être disposé de façon corres- pbndante entre les éléments d'une transmission à pignons planétaires. Finalement, on peut prévoir des relais com- mandés les uns sous le contrôle des autres, en fonction de la vitesse du véhicule.
Les dessins annexés représentent schématiquement des exemples de réalisation du dispositif suivant l'invention appliqué à la manoeuvre du changement de vitesse dans les véhicules à moteur.. Dans ces dessins :
La Fig 1 est une 'vue en coupe longitudinale de l'em-' brayage à courants de Foucault.
La Fig 2 est une vue en coupe transversale de l'em- brayage à courants de Foucault suivant la ligne 2-2 de la Fig 1.
La Fig 3 est une vue d'élévation latérale de l'em- brayage à courants de Foucault.
La Fig 4 est une représentation schématique du dis- .positif comportant un générateur de courant alternatif, en combinaison avec deux redresseurs à une alternance.
La Fig 5 est une représentation schématique du dis- positif comportant l'emploi d'un générateur à courant continu.
La Fig 6 est une représentation schématique du dispo- sitif comportant l'emploi d'un générateur à courant alter- natif en combinaison avec un redresseur du type Graetz'ou en pont.
Sur l'arbre de transmission (arbre secondaire) 1, dont l'extrémité est munie de cannelures, on emmanche à la presse, à l'intérieur du moyeu du corps rotatif denté 2,
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une pièce 3 formant écrou et présentant une extrémité formant couvercle. Sur le côté transmission du moyeu du corps rotatif 2 est monté à rotation l'élément extérieur, constitué par le cylindre creux 4, de l'embrayage, élément dont le pour-Gour intérieur porte des armatures longitudi- nales 5 en forme de barreaux établies en fer à magnétisme mou. Le côté ouvert du cylindre creux 4 est obturé par un couvercle 7 monté sur l'autre extrémité du moyeu du corps rotatif 2 et retenu par une portion 6 rabattue vers l'inté- rieur.
La périphérie extérieure du cylindre creux 4 porte une denture 8 pour la courroie dentée 10 qui transmet le couple du vilebrequin 9 du moteur 75, par l'entremise d'un pignon d'attaque 76, à l'arbre de transmission (arbre se- condaire) 1. Le corps rotatif 2, enclavé dans le cylindre creux 4 et pourvu d'une denture longitudinale, porte une bobine d'excitation annulaire 11 qui est logée dans une dépouille circulaire et qui magnétise le corps rotatif 2 de telle façon que des pôles de même nom apparaissent sur les dents e. @érieures 12, disposées symétriquement les unes par rapport aux autres.
'Le courant d'excitation est appli- qué à la bobine 11 par l'entremise de balais 13, 14 qui glissent respectivement sur la bague collectrice 15 et la pièce de contact 16 montées sur l'écrou ou la pièce femelle 3.
La bague collectrice 15 est assujettie dans la pièce femelle 3 - dont l'extrémité libre présente la forme d'un flasque ou couvercle - avec interposition d'une pièce isolante 17, qui forme également un flasque et qui est établie en une matière plastique synthétique, les bords des deux flasques étant rabattus vers l'intérieur, de manière à agripper le bord formant boureeelet de la bague collectrice. La périphérie extérieure de la bague collectrice est munie d'une dépouille
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circulaire 18, dans laquelle viennent se loger les extré- mités courbées en demi-cercle, du cintre 19 en fil métal- lique, qui présente la forme d'une pince ou boucle.
La branche du cintre qui, en considérant le sens de rotation, (voir Fig 3) est située en aval, porte une pièce isolante 20, de sorte que soit la branche nue, soit la branche isolée, du cintre en fil métallique 19 entre en contact avec le goujon 21 fixé dans le flasque 7 et relié à la masse, cela suivant que le corps rotatif 2 tourne plus vite ou moins vite que le cylindre creux 4.
