Transmetteur de couple à rapport de transmission variable. On connaît de appareils hydrauliques dans lesquels la variation du rapport de la vitesse de l'arbre moteur par rapport à celle de l'arbre mené est obtenue en augmentant ou diminuant la quantité de liquide déplacé par une pompe, solidaire de l'un des arbres: Avec ce dispositif, pour accroître la vitesse de l'arbre mené, il faut accroître le volume du liquide déplacé.
Le transmetteur de couple à rapport de transmission variable, objet de l'invention, comporte, en combinaison avec un arbre menant et un arbre mené, une boîte fixée rigidement à l'arbre menant et délimitant une chambre à liquide à paroi périphérique de section droite circulaire et à parois termi nales à courbures sinusoïdales, un organe di viseur -de section droite circulaire, évidé, ajusté rotativement dans ladite chambre pour la fractionner en deux compartiments étan ches,
une cloison supportée à coulissement par ledit organe diviseur et portant en con- tact étanche contre les parois terminales de la chambre pour diviser chaque comparti ment en deux sous-compartiments communi- quant chacun avec le sous-compartiment cor respondant de l'autre compartiment par l'in- termédaire de passages ménagés entre la cloison et l'organe diviseur, un obturateur contrôlant l'intercommunication établie par les évidements. de l'organe diviseur et les passages susdits entre l'une et l'autre paire de sous-compartiments correspondants.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécu tion de l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue en plan après enlève ment de la demi-paroi cylindrique d'une pre mière forme d'invention (variateur .de vitesse).
Fig. 2 est une coupe. suivant 2=2 de la fig. 3 mais après rotation de 90 d'un arbre par rapport à l'autre.
Fig. 3 est une coupe transversale suivant 3-3 de fig. 2. Fig. 4 est une coupe partielle suivant 4-4 de fig. 3 après enlèvement du jeu de cloisons mobiles.
Fig. 5 et 6 sont respectivement des vues en bout et par-dessus d'un jeu de cloisons mobiles.
Fig. 7 est, suivant 7-7 de fi-. 8, -une coupe longitudinale d'une variante d'exécu tion de ce variateur.
Fi-. 8 en est une coupe transversale sui- vaut 8-8 de fig. 7: Fig. 9 et 10 sont des vues respectivement par-dessus et en élévation de la cloison mo bile de cette variante.
Fig. 11 est une coupe longitudinale, sui vant 11-11 de fig. 12, 13, 14 et 15, d'une deuxième forme d'invention (boîte de vi tesses).
Fig. 12, 13, 14 et 15 sont des coupes transversales respectivement suivant 12-12, 13-13, 14-14 et 15-15 de fig. 11, mon trant les organes contenus dans les plans de coupe, mais non ceux situés en arrière dans d'autres plans.
Fig. 16a, 16b et 16e sont des vues de l'ob turateur cylindrique, respectivement en long avec coupe de l'enveloppe, sans enveloppe et après rotation de 90 autour de son axe, enfin en coupe suivant 16c-16c de la fig. 16b.
Fi-. 17, 18 et 19 sont des vues de la cloison mobile, visible fig. 15 et respective ment en élévation, en bout et par-dessus.
Fig. 20a, 21a, 22a, 23a, 20b, 21b, 22b, 23b sont des coupes transversales de l'obturateur cylindrique respectivement suivant 20a--20a, 21a-21a, 22a-22a, 23a-23a 20i#,2pb , 211)-21b 221).-.22b 231)-23b de fia,. 11 dans les positions correspondant à 12-12 de fi-. 11 pour les coupes a et 15-15 de fi-. 11 pour les coupes b, positions occupées après les déplacements effectués pour obtenir res pectivement la marche à 'vide, la première vitesse, la. deuxième vitesse et la marche arrière.
Fig. 24 est une vue explicative du fonc tionnement de la machine obtenue par la su perposition des coupes montrées par les fig. 12 et 15. Fig. 25 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution (boîte de vitesses).
Fig. 26, 27 et 28 sont des coupes trans versales, respectivement selon 26-26, 27-27 et 28-28 de fi-. 25.
Fig. 29 est une vue de l'obturateur cy lindrique avec coupe longitudinale de sou enveloppe.
Fi-. 30, 31 et 32 sont des vues de la cloi son mobile, visible fig. 27, respectivement en bout, par-dessus et par-dessous.
