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La présente invention est relative aux dispositifs de transmission de force motrice et concerne plus particulièrement un groupe comprenant un con- vertisseur hydraulique de couple et des organes connexes, destiné aux tracteurs agricoles et aux applications analogues.
Un objet de la présente invention consiste à établir un système de transmission pour tracteurs, du type spécifié plus haut, système dans lequel les divers organes concourent à réaliser un faible encombrement hors tout et des contours extérieurs nets.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un système de trans- mission comportant un convertisseur hydraulique de couple et une paire d'embray- ages à commande hydraulique, et dans lequel l'huile est utilisée comme fluide de travail ou moteur dans le circuit du convertisseur, ainsi que comme fluide d'actionnement et de lubrification pour les deux embrayages, et où l'huile est manipulée par une seule pompe pour l'ensemble du système.
Dans les dessins annexés ;
La fig. 1 est une vue d'élévation et en coupe du mécanisme de trans- mission, les embrayages étant au point mort ou déclenchés.
La fige 2 est une vue en bout, en regardant dans le sens de la flèche 2 de la fig. l, le croisillon mené ou récepteur étant omis.
La fig. 3 est une vue schématique du système hydraulique employé.
Dans la fig 1 - qui, aux fins de la description qui suit, sera cen- sée représenter un mécanisme de transmission pour un tracteur agricole - le chif- fre de référence 10 désigne un volant représenté de façon fragmentaire et qui symbolise n'importe quel organe en forme de couronne ou de croisillon, relié à une source de puissance telle qu'un moteur. Une jante 11 s'avance à partir d'une face du volant 10 ; elleprésente une denture intérieure 12 appelée à se trouver en prise d'entraînement avec une denture extérieure 13 qui forme un cercle sur un disque d'extrémité 14 disposé coaxialement par rapport à un moyeu 15 qu'il supporte et qui s'avance partiellement à travers le volant 10.
Le disque 14 est boulonné à l'extrémité d'un carter rotatif 16, tout en obturant cette extrémité, ce carter faisant partie d'un convertisseur hydrau- lique de couple 17 ; l'extrémité postérieure du carter 16 entoure un châssis-sup- port fixe 18 avec lequel elle forme un joint étanche, ce carter étant muni d'un pignon 19 destiné à entraîner une pompe qui dessert le convertisseur 17, ainsi que les embrayages respectifs de prise directe et de traction, le tout comme il sera-décrit dans la suite. Il ressort de ce qui précède que le disque 14 et le carter 16 tournent solidairement sous l'impulsion fournie par le volant 10.
Le carter 16 porte de aubes de roue primaire 20 à flux radial centri- fuge, qui chevauchent l'espace compris entre ce carter et une coquille intérieure.
Le liquide de travail - que l'on supposera être une huile appropriée et qui est refoulé par les aubes de la roue primaire - parcourt un passage extérieur 22, recourbé sur lui-même, pour être envoyé sur des aubes de roue secondaire 23, à flux radial centripète, qui chevauchent l'espace compris entre une coquille in- térieure 24 et une coquille de roue secondaire 25 clavetée sur une extrémité d'un arbre récepteur creux 26, dont l'extrémité opposée est reliée, par l'entre- mise d'un embrayage qui sera décrit dans la suite, aux roues motrices (non repré- sentées) du tracteur.
L'huile refoulée par les aubes 23 de la roue secondaire s'écoule à travers un passage intérieur 27, recourbé sur lui-même, pour se diri- ger vers des aubes de stator 28. à flux radial centrifuge, disposées à l'entrée des aubes 20 de la roue primaire et chevauchant l'espace compris entre une co- quille intérieure 29 et une coquille de stator 30.
Les aubes 20, 23 et 28, respectivement de la roue primaire, de la roue secondaire et du stator, ainsi que les passages 22 et 27, sont disposés les uns
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par rapport aux autres de manière à former un circuit de travail toroidal désigné de façon générale par le chiffre de référence 31, la coquille de stator 30 étant fixée au châssis-support fixe 18.
Un flasque 33 est fixé à la face tournée vers le convertisseur du dis- que d'extrémité 14, de manière à délimiter une chambre radiale 34 entre lui-même et ce dernier disque. Le flasque 33 est monté à rotation à l'aide d'un palier 35 supporté par l'extrémité voisine de l'arbre 26, cet arbre étant lui-même monté à rotation dans le châssis-support 18, au moyen d'un palier 36. Au voisinage immé- diat du palier 35, la face périphérique intérieure du flasque 33 s'applique à joint étanche contre un épaulement 37 de l'arbre 26, de manière à retenir l'huile du convertisseur à cet endroit, tandis que la surface périphérique extérieure du flasque 33 s'applique à contact étanche, avec liberté de coulissement axial, contre la face intérieure d'un piston annulaire 38.