La pièce de contact 16 est disposée concentriquement par rapport à la bague collectrice extérieure 15 et est isolée de celle-ci par une bague 22 en une matière plas- tique isolante. Cette dernière bague sert également à fixer la pièce de contact intérieure 16 et les fils de connexion 23 pour les bobines d'excitation 11, ces der- niers fils étant fortement pressés par la bague isolante 22 contre la bague collectrice 15 et contre la pièce de contact 16.
En outre, la pièce de contact 16 est elle- même serrée par la bague 22 en matière isolante disposée entre, d'une part, le bord en bourrelet de l'extrémité intérieure de la pièce de contact et, d'autre part, le bourrelet prévu à l'extrémité extérieure de la bague col- lectrice 15 est situé obliquement vis-à-vis du premier bourrelet. 40% environ de l'espace compris entre le cylin- dre creux 4 et le corps-rotatif denté 2 sont remplis d'une poudre de fer sèche 24 à magnétisme mou, composée de grains sphériques d'un diamètre inférieur à 0,06 mm, par exemple.
Lorsque l'on fait appel à un générateur à courant al- ternatif pour la production du courant (voir Fig 4), le , courant d'excitation est fourni par exemple par une dynamo-
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volant magnétique 25, le courant étant recueilli à partir de l'enroulement d'éclairage 26 par exemple. La dynamo- volant magnétique 25 comporte, en plus de l'enroulement d'éclairage 26, et:comme il est connu en soi, le rupteur 27 avec condensateur 28 branché en parallèle, ainsi qu'une bobine d'allumage 29 dont la borne haute tension 30 est connectée à la bougie d'allumage 31. Le circuit se.ferme par la masse 32.
Un pôle 33 de l'enroulement d'éclairage 26 est connecté à la masse 32, tandis que son autre pôle 34 est connecté à la borne 36 de la bobine d'excitation 11, par l'entremise d'un redresseur 35 à une alternance. La borne 37 de la bobine d'excitation 11 peut être mise à la masse 32 par l'intermédiaire de l'interrupteur centrifuge (interrupteur tachymétrique) 38, accouplé à l'arbre pri- maire 9 au moyen d'une liaison 77. L'interrupteur à ac- compagnement, constitué par le cintre de fil métallique 19 et le goujon 21, est branché en parallèle avec l'in- terrupteur centrifuge (interrupteur tachymétrique)38.
Un commutateur 39 permet de court-circuiter l'allu- mage lorsque le pont 40 relie entre eux les plots 41 et 42; par coutre, lorsque le pont 40 réuni entre eux les plots 45 et 46, il en résulte une recharge de la batterie 44, protégée par un coue-circuit 43. Lorsque le second pont 47 relie les plots 48 et 49 l'un à l'autre, il branche les phares 50 et le feu arrière 51 à la batterie 44, tandis que, lorsque ce dernier pont relie entre eux les plots 52 et 53, ce qui a lieu lorsque le circuit d'allumage est fermé,
les phares 50 et le feu arrière 51 sont alimentés directement par l'enroulement d'éclairage 26 de la dynamo- volant magnétique 25 par l'entremise d'un second redres-
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seur à une alternance 54, qui agit dans ce cas comme élé- ment de blocage. Une lampe 55 indique que l'enroulement d'éclairage 26 de la dynamo-volant magnétique 25 engendre du courant. Un interrupteur 56 sert à commander le cir- cuit des phares 50 et du feu arrière 51.
Lorsque le cou- rant est fourni par un générateur à courant continu 57 (voir Fig 5), lequel est muni, comme il est connu en soi, d'une bobine d'excitation 58, d'une résistance de réglage
59, d'un régulateur.de courant 60, d'un régulateur de ten- sion 61, d'un disjoncteur de courant de retour 62,-d'une lampe de démarreur 63 et d'un interrupteur d'allumage 64, le courant se dirige vers la bobine d'excitation 11 à tra- vers les résistances en série 65.
