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Transmission hydraulique.
La présente invention se rapporte à une transmis- sion hydraulique comprenant une pompe hydraulique à dépla- cement positif variable raccordée hydrauliquement à un mo- teur hydraulique à déplacement positif variable; la pompe étant agencée de manière à recevoir de l'énergie d'une sour- ce appropriée et le moteur étant agencé de manière à trans- mettre cette énergie à une charge? le rapport des vitesses entre la pompe et le moteur étant déterminé par leurs dé- placements relatifs.
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L'invention concerne en particulier une transmis- sion hydraulique comprenant une pompe et un moteur, l'un et l'autre du type à tête inclinable, et comprenant chacun un organe rotatif fixé à un arbre de transmission et une tête inclinable autour d'un axe par rapport à l'organe rotatif. La. tête comprend un- bâti ou carter contenant un bloc-oylindres rotatif, un dispositif d'entraînement rotatif monté entre l'organe rotatif et le bloc-cylindres, et des pistons associas au bloc-cylindres et disposés de manière à se déplacer en va-et-vient lorsque l'organe rotatif tourne.
L'angle d'inclinaison de la tête par rapport à l'axe de rotation de l'organe rotatif'détermine la course effective des pistons dans leurs cylindres. Un dispositif de distri- bution présentant deux lumières permet l'admission du li- quide dans les cylindres et son départ. Une pompe ou un moteur du type décrit dans le présent alinéa sera, dans un but de simplification, désigné ci-après "pompe tête inclinable" ou "moteur à tête inclinable".
Selon l'invention, une transmission comprend une pompe à tête inclinable raccordée hydrauliquement à un mo- teur à tête inclinable, et une bielle articulée d'une part sur la, tête inclinable de la -pompe et d'autre part sur la tête inclinable du moteur de manière que l'inclinaison de la première tête entraîne l'inclinaison de la seconde; la bielle occupant une position.de point mort pour une course des pistons de la pompe nulle ou presque nulle, le moteur présentant, à o point mort, une inclinaison Correspondant sensiblement à la course maximum de ses pistons permise par la bielle.
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L'expression "point mcrt" corresponde dans oete
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description, à la position de In. bielle pour laquelle ln .*####. droite passant par les centres de ses articulations fait un angle droit avec la direction du mouvement Instan- tané de son articulation avec la tête de pompe.
Les têtes inclinables peuvent être voisines et les axes d'inclinaison éloignés l'un de l'autre.
De préférence, le dispositif de distribution est en forme de plaque et est situé, dans la tête, du côté op- posé à l'organe rotatif. En service, le bloo-cylindres eut poussé contre la plaque de distribution par la pression hydraulique dans les cylindres. L'articulation entre la bielle et chacune des têtes est voisine de la plaque de
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distribution de la tête oorrespondu'lte. D préférence, les articulations de la bielle sont formées par des oreilles partant de la plaque de distribution en direction opposée de celle de l'organe rotatif. la bielle peut colorier une ou plusieurs liaisons hydrauliques entre la pompe et le moteur.
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La description qui va m1ivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, eir b3.en comprendre comment l'invention peut être réalisée, les par- t10ulnrités qui ressortent tant du dessin que du texte, faisant bien entendu, Partie de ladite Invention.
Les figures 1 et 2 sont des coupes longitudinales de la transmission suivant deux plans perpendiculaires.
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Les figures 3, 4 et 5 représentent 60htiqu- ment diverses positions relatives de la pompe et du moteur.
Le mode de réalisation de l'invention qu'on va
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décrire est plus particulière-nont destiné à être utilisé sur un véhicule tel qu'un tracteur ngrioolo pour trAnoTet'tro
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le mouvement du moteur aux roues en prise avec le soi. la transmission est contenue dans un bâti en forme de caisse fermée 1, dans lequel sont montés la pompe et le moteur. Ce bâti est agencé de Tanièreà pouvoir être directement fixé au moteur du tracteur au moyen d'un carter en forme de cloche 2. Dans ce carter, est avantageusement monté le vo- lant 3 du moteur du tracteur. A l'intérieur du bâti 1, la. pompe 4 est portée par une botte de roulement 5 fixée à une bride intérieure 6 du bâti 1.