La face extérieure du piston 38 s'applique de la même manière contre une partie annulaire 39 du disque d'ex- trémité 14, lequel délimite d'ailleurs, conjointement avec le piston 38 et le flasque 33, un cylindre annulaire 40, à l'intérieur duquel le piston 38 est monté à coulissement et qui communique avec la chambre 34. La partie intérieure du pis- ton 38 est accouplée à cannelures au flasque 33, comme indiqué par le chiffre de référence 41, de sorte que le piston 38 tourne toujours solidairement avec le disque d'extrémité 14 et, par conséquent, avec le carter 16.
Lorsqu'une pression est appliquée sur la face de gauche du piston 38, comme il sera exposé dans la suite, ce dernier se déplace de manière à serrer un disque d'embrayage annulaire récepteur 42 contre une portion 43, orièntée vers l'intérieur, du carter 16, portion située entre, d'une part, la partie de la coquille de roue secondaire 25 située au voisinage des aubes de roue secon- daire 23 et, d'autre part, le disque d'embrayage 42. La périphérie intérieure du disque d'embrayage 42 est accouplée à cannelures, comme indiqué par le chiffre de référence 44, à une couronne 45 prévue sur la coquille de roue secondaire 27.
Il ressort de ce qui précède que, lorsque le disque d'embrayage 42 occupe la position desserrée ou déclenchée, représentée dans la fig. 1 cepen- dant que le moteur tourne, l'entraînement s'opère par l'entremise du convertis- seur 17 avec la multiplication habituelle du couple. Pour la prise directe, le piston 38 est déplacé sous l'effet de la pression, de manière à serrer le disque 42 contre la portion 43 du carter, à la suite de quoi la coquille 25 de la roue secondaire est amenée à tourner à la vitesse du carter 16. Le piston 38, le disque d'embrayage 42 et la portion 43 du carter constituent ensemble un embrayage de prise directe 46 .
L'huile de travail est fournie continuellement, sous une pression déterminée, au convertisseur 17, à travers un canal 47 prévu dans le châssis- support 18, cette huile s'écoulant radialement vers l'extérieur, entre la coquil- le 30 du stator et l'extrémité, qui lui est voisine du carter 16, pour rejoindre le circuit toroidal 31 entre les sorties des aubes 28 du stator et les entrées des aubes 20 de la roue primaire. Cette huile sous pression remplit complètement le circuit toroldal 31, ainsi que la chambre annulaire 48 comprise entre la co- quille 25 de la roue secondaire, le flasque 33, le piston 38 et la portion 43 du carter. C'est cette huile sous pression qui déplace le piston 38 jusqu'à la position de desserrage représentée, lorsque la pression de serrage pour ce piston cesse de s'exercer.
L'huile est évacuée du circuit toroidal 31 à travers un orifice an- nulaire 49 qui communique avec le canal 27 et qui est situé entre la coquille 25 de la roue secondaire et une extension curviligne 50 fixée à la coquille 30 du stator et faisant partie de la paroi qui délimite le canal 27. Cette huile évacuée s'écoule ensuite à travers un passage annulaire 51 compris entre l'arbre creux 26 et le châssis-support 18, pour se diriger ensuite à travers un canal 52 pratiqué dans ce châssis-support et qui est supposé présenter la même confor-
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mation que le passage 47 tout en étant décalé par rapport à ce dernier dans le châssis-support 18. Pour la facilité de la représentation, le canal 52 a été montré dans la fig. 2 comme étant décalé angulairement par rapport à sa position dans la fig. 1.
L'huile sous pression pour le cylindre 40 de l'embrayage de prise directe est fournie à travers un conduit 53 et se dirige ensuite successivement à travers les canaux 54 et 55 prévus respectivement dans le châssis-support 18 et dans l'arbre creux 26, pour aboutir à un canal annulaire 56 situé entre la face intérieure de l'arbre creux 26 et un arbre de prise de puissance 57, qui traverse cet arbre creux, l'extrémité de sortie du canal 56 étant en communica- tion avec la chambre radiale 34 et, par l'entremise de celle-ci, avec le cylindre 40. Tout comme dans le cas du canal 52, on a représenté le canal 54 dans la fig.
