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La présente invention concerne un accouplement hydrostatique du type à pompes à engrenage, qui convient par ticulièrement aux grandes vitesses. Les accouplements hydrostatiques connus étaient principalement utilisés comme amor- tisseurs de vibrations dans les transmissions de bateaux entre un moteur à fai- ble vitesse et l'arbre d'hélice.
Toutefois, on peut avantageusement utiliser un accouplement hydrosta- tique dans une transmission à limite de puissance. Un tel accouplement se compo- se d'un ou de plusieurs organes formant pompe qui, quand le couple d'entrée est inférieur au couple maximum transmissible, ne pompent qu'un volume d'huile cor- pespondant aux pertes par fuites. Dans ces conditions, les deux organes de l'ac- couplement tournent à des vitesses presque égales. Par contre, quand le co.uple d'entrée est supérieur au couple maximum pouvant être transmis, les pompes envoient du fluide dans des soupapes chargées sous une pression déterminée, ce qui fait que la partie menée de l'accouplement tourne plus lentement que sa partie menante.
Aux grandes vitesses, les forces centrifuges deviennent rapidement très importantes, ce qui pose des problèmes en ce qui concerne les paliers des roues de pompe ainsi que pour l'étanchéité entre les diverses roues et entre ces roues et le carter de la pompe.
Pour surmonter ces difficultés, la présente invention prévoit de monter les pompes à engrenage, sous forme de pignons satellites dans des niches creusées dans un carter fixé à l'un des arbres de l'accouplement, l'un des pi- gnons de chaque pompe étant conçu pour coopérer avec une roue dentée montée sur l'autre arbre. Chaque pompe à engrenage est en outre pourvue d'une chambre de compression située radialement à l'extérieur de la pompe et qui a une grande éten- due périphérique, de sorte que la pression hydraulique agissant sur chaque pi- gnon de pompe peut être contre-balancée par une composante centrifuge agissant sur celui-ci dans la direction opposée.
Les deux pignons qui font partie de chaque pompe ont soit les mêmes dimensions, et sont montés à des distances radiales différentes de l'arbre de transmission, la différence des rayons étant du même ordre que la hauteur des dents, soit montés à des distances radiales égales de l'arbre de transmission en ayant des dimensions différentes, la différence de rayon étant du même ordre que la hauteur des dents. De cette façon, l'influence de la force centrifuge est ap- proximativement la même sur les deux pignons ce qui assure l'égalité de l'influ- ence de la 'force centrifuge sur les paliers qui est fonction de la différence en- tre cette force et la pression hydraulique.
En vue de fixer le couple maximum pouvant être transmis par l'accou- plement, chaque pompe est pourvue d'une soupape insérée dans un conduit reliant son aspiration à son refoulement. On peut munir cette soupape d'un ressort sol- licitant son clapet à s'appliquer contre son siège. Afin de synchroniser au ma- ximum l'ouverture de ces soupapes,, il est possible de régler chacun des ressorts séparément.
On peut obtenir des courbes d'accouplement ayant différentes allures en réalisant cette soupape de différentes manières. C'est ainsi que si l'on mon- te le clapet de façon qu'il doive se déplacer radialement vers l'extérieur pour s'appliquer de façon étanche sur son siège, la force du ressort de soupape et la force centrifuge s'additionnent en fournissant un accouplement capable de trans- mettre des couples plus élevés aux grandes vitesses qu'à vitesse réduite, ce qui peut être particulièrement avantageux lorsque la transmission dont l'accouplement fait partie possède une vitesse inférieure critique devant être transmise en ser- vice. Dans ce mode de réalisation il est parfois possible de supprimer complètement les ressorts de soupape, de sorte que cette dernière est commandée uniquement par la force centrifuge.
Par contre lorsque le clapet de soupape doit se déplacer radialement vers l'intérieur pour s'appliquer sur son siège, la force centrifuge se soustrait
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de la force du ressort de soupape, ce qui donne un accouplement qui peut trans- mettre un couple plus fort aux bas régimes qu'aux régimes élevés, de sorte que la puissance transmisse peut être maintenue approximativement constante.
En jouant sur la rigidité du ressort de soupape et sur la masse du clapet, on peut donner à la courbe de l'accouplement,la pente voulue.
Toutefois, quand le couple maximum transmissible doit être maintenu constant, le clapet devra être monté de façon à ne se déplacer que parallèlement à l'arbre, ce qui neutralise l'effet de la force centrifuge sur celui-ci.