De même, le moteur 7 est por- té par une boîte de roulement 8 fixée à une bride corres- pondante 9 du bâti 1. Pour faciliter le montage et l'entre- tien de la pompe et du moteur, le bâti 1 présente des ou- vertureo fermées par des couvercles de tôle 11 et 12 main- tenus en place par des boulons 13.
La pompe et le moteur à t$te inclinable sont de construction analogue, on se contentera donc de décrire en détail la pompe 4. L'arbre d'entraînement de la pompe 14 tourne dans des coussinets 15 montés dans la boîte de rou- lement 5. L'extrémité intérieure de cet arbre 14 fait corps avec un plateau 16 constituant l'organe rotatif de la pompe.
Le plateau 16 porte contre la surface terminale 17 de la boîte de roulement 5, qui absorbe ainsi la poussée axiale* A l'intérieur du plateau 16 sont montés un certain nombre de joints à rotule 18 dont les oentres sont sur un cercle concentrique à l'arbre d'entraînement 14. De ces joints partent des tiges du piston 19.
Font également partie de la boîte de roulement deux oreilles 21 et 22. Ces oreilles sont porches de trous d'articulation ?3 et 24 situés sur un axe commun formant un diamètre du cercle décrit par les centres des joints à
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rotule 18. Dans ces troua 23 et 24 sont engagés les touril- lons 25 et 26 du carter 27 de la tête de pompe.
Dans un logeant 28 du carter 27 tourne un bloc-
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oyiindros 29 comprenant plusieurs cylindres 31 repartis autour du bloc-cylindres à Intervalles réguliers- avec leurs axes parallèles à l'axe de rotation du bloc-cylindres. Le b7.c>a-ay.indreo tourne sur une plaque de distribution plate 32 formant, à la partie inférieure du logement 28, partie intégrante du carter 27. Un goujon central 33 en saillie
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sur la plaque de distribution 32 pénètre dans l'al6sr.,;e central 34 du bloc-cylindres pour le maintenir en place sur la plaque de distribution.
Dans chacun des cylindres 31 est monté un piston à mouvement alternatif 35. Chacun de ces pistons est pro-
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fondément alésé en 36 pour recevoir l'extrémité d'une tige de piston 19. L'extrémité intérieure de la tige de piston 19 a une forme semi-sphdr3,.zs, en 37, pour s'adapter au fond de l' fÙ.6sAI;
e 36 du pistons La tige de piston est main- tenue dans l'alésage 36 par un joue élastique 38 qui l'empêche de sortir de cet alésage tout en lui permettant de petits mouvements angulaires dans cet alésage. Le but de ces petits mouvements angulaires est d'obliger pendant la rotation, les tiges de piston à venir en contact avec
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les parois des alésages 36 de façon à transmettre le mou-' vexent de rotation du plateau 16 au bloc-cylindres 29.
tout autre moyen par exemple un joint de Cardan interposé entre le plateau 16 et le bloc-cylindres 29, pourrait être
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utilise pour transmettre la rotation du premier au secs3
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la face 39 du bloc.-cylindres 29 en contact avec la plaque de distribution 32 présente un certain nombre de lumières régulièrement espacées 41 qui débouchent sur cette face 39 de l'intérieur de chacun des cylindres 31. Dans la Plaque de distribution 32 sont creusées deux lumières en forme de haricot 42 et 43 prolongées Par les canaux res- poctifs 44 et 45 dans les parois du carter 27, jusqu'aux tourillons 25 et 26.
Ces canaux traversent axialement les tourillons à travers des organes d'étanchéité 46 et 47, et aboutissent à des raccords fixes 48 et 49 solidaires des oreilles 21 et 22. Pour la commodité du montage, les tou- rillons 25 et 26 sont séparables du carter 27 auquel ils sont fixés par les vis 51, et les raccords fixes 48 et 49 sont également démontables, 'et sont fixés aux oreilles 21 et 22 par les vis 50.