2 dans une position décalée par rapport à celle qu'il occupe dans la fig. 1 et cela pour les mêmes raisons. L'extrémité de gauche de l'arbre de prise de for- ce 57 est accouplée à cannelures au moyeu 15, de façon que cet arbre tourne tou- jours à la vitesse du moteur, l'extrémité opposée de cet arbre étant supportée à l'aide d'un palier dans l'extrémité menée de l'arbre creux 26, se prolonge au-delà de celle-ci et est suralésée en 58 en vue de son accouplement à canne- lures avec un arbre récepteur 59, disposé de façon à être relié aux outils habi- tuels commandés par le tracteur.
L'extrémité de droite ou réceptrice de l'arbre creux 26 est accouplée à cannelures à un moyeu 60, convenablement empêché de se déplacer dans le sens axial et portant un plateau d'appui 61 qui fait corps avec ce moyeu et qui sert de butée, contre laquelle viennent se serrer plusieurs disques d'embrayage, dé- signés dans leur ensemble par le chiffre de référence 62. Chaque deuxième disque est monté de façon à être entraîné par le moyeu 60 et à pouvoir coulisser par . rapport à celui-ci, cette disposition étant obtenue à l'aide d'un certain nombre de clavettes 63 maintenues d'une façon appropriée et réparties sur le pourtour de ce moyeu, une seule clavette étant représentée dans la fig, 1. Le plateau d'appui 61 est entaillé en 64 (voir fig. 2), afin de permettre un calage con- venable des clavettes 63.
Les disques d'embrayage intermédiaires sont en prise cinématique avec une couronne 65 qui fait partie d'un croisillon 66 dont le moyeu 67 est accouplé à cannelures à un arbre récepteur creux 68 appelé à être relié à l'essieu moteur du tracteur.
Les disques d'embrayage 62 sont sollicités par voie hydraulique vers la position de déclenchement- ou de desserrage représentée dans la fig. l, à sa- voir, à l'aide d'huile provenant du circuit toroïdal 31 et soumise sensiblement à la même pression que celui-ci, cette même huile étant employée pour lubrifier et refroidir les disques d'embrayage 62 d'une façon contr8lée, comme il sera décrit dans la suite.
Un manchon 69 est également supporté par l'arbre creux 26 et est em- pêché de se déplacer dans le sens axial par le fait qu'il est interposé entre le roulement à billes 36 et le moyeu 60. Un collet annulaire 70 s'avance radia- lement à partir du manchon 69, en un point intermédiaire aux extrémités de celui- ci. Un tambour 71 est monté de manière à coulisser sur la surface périphérique du collet 70, tout en formant un joint étanche avec celui-ci, une extrémité de ce tambour présentant une paroi annulaire radiale 72 qui fait corps avec cette extrémité et dont la surface périphérique intérieure forme un joint étanche avec le manchon 69, tandis que la partie intermédiaire de cette paroi est con- formée de manière à constituer une face de pression 73 destinée à agir sur les disques d'embrayage 62.
La paroi 72 délimite, conjointement avec le manchon 69, le collet 70 et le tambour 71, un cylindre annulaire 74 auquel de l'huile à une pression déterminée est fournie, sous la gouverne d'un réglage sélectif, par une extrémité d'un canal longitudinal 75, prévu dans le manchon 69. L'extrémité opposée du canal 75 est reliée, à travers le roulement à billes 36, à un évide- ment prévu dans le châssis-support 18 et qui forme, conjointement avec le roule- ment 36 et l'arbre creux 26, une chambre annulaire 76. Cette dernière chambre est
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reliée, à travers un canal 77 orienté vers l'extérieur et pratiqué dans le châs- sis-support 18, au conduit d'alimentation 78.
L'extrémité opposée du tambour 71 porte intérieurement un anneau 79 qui est solidaire de ce tambour, de façon à se déplacer axialement ensemble avec ce dernier, cette disposition étant réalisée grâce au fait que la périphérie extérieure de l'anneau 79 est fixée entre, d'une part, un épaulement 80 prévu sur la face intérieure du tambour 71 et, d'autre part, une bague d'arrêt 81, in- sérée dans ce tambour.
La surface périphérique intérieure de l'anneau 79 est montée à contact de coulissement relatif et à joint étanche avec une saillie annulaire 82 prévue sur le châssis-support 18, avec ceci que cette saillie, le manchon 69, le collet 70, le tambour 71 et l'anneau 79 délimitent conjointement un cylindre annulaire 83 destiné à recevoir l'huile sous pression qui repousse 1 anneau 79 et donc aussi les disques d'embrayage 62, vers la position desserrée, représentée dans la fig. 1. En d'autres termes, le tambour 71, la paroi annulaire 72 et l'anneau 79 délimitent un cylindre coulissant par rapport à un piston fixe constitué par le collet 70. Les parois en bout du cylindre coulissant étant con- stituées par la paroi 72 et l'anneau 79.