Ces dernières sont court- circuitées les unes après les autres, au moyen de ponts 66 commandés par la pédale des gaz, à mesure que l'alimenta- tion en combustible augmente, de telle sorte qu'un faible courant d'excitation correspond à une alimentation réduite, tandis qu'un courant d'excitation plus important corres- pond à une alimentation plus abondante. A la borne 37 de la bobine d'excitation 11 sont raccordés en un montage paral- lèle l'interrupteur centrifuge (interrupteur tachymétrique)
38 et l'interrupteur à accompagnement constitué par le cintre de fil métallique 19 et le goujon 21, les autres bornes de ces éléments étant raccordées à la masse.
Lorsque le courant est engendré par un générateur 'al- ternatif 68, en combinaison avec un redresseur en montage
Graetz ou en pont (voir Fig 6) destiné à fournir du courant à la bobine d'excitation 11 de l'embrayage à courants de
Foucault, l'enroulement 69 de ce générateur est isolé de la masse 32. Les deux bornes 70 et 71 sont reliées direc- tement à un redresseur 72. Un pôle 73 du redresseur 72 est connecté à la masse, tandis que l'autre pôle 74 est relié
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à la borne 36 de la bobine d'excitation 11 par l'entremise du balai 14 et de la pièce de contact 16 faisant partie de l'embrayage à courants de Foucault.
L'autre borne 37 de la bobine d'excitation Il est connectée à la bague collectrice 15, cette dernière pouvant être reliée à la masse 32 soit par l'entremise d'un balai 13 et d'un interrupteur centri- fuge (interrupteur tachymétrique) 38, soit au moyen d'un cintre de fil métallique 19 qui glisse sur la bague col- lectrice 15, et d'un goujon 21. Une batterie 44 est branchée en parallèle avec le redresseur 72.
On décrira ci-après le fonctionnement du dispositif selon l'invention, en vue du changement de vitesses dans les véhicules à moteur:
On met le moteur en marche. L'interrupteur centri- fuge 38, réglé pour une vitesse de rotation déterminée, demeure d'abord ouvert, de sorte que la bobine d'excita- tion 11 ne reçoit pas encore de courant. Par conséquent, l'arbre secondaire 1 est débrayé.
Lorsqu'on appuie sur la pédale des gaz, la vitesse de rotation du moteur augmente, et l'interrupteur centri- fuge 38 ferme son contact lorsque la vitesse pour laquelle il a été réglé est atteinte. De cette façon, la bobine d'excitation 11 de l'embrayage à courants de Foucault re- çoit du courant, et le véhicule se met en marche.
Lorsque, pendant la marche en palier ou en côte, le cylindre creux 4 est entraîné par le moteur, ce cylindre tourne plus rapidement que le corps rotatif 2. Le cintre en fil métallique 19, disposé àglissement sur la bague collectrice 15 solidaire de l'arbre secondaire 1 vient donc s'appliquer avec sa. branche isolée 20 contre le goujon 21. De cette façon, l'interrupteur centrifuge 38 n'est pas
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court-circuité par le cintre en fil métallique 19 et peut contrôler l'arrivée de courant à la bobine d'exci- tation 11 à courants de foucault.
L'interrupteur centrifuge 38 s'ouvre à nouveau aussi- tôt que sa vitesse descend au-dessous de la vitesse de cou- pure, par exemple par suite de la'sur charge du moteur 75 ou par l'interruption des gaz, ce qui peut se produire entre autres pendant la marche en descente. Ceci signifie que la liaison entre le moteur 75 et l'arbre secondaire 1 est in- terrompue dans les descentes. Il s'ensuit qu'à priori on n'a pas la possibilité de freiner par le moteur ; le véhicule poursuit d'abord sa route à l'état débrayé. Désor- mais, le corps rotatif 2, entraîné par les roues arrières tourne plus rapidement que le cylindre creux 4; par consé- quent, la branche non isolée du cintre du fil métallique 19 s'applique contre le goujon 21, lequel est relié à la masse
32.
De cette façon, l'interrupteur centrifuge 38 est court- circuité, de sorte qu'en dépit de l'ouverture de ce dernier interrupteur, on peut freiner par le moteur.