On voit que le carter 27 forme, avec le bloc- cylindres 29 contenu dans ce carter, la tête inclinable pouvant tournera autour de l'axe d'inclinaison formé par l'axe des tourillons 25 et 26. les records tubulaires 48 et 49 relient les canaux 44 et 45 aux conduits 52 et 53 aboutissant respectivement aux raccords tubulaires corres- pondants 54 et 55 du moteur-7.
L'arbre 14 de la pompe est Connecta au volant 3 en vue de l'entraînement de la pompe par le moteur du tracteur
La transmission comprend les soupapes auxiliaires et la pompe d'amorçage habituelles dans le but d'assurer que la pompe, le moteur hydraulique et les conduits les réunissant sont maintenus remplis de liquide.
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En supposât que la tête de la pompe est inclinée autour de ses tourillons de telle sorte que l'axe du bloc- cylindres soit inclina par rapport à l'axe de l'arbre d'en- traînement, la rotation de cet arbre 14 provoque celle du bloc-cylindres 29 du fait de l'engagement des tiges de piston dans les aléanges correspondants 36.
En conséquence, les pistons 35 sont déplacés en va-et-vient dans leurs cy- lindres, ce qui fait passer du liquide par les lumières 41, 42 et 43. la direction du mouvement du liquide dépend du sens de la rotation de la tête de pompe autour des touril- lons &. partir de la position dans laquelle le bloc-cylindres a le même axe que le plateau 16.
Si, par exemple, le li- quide passe du canal 44 dans la lumière 42 puis dans\ les cylindres 31 connectés à cette lumière, .11 sortira ensuite des cylindres par la lumière 43 puis par le canal 45.
Le moteur 7 peut ainsi recevoir du liquide de l'un des conduits 52 et 53; ce liquide est Introduit par les lumières de la plaque de distribution dans les cylin- dres du moteur, où il agit sur les pistons pour fairetour- ner le bloc-cylindres et le plateau d'entraînement 56, qui, à son tour, entraîne l'arbre du moteur 57. Cet arbre 57 est monte dans les coussinets 58 de la boîte de roulement 8 de la même manière que l'arbre 14 de la pompe.
Ln. botte de roulement 58 comprend également des oreilles 59 et 61 portant les tourillons 62 et 63 de la tête du moteur de la manière déjà décrite nu sujet de la pompe. On remarquera que les têtes inclinables de la pompe et du moteur sont voisines tandis que les tourillons sont éloignes l'un de l'autre.
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Les carters 64 de la tête du moteur et 27 de la tête de la pompe sont reliés par une bielle rigide 65 arti- culée sur ces deux carters. L'articulation de cotte bielle sur le carter (4 de la tête du moteur est assurée par un @ { bossage fourchu 66 partant de la partie la plaque de distribution, et s'éloignant de l'organe rotatif 56 et par un axe 67 passant dans le bossage 66 et dans un trou
68 percé dana l'une des extrémités de la bielle 63.
L'ar- ticulation sur le carter 27 de la tête de po'npe comprend un bossage fourchu 69 agence de manière à recevoir l'autre extrémité de la bielle 25 et traversé par un axe 71 passant dans un trou 72 percé dans l'autre extrémité de la bielle 65 .
Le bossage 69 a des dimensions suffisantes pour recevoir également une bielle de commande 73 articulée sur le même axe 71 entre les deux bras de la fourche. Cette bielle 73 est articulée en 75 sur une tige 74 venant d'un servo-moteur 76 monté dans le bâti 1. Ce servo-moteur 76 peut être de tout type connu; il peut notamment être du type décrit dans le brevet français N 1 267 567 du 15
Septembre 1960.
Une tige de commande 77 sort de l'extrémité supérieure du servo-moteur 76. En faisant pénétrer cette tige dans le servo-moteur ou en l'en faisant sortir, on provoque un mouvement correspondant de la tige 74 avec une force considérablement amplifiée. Des butées peuvent être prévues pour limiter le déplaceront de la partie mobile du servo-moteur par rapport à sa partie fixe.