L'huile qui produit le desserrage de l'embrayage atteint le cylindre 83 à travers l'extrémité de sortie d'un canal longitudinal 84 pratiqué dans le châssis-support 18 et dans la saillie annulaire 82 dont celui-ci est muni, l'extrémité opposée de ce canal 84 étant en communication avec le canal 52, de sorte qu'elle reçoit le flux de sortie du convertisseur 17. Afin d'assurer le refroidissement et le graissage des disques d'embrayage 62, le cylindre de dé- chenchement 83 est drainé par une extrémité d'un canal 87 prévu dans le manchon 69, l'extrémité opposée de ce canal étant en communication avec un faible jeu fonctionnel, prévu entre les manchons 26 et 69.
Aux fins de la description, ce jeu a été représenté, avec une certaine exagération, sous la forme d'une chambre annulaire 88 qui communique constamment avec l'extrémité à cannelures 89 du man- chon 26, à laquelle est accouplé le moyeu 60. L'huile qui s'écoule le long des cannelures 89 est introduite dans une chambre 90 prévue autour du moyeu 60 et qui accueille les bords intérieurs des disques .d'embrayage 62. Bien que la cham- bre 90 soit divisée par les clavettes 63, ces dernières n'empêchent pas les pro- jections radiales d'huile sur les disques d'embrayage 62, dues à la force cen- trifuge et, par conséquent, le refroidissement et le graissage de ces disques, que ceux-ci soient en prise ou hors de prise.
La chambre annulaire 88, soit, en substance, le faible jeu qui existe entre les manchons 26 et 69, exerce un effet d'étranglement sur le flux d'huile qui arrive du cylindre de débrayage 83 et se dirige vers la chambre 90, de sorte que le maintien d'une pression de desserrage constante dans le cylindre 83 n'est pas compromis de façon appréciable, et que le refroidissement et le graissage des disques 62 peut s'opérer normale- ment.
Le fonctionnement de l'embrayage de traction ou principal, qui compor- te les disques .62 et les organes connexes - embrayage qui sera désormais désigné par le chiffre de référence 91 - est basé sur le fait qu'une pression constante d'huile de desserrage est maintenue dans le cylindre 83, avec ceci que, lorsqu'on désire enclencher l'embrayage 91, on soumet le cylindre 74à une pression nota- blement plus élevée, qui l'emporte sur la pression de débrayage, moins élevée.
Pour déclencher l'embrayage 91, on cesse d'appliquer la pression de serrage, à la suite de quoi la pression d'huile de desserrage devient opérante. Le système permettant d'atteindre cet objectif, ainsi que d'autres buts indiqués plus haut, est représenté schématiquement dans la fig. 3, à laquelle on se reportera ci- après.
Une pompe 92, commandée par le pignon 19 (fig. 1), aspire l'huile d'un puisard approprié 93 et refoule cette dernière de façon qu'elle traverse, en sé- rie, un filtre 94 et un échangeur de chaleur 95, tous deux de construction classi- que. Sur la pompe 92 est branchée en dérivation une soupape de décompression clas- sique 96, destinée à soulager la pompe, au besoin, dans le premier stade du fonc-
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tionnement lorsque l'huile est froide, cette soupape étant d'ailleurs normalement fermée.
L'huile venant de l'échangeur de chaleur 95 s'écoule à travers un con- duit 97 vers un orifice d'entrée 98 prévu dans le boîtier 99 d'une soupape de commande 100, dans laquelle est monté à déplacement dans les deux sens un piston 101. Le bottier 99 comprend également des orifices d'échappement ou de refoulement 102 et 103, le premier de ces orifices étant en communication, par l'entremise du conduit 78, puis des canaux 77 et 75 (voir fig. 1), avec le cylindre d'enclen- chement 74 de l'embrayage de traction 91, tandis que l'orifice 103 communique, par le conduit 53 puis par les canaux 54 55 et 56 et la chambre 34 (voir fige 1) avec le cylindre 40 de l'embrayage de prise directe 46. Le boîtier 99 compor- te également un orifice 104 qui communique, par l'entremise d'un conduit 105, avec le puisard 93.