Les mêmes faits se produisent lors de la mise en @ marche du moteur des véhicules automoteurs à voie monoroue.
La pédale de démarrage agit, par l'entremise de la roue ar- rière, au moyen de l'arbre,secondaire 1, sur le corps rota- tif 2. Par suite, le cintre de fil métallique 19 s'applique par sa branche non isolée, contre le goujon 21 relié à la masse 32. De cette façon, la bobine d'excitation .Il est alimentée en courant, de sorte que le cylindre creux 4 est entraîné par le corps de rotation 2 et entraîne à son tour le vilebrequin 9 du moteur 75 au moyen de la courroie den- tée 10, jusqu'à ce que le moteur démarre.
Ceci a pour effet
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d'accélérer la rotation du cylindre creux 4, à la suite de quoi le cintre de.fil métallique 19 s'applique par sa branche isolée 20 contre le goujon 21, de sorte que le courant de la boboine d'excitation 11 est interrompu jusqu'au moment où l'interrupteur centrifuge 38, ayant atteint sa vitesse de coupure, se ferme, en mettant à nouveau sous courant la bobine d'excitation 11 du corps rotatif 2.
Dans le dispositif àelon l'invention, destiné à la manoeuvre du changement de vitesses dans les véhicules à moteur, le couple d'embrayage requis est obtenu, lorsqu'il existe une rotation relative entre les deux éléments d'em- brayage, par l'excitation d'un élément, lequel engendre dans l'autre élément un champ magnétique alternatif et donne naissance à des courants de Foucault. D'ailleurs. l'excitation de l'élément considéré peut êgre modifié à volonté et adaptée aux conditions. Aussitôt qu'il n'existe plus de mouvement de rotation relatif entre les deux é lé l- ments d'embrayage, il s'établit entre eux un couple purement magnétique, à la suite de quoi les deux éléments sont ac- couplés l'un à l'autre élastiquement et sans friction.
L'embrayage à courants de Foucault ne -risque pas de se gripper; au contraire, cet embrayage fonctionne d'une ma- niere parfaitement douce et élastique. Par conséquent, les vibrations dues à la rotation, transmises par le moteur, ou des chocs provenant des roues motrices, sont complètement neutralisés. Aussitôt, que l'état d'embrayage magnétique entre les deux éléments est atteint, il s'établit, aussi
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bien dans le -ens côté pr.i.iriaire-roues, que dans le sens opposé, une liaison ferme, mais cependant élastique, sans
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aucun glissement, de sorte que le véhicule peut aussi être freiné par le.moteur.
Les véhicules munis d'embrayages à courants de Foucault sont à même de monter des pentes plus fortes que dans le cas d'embrayages mécaniques, étant donné'que, grâce à la commande tachymétrique de l'embrayage, le moteur de propulsion peut toujours tourner de manière à fournir le couple le plus favo- rable. De plus, on peut rouler pendant une période prolongée avec un glissement permanent, sans qu'il en résulte des per- turbations. En outre, la conduite est plus confortable en raison de l'absence d'un levier d'embrayage.
Dans les descentes, le couple de l'essieu arrière est transmis aussi bien par le côté secondaire que par le côté primaire, de sorte que le véhicule peut être freiné par le moteur sans qu'il soit nécessaire d'appliquer des disposi- tifs supplémentaires, qui sont indispensables dans les chan- gements de vitesse hydrauliques. Contrairement à ce qui se passe¯dans les transmissions hydrauliques, il n'est pas né- cessaire, dans le cas de l'embrayage à courants de Foucault, d'effectuer une manoeuvre d'embrayage mécanique, lorsqu'une ,vitesse déterminée a été atteinte, étant donné que, dans ce dernier embrayage, il n'existe pas de glissement résiduel.
Il convient de noter tout particulièrement que l'embrayage suivant l'invention convient non seulement pour les moteurs de grande puissance, mais aussi pour les moteurs de très petite puissance. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés, mais couvre tous les types de véhicules à moteur.
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