La longueur de la bielle 65 est de beaucoup inférieure à la distance séparant les plateaux rotatifs
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16 et 56 de la pompe et du moteur, ce qui permet de cons- truire une transmission dans laquelle les arbres 14. et 57 de la pompe et du moteur s'étendent dans des directions opposées à l'extérieur du bâti. La. longueur de la. bielle
65 et les positions des axes 67 et 71 sont telles que lors- que les pistons de la. pompe 4 ont une course nulle, les axes dés articulations 67 et 71 se trouvent dans le même plan que l'axe des tourillons de la. tête de pompe 27, ce qui correspond au point mort.
Dans cette position, la. di- rection du mouvement instantané de l'axe 71 d'articulation. sur la pompe, fait un angle droit avec le plan passant par les axes des articulations 67 et 71' Dans la position de point mort, l'axe de l'articulation 67 se trouve à sa dis- tance maximum de l'axe de:) tourillons 25 et 26, de telle sorte que le déplacement angulaire de la tête du Tuteur 64 est maximum. Ainsi, un mouvement de la tête de pompe 27 dans l'une ou l'autre direction à partir de la. position de course nulle des fistons entraîne une diminution de l'in- clinaison de la tête du moteur 64 et par conséquent une réduction de la course des pistons du moteur.
En s'arrangeant pour que le servo-moteur 76 naisse directement sur la têta de la pompe, on peut, par un mouvement continu de ce servo-moteur, déplacer la. tête de la pompe de son angle maximum d'inclinaison dans un sens, à son angle maximum d'inclinaison dans le sens @ ( opposé en passant par l'angle nul; pendant ce mouvement, la tâte du moteur 64 se déplace de l'angle minimum d'inclinai- son permis par la bielle 65 à l'angle maximum permis par cette bielle, puis revient à un autre angle minimum d'inclinaison.
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Sur la figure 3, la -pompe est en position de dé- placement nul et la bielle 65 .est au point mort 4 maintenant ainsi le moteur en position de déplacement maximum* A ce point mort, les axes des articulations 67 et 72 de la.
bielle et l'axe des tourillons 25 et 26 de la pompe sont alignas suivant la droite 81 représentée en pointilléla direction du mouvement instantané de l'axe 71 d'articulation de la pompe fait alors un angle droit avec la droite passant par les axes 67 et 71. Sur la figure 4, la tête de la pompe a atteint sa position de déplacement maximum en direction avant, et la. bielle 65 a amené la tête 64 du moteur à une position de déplacement minimum. Cette position relative de la pompe et du moteur donne au moteur sa vitesse maxi- mum en marche avant.
Sur la figura 5, la pompe a atteint sa position de déplacement maximum dans la direction opposée et la. bielle 65 a amené la tête du moteur sur une position de déplacement minimum, le moteur tournant ainsi en marche arrière* La position de déplacement minimum du moteur en marche avant est différente de celle en marché arrière, de sorte que la vitesse maximum du moteur en marche avant est @ supérieure à sa vitesse maximum en marche arrière.
L'agence Tient de la bielle 65 donnant une position de point mort, procure non seulement 1* avantage de permettre une réduction du déplacement du moteur aussi bien pour les déplacements en marche avant qu'en marche arrière de la pompe, mais aussi un autre avantage moins évident.
Avec une pompe à déplacement variable conne celle décrite ci- dessus, la pompe, -%Il voisinage du point de déplacement nul, est capable de refouler du liquide sous des pressions très élevées; ces pressions doivent nécessairement, être liquidée,
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par une soupape de sûreté, à des valeurs n'imposant pas de Contraintes excessives aux divers éléments de la transmis- sion.
Cela signifie qu'entre des limites .rapprochées du déplacement de la tête de la pompe de part et d'autre de la position zéro (pour laquelle la course des pistons de la pompe est nulle) la pression ne peut dépasser une cer- taine valeur maximum. cela signifie donc aussi que, pendant l'accélération, à partir du repos du moteur en charge ,
le couple maximum que le moteur peut développer dépend unique- ment du déplacement de la tête 64 du moteur puisque In pres- sion ne peut déposer la limite imposée par la soupape de sûreté. Toute réduction importante du déplacement du moteur au cours de l'accélération initiale a pour effet de réduire le couple disponible,
donc l'accélération. L'agencement de la bielle 65 fournissant une position de point mort pré- semé encore l'avantage supplémentaire que pendant le \mou- vement de la tête de la 'pompe à partir de la position de déplacement nul dans l'une ou l'autre direction, la réduc- tion du déplacement du moteur est très faible pour uns variation importante du déplacement de la pompe.