Une extrémité d'un conduit 106 est branchée sur le conduit 97 en amont de l'orifice d'entrée 98, tandis que l'extrémité opposée de ce conduit 106 commu- nique avec l'entrée d'un régulateur de pression 107 dont la sortie est en commu- nication, par l'entremise du conduit 108 et du canal 47 (voir fig.
1), avec le circuit toroidal 31.Le liquide est évacué du convertisseur à travers les canaux 51 et 52 et ensuite à travers le conduit 109 et est introduit dans un régulateur de pression 110 de construction classique, dont la sortie communique avec le puisard 93, la disposition étant telle que le canal 84, qui aboutit au cylindre de desserrage 83 de l'embrayage de traction 91, soutire du liquide du passage 52 en un point situé en amont du régulateur de pression 110. A titre d'exemple, on supposera que le régulateur de pression 107 est mis au point pour établir une pression d'enclenchement de 135 lbs par pouce carré (9,491 kg/cm2) pour l'embrayage de prise directe 46 et l'embrayage de traction 91,
tandis que le régulateur de pression 110 est mis au point pour fournir une pression de 35 lbs. par pouce carré (2,461 kg/cm2) pour le circuit toroîdal 31, ce qui repré- sente également la pression de déclenchement pour l'embrayage de prise directe 46, de même qu'une pression de déclenchement analogue pour l'embrayage de trac- tion 91
Lorsque la soupape de commande 100 est conditionnée de la manière re- présentée dans la fig. 3, le piston 101 masque l'orifice d'entrée de liquide sous pression 98, avec ceci que le cylindre d'enclenchement 74 pour l'embrayage de traction 91 et le cylindre 40 de l'embrayage de prise directe sont mis en com- munication, par l'entremise des orifices 102 et 103, respectivement, avec l'ori- fice 104 et, par conséquent, avec le puisard 93.
Il s'ensuit que les deux em- brayages qui viennent d'être cités sont maintenus déclenchés sous l'effet de la pression agissant dans le circuit du convertisseur.
Lorsqu'on désire faire intervenir la transmission hydraulique ou par convertisseur, tout en attelant le moteur à l'essieu du tracteur, on déplace le piston 101 jusqu'à une position située entre les orifices 102 et 103, ce qui a pour effet de mettre en communication les orifices 98 et 102 et d'enclencher l'embrayage de traction 91, l'embrayage de prise directe 46 demeurant déclenché.
Pour obtenir la prise directe, on fait avancer plus loin le piston 101, de fa- çon à masquer l'orifice 104 qui communique avec le puisard et à mettre en com- munication les orifices 98 et 103 à la suite de quoi l'embrayage de prise di- recte 46 s'enclenche, tandis que l'embrayage de traction 91 demeure enclenché.
Une caractéristique importante de la transmission suivant l'invention réside dans son faible encombrement et dans la netteté relative de ses contours extérieurs, ceci grâce à la disposition du système de circulation d'huile. A l'exception des canalisations extérieures pour la pompe 92, le filtre 94, 1' échangeur de chaleur 95 et la soupape de commande 100, tous les canaux à huile sont essentiellement incorporés dans la transmission proprement dite et, en partiaulier, sont interposés entre organes mobiles les uns par rapport aux au- tres, comme c'est le cas pour les canaux 51 et 56 et pour le jeu fonctionnel 88
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prévu entre l'arbre creux 26 et le manchon 69.
Une autre caractéristique de 1' invention réside dans l'utilisation du circuit du convertisseur en tant que ré- servoir à huile pour fournir l'huile de desserrage et de graissage à l'embrayage d.e traction 91.
REVENDICATIONS.
1. Système de transmission de force motrice, caractérisé en ce qu'il comprend :un convertisseur hydraulique de couple comportant une roue primaire et une roue secondaire, combinées de façon à concourir à la constitution d'un circuit toroldal; un arbre entraîné par la roue secondaire ; unélément fixe dans lequel cet arbre est monté à rotation ; un circuit hydraulique dans lequel ce convertisseur est intercalé; une pompe commandée par la roue primaire; un embrayage à disques de friction actionné par des moyens hydrauliques et assurant la liaison entre l'arbre et un élément à couple résistant; une soupape de commande pour déterminer l'enclenchement et le déclenchement de l'embrayage;
un canal d'admission prévu dans l'élément fixe, qui met en communication le convertisseur avec la canalisation de refoulement de la pompe, en un point de cette canalisa- tion situé en amont de la soupape de commande, conduit dans lequel est interca- lé un régulateur de pression destiné à déterminer la pression de serrage de 1' embrayage; et un canal d'évacuation du liquide hors du convertisseur, disposé entre l'élément fixe et l'arbre.