Une grande partie des fuites se produisent dans les pompes à engrena- ge entre les faces planes de pignons et les surfaces de l'enveloppe ou du carter au contact de ces faces. Conformément à la présente invent ion,chaque pompe à en- grenage est garnie de plaques d'étanchéité appliquées axialement contre les pi- gnons. La pression d'application peut être obtenue soit en amenant du fluide sous pression du refoulement de la pompe, au moyen d'un conduit, jusqu'aux faces des plaques d'étanchéité tournées vers l'extérieur, soit en plaçant des ressorts con- tre des mêmes f'aces des plaques d'étanchéité.' Une combinaison de ces deux dispo- sitions peut également être utilisée.
Afin de permettre le fonctionnement de l'accouplement hydrostatique dans les deux sens, certaines des pompes à engrenage sont montées de manière à dé- biter du fluide vers leurs chambres de compression quand le carter qui est monté sur l'un des arbres de l'accouplement et supporte les pompes à engrenage, tourne dans un certain sens par rapport à la roue dentée que porte l'autre arbre de @ accouplement, tandis que les autres pompes à engrenage sont montées de manière à refouler du fluide dans leurs chambres lorsque le carter et la roue dentée tour- nent en sens opposés entre elles.
Pour simplifier les problèmes d'étanchéité et de paliers, il est avantageux de monter les axes des pignons de pompe fixement sur le carter et de monter les pignons à rotation sur ces axes au moyen de roulement à aiguilles de préférence.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés. Dans ces dessins : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un accouplement confor- me à l'invention, suivant la ligne I-I de la figure 2 ; - la figure 2 est une coupe partielle, suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est un diagramme montrant le couple maximum en fonction de la vitesse dans le mode de réalisation de la figure 1; - la figure 4 représente une variante d'un détail de la figure 2; - la figure 5 est un diagramme montrant la relation entre le couple maximum et la vitesse dans la variante de la figure 4; - la figure 6 montre une seconde variante du détail représenté à la figure 4;
- la figure 7 est un diagramme montrant la relation entre le couple maximum et la vitesse dans la réalisation de la figure 6; - la figure 8 représente une autre modification d'un détail de la fi- gure 1; - la figure 9 est un diagramme montrant la relation entre le couple maximum et la vitesse dans le mode de réalisation de la figure 8; - la figure 10 est une coupe d'une autre variante de l'invention ; - la figure 11 représente une variante d'un autre détail de la figure
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Dans un accouplement,une roue dentée 16 est fixée à l'un des arbres.
Cette roue est montée à l'intérieur d'un carter rempli de fluide, qui est soli- daire de L'autre arbre 19, l'une des parois d'extrémité 20 du carter constituant un tourillon 22 sur lequel tourne l'arbre 14, tandis que l'autre paroi d'extré- mité 24 s'applique de façon étanche contre l'arbre 14. A l'une de ses extrémi- tés, la paroi 20 est percée d'un trou de remplissage fermé par un tampon 27.
Dans le carter 18, un certain nombre de niches 26 sont creusées ra- dialement à l'extérieur de la roue dentée 16. Chaque niche renferme deux pignons 28, 30 bntés à rotation sur des roulements à aiguilles 32 enfilés sur des ar- bres 36, 38 montés sur le carter. L'un de ces pignons, qui est le pignon 28, engrène avec la roue 16, jouant le rôle d'engrenage planétaire, les autres pi- gnons formant des satellites, tandis que le carter constitue un porte-satellites.
Les pignons 28,30 logés dans la même niche 26, ont les mêmes dimen- sions et sont montés à des distances radiales différentes de l'arbre de trans- mission, la différence étant de l'ordre de la hauteur des dents d'engrenage. Ces pignons tournent dans le sens des flèches 40,42 et forment une pompe à engrena- ge qui prélève du fluide dans la chambre centrale 44 du carter 18 et le refoule dans une grande chambre de compression périphérique 46 aménagée radialement à l'extérieur de la pompe. Des deux côtés dé la pompe sont disposées des plaques d'étanchéité 48, 50 s'appliquant axialement contre les pignons 28, 30' sous la pres- sion du fluide traversant un canal 52 partant de la chambre de compression 46 pour aboutir du côté des plaques d'étanchéité 48, 50 opposé à la pompe.
Entre la chambre de compression 46 et la chambre centrale 44 on dis- pose un conduit de circulation 54 renfermant une soupape composée d'un siège ré- glable radialement 56, d'un corps ou clapet 58 et d'un ressort 60 sollicitant le clapet radialement vers l'extrémité contre le siège.
La figure 4 représente une variante d'exécution de la soupape de limitation de couple représentée dans la même vue qu'en figure 2. Dans cette va- riante, la soupape comprend un siège 102 et un clapet 104e assurant l'étanché- ité vers l'extérieur, qui est relativement lourd et comporte des nervures de guidage 106 au moyen desquelles il est guidé dans le conduit 108. Cette soupape ne comporte aucun ressort.