Ainsi, pour une modification importante du déplacement de la pompe à partir de la position zéro, le moteur est capable de développer un couple maximum. Ce n'est qu'âpres que la- pompe s'est déplacée fortement alors que la bielle 65 com- mence effectivement à réduire le déplacement du moteur que le couple développe par le moteur diminue sensiblement . En , conséquence,
bien que le mode de réalisation représenté soit une transmission réversible, l'invention pourrait s'appli- quer avantageusement à une transmission irréversible .
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Dans le mode-de réalisation représenté, la bielle 65 est massive, et le liquide hydraulique passe de la pompe au moteur par les conduits 52 et 53 mais on resterait dans le cadre de l'invention en introdui- sant dans la bielle 65 une ou plusieurs connexions hydrauliques entre- la -pompe et le moteur. Pour coin, les articulations 67, 68 et 71, 72 devraient être aménagées en raccords hydrauliques pivotants on vue de permettre le passade du liquide hydraulique dans un ou plusieurs canaux formés à l'intérieur de la bielle
65.
Un autre avantage encore du mode do réolisa- tion décrit consiste en ce que la pompe et le mote'ur sont tels que la pression hydraulique intérieure tend à ramener la tête inclinable à SI;? position de déplace-, ment nul. L'agencement de la bielle 65 est tel que, quel que soit le rapport de vitesses de la transmis- la sion les déplacements des têtes do/pompe et du moteur varient - différemment c'est-à-dire qu'une augmenta- tion du déplacement de la tête de la pompe entraîne une diminution du déplacement de la tête du moteur, et vice versa.
Il en résulte que les forces d'auto- rappel agissant sur les têtes inclinables s'opposent à travers la bielle 65, de sorte que le servo-moteur
76 n'a à fournir, pour ajuster les positions des têtes, qu'une force qui est fonction de la différence entre le; forces d'auto-rappel qui s'exercent dans ces têtes.
Le mode de réalisation représenté n'est que l'une des multiples dispositions possibles selon l'invention. Par exemple, la construction des pompes
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et des moteurs à tête Inclinable pourrait être très différente de colle représentée tout en conservant une tête comprenant une distribution et un bloc- cylindre rotatif. Il n'est pas nécessaire que la
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pcm1Je soit à déplacement réversible ; on ne sortirait pas du cadre de l'invention li adoptant une pompe mobile dans une direction seulement 3 partir du point de- déplacement nul et en utilisant une trlnglerio h point mort pour commander les g déplacements du acteur.
Il n'est pas davantage nécessaire que les axes dos tourillons de la pompe et du moteur et les axes d'ar- ticulation do la bielle 65 soient parallèles les uns
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aux autres : On ne sortirait pas du cadre de l'invun- tion en disposant les axes des tourillons de la pompe et du moteur obliquement l'un par rapport a l'autre et en adoptant des joints à rotule pour les articulations de la bielle 65 sur les têtes de la pompe et du Moteur.
On peut, dans le modo de réalisation décrit, prévoir une prise de mouvement comprenant deux roues
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dentées ex et 82 solidaires respectivement de l'ar- bre 14 de la pompe et d'un arbre de sortie 83 tour-. nant dans les coussinets 84 et 85 fixés au bâti 1.
En reliant le déplacement de la tête de la pompe sur
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la position z6rm, on peut transmettre la puissance de la machine motrice à l'arbre de sortie 83 sans propulser le véhicule. Il est avantageux d'utiliser cet arbre 83 pour entraîner une petite poxpe à angre-
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nages 86 servant à ali^:aer la transmission en li- quido sous basse pression du manière à le maintenir amorcée, ot fournir on Gc tonps l'énergie hydrau-
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liquo nécessaire au fonctionnement du servo-moteur 76.