La figure 6 représente une autre forme de réalisation de la soupape de limitation de couple de la figure 2. Dans ce cas, la soupape comprend un siège 110 et clapet 112 assurant l'êtanchéité vers l'intérieur, qui est plaqué contre son siège par un ressort 114.
La figure 8 montre une troisième variante de la soupape de limitation de couple représentée sur la figure 1. La soupape comprend ici un siège 116 et un clapet 118 se déplaçant parallèlement à l'arbre et s'appliquant de façon étan- che contre son siège, ce clapet étant guidé au moyen de nervures 120 dans des rainures 122 et pressé contre son siège au moyen d'un ressort 124.
Les figures 3, 5, 7 et 9 montrent la variation du couple maximum transmissible en fonction de la vitesse pour différents types de soupapes.
La figure 3 est la courbe d'une soupape conforme aux réalisations des figures 1 et 2 dans laquelle la forme du ressort et la force centrifuge s' ajoutent ce qui détermine un certain couple de démarrage et un couple qui croit constamment avec la vitesse.
La figure 5 est la courbe d'une soupape conforme au mode de réalisa- tion de la figure 4 dans laquelle le clapet est mû par la force centrifuge seu- lement, ce qui donne un couple de démarrage très voisin de zéro, mais dont la va- leur croît constammant avec la vitesse.
La figure 7 est la courbe d'une soupape conforme au mode de réalisa- tion de la figure 6 dans laquelle la force du ressort et la force centrifuge sont dirigées en sens opposés, ce qui produit un couple de démarrage élevé et un cou-
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ple qui diminue constamment avec la vitesse.
La figure 9 est la caractéristique d'une soupape conforme à la figure 8, dans laquelle l'influence de la force centrifuge a été supprimée et qui four- nit un couple contant à toutes les vitesses.
La figure 11 représente une autre forme de réalisation dans laquelle la roue dentée 16 est montée dans le carter 18 rempli d'huile. Dans le carter 18 sont ménagées un certain nombre de niches 26 situées radialement à l'extérieur par rapport à la roue 16. Dans chaque niche est monté un pignon 126 - 128 qui coopère avec la roue 16, et avec un second pignon 130 et 132 respectivement.
Les deux pignons de pompe 126, 130 et 128, 132 respectivement logés dans une niche 26 sont montés à la même distance radiale de l'arbre de transmis- sion. Les pignons fous 130 et 132 ont chacun un rayon qui est approximativement inférieur d'une hauteur de dent de celui des pignons 126,128 engrenant avec la roue dentée 16.
Les pignons 130 et 132 sont en outre disposés, de côtés différents du pignon 126,128 avec lequel ils coopèrent, ce qui fait que l'une des pompes à engrenage 126, 130 refoule du fluide dans la chambre de compression 46 pour un certain sens relatif de rotation entre la roue 16 et le carter 18, tandis que 1' autre pompe à engrenage 128,132 débite du fluide dans la chambre de compression 46 lors d'une rotation relative de sens opposé entre la roue dentée 16 et le car- ter 18. De cette façon l'accouplement est utilisable dans les deux sens, ce quiest particulièrement avantageux dans les transmissions pour véhicules, car il en ré- sulte la possibilité d'utiliser le moteur pour freiner.
La figure 11 représente une variante dans laquelle les plaques d'é- tanchéité axiales 48, 50 sont pressées contre les pignons 28, 30 par des ressorts 134, 136 au lieu d'être plaqués par la pression d'huile.
Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples, nullement limitatifs, auxquels de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exem- ple, que l'on peut imaginer d'autres combinaisons de pompes à engrenage comprenant des pignons de mêmesdimensions à différentes distances radiales de l'arbre de transmission, dans un accouplement où différèntes pompes opèrent dans des direc- tions différentes, ainsi que des pignons de pompe de différentes dimensions à la même distance radiale de l'arbre de transmission,-,dans un accouplement où tou- tes les pompes travaillent dans le même sens.
REVENDICATIONS.
1. Accouplement hydrostatique comprenant un carter monté sur l'un des arbres de l'accouplement, dans lequel un certain nombre de pignons sont montés à la manière de satellites, et disposés par paires dans des niches creusées dans le carter et faisant fonction de pompes à engrenage et dans lequel une roue den- tée est montée sur le second arbre de l'accouplement et coopère avec l'un des pig- nons de chaque pompe à engrenage, ledit accouplement étant caractérisé en ce que chaque pompe à engrenage est pourvue d'une chambre de compression, sitaée radia- lement à l'extérieur de la pompe et ayant une grande étendue périphérique, ce qui fait que la pression hydraulique agissant sur chaque pignon de la pompe à engrena- ge est dirigée principalement à l'opposé.de la force centrifuge agissant sur le même pignon.