Fin. 33a, 34a, 35a, 36a, 37a, 33b, 34b, 35b, 36b et 3'7b sont des coupes transversales de l'obturateur cylindrique respectivement suivant 33a--33a, 34a-34a, 35a-35a, 36a-36a, 37a 37a, 331)-33b, 341)-34b, 35b-351), 36i>-361> 371)-37b de fig. 25 dans les positions correspondant à 26-26 de cette fi- Cure pour les coupes a et 27-27 de la même figure pour les coupes b, positions occupées après les déplacements effectués pour obtenir respectivement la marche à vide, les première,
deuxième et troisième vitesses et la. marche arrière.
Fi-. 38 est une vue schématique en pers pective de l'organe essentiel de l'appareil objet de l'invention.
Fig. 39 est un diagramme explicatif du fonctionnement.
Le transmetteur de force est agencé entre l'arbre 2 (fig. 1, 2, 3 et 4 et 38), par exem ple moteur, et l'arbre 5, par exemple mené, prolongé en 7 à l'intérieur d'une chambre 8 dont les parois externes sont solidaires dudit. arbre 2. Ces parois sont l'arbre 2, l'enve loppe cylindrique 9 et les plateaux 10 et 11 qui en limitent. de part et d'autre la longueur.
Les surfaces internes des plateaux ont un profil incliné, dans le genre de celui montré fi--. 1 et 39, et sont orientées avec un décalage de 180 l'une par rapport à l'autre.
Une surface d'un tel profil est engendrée par une droite a,1), perpendiculaire à l'axe de l'arbre 2, et animée, suivant le sens Iongi- tudinal de cet axe, d'un mouvement sinusoï dal dont l'amplitude est en rapport avec la dénivellation extrême de la surface d'un plateau.
L'arbre 5 porte un disque 13 d'une épais seur égale à l'écartement (fig. 38) des plans perpendiculaires à son axe et tangents aux points les plues élevés des surfaces des plu teaux 10 et 11, disque qui divise la chambre 8 en deux compartiments et assure l'étan chéité sur sa ligne de contact et dans lequel une échancrure radiale 14 a été ménagée pour servir de logement à une cloison 12 qui peut y coulisser librement parallèlement à l'axe dudit arbre 5 et qui divise chacun des compartiments en deux sous-compartiments.
Cette cloison comportant un seul élément 12, parallèle à la génératrice ab, ou deux éléments juxtaposés 12a et 12b (fig. 1, 5 ,et 6) constitue une paroi étanche entre les pla teaux 10 et 11, d'une part, et la paroi 9 et l'arbre 5, d'autre part.
Enfin, la communication est établie entre les deux faces 15 et 16 de la cloison 12 par les canaux 17, 18, 19 et 20.
La libre circulation dans ces canaux peut être modifiée, et même obturée complètement, par le déplacement de l'obturateur 21. mobile dans la chambre 22- parallèlement à l'axe de l'arbre 5 et disposé en travers du canal allant ,de 18 à 19.
Pour expliquer le fonctionnement de l'appareil, on peut se reporter à la fig. 39. L'examen de ce diagramme montre que les chambres 51 et 52 communiquent par la rainure 53 de la cloison 12. D'autre part, les chambres 54 et 55 communiquent entre elles par la. rainure 56 située sur l'autre face de la cloison 12.
Si, avec l'arbre 2, l'on fait tourner les plateaux 10 et 11 dans le sens de la flèche 23, leurs surfaces tendent à réduire le volume des chambres 51 et 52, au fur et à mesure que se rapprochent de la cloison 12 leurs lignes de contacts 57 et 58 avec le disque 13. A cette diminution -de volume correspond une aug mentation de pression du fluide qui remplit ces -chambres et qui tend à s'échapper par la rainure 53., le canal 59 et la rainure 56 dans les chambres 54 et 55 dont le volume croît exactement de la valeur dont décroît celui des chambres 51 et 52.
Si toutes les chambres sont remplies d'huile une circulation s'établit, dans le sens de la flèche 24 (fig. 3), des chambres situées d'un côté de la cloison vers celles situées dé l'autre côté.
Or, si au moyen du robinet 61 (fig.. 39), on obture le canal 59, l'écoulement du liquide sera intercepté. Il en résultera dans les cham- bres 51 et 52 une surpression,de l'huile qui réagira contre la cloison 12. Celle-ci sera dé placée et entraînera avec elle le disque 13, où est son logement 14, à la même vitesse que celle des plateaux.
Si le canal 59 n'est que partiellement obturé par le robinet 61, la circulation. d'huile des chambres 51 et 52 vers les chambres 54 -et 55 sera freinée, et il en résultera un glisse ment du disque 13 par rapport aux plateaux 10 et 11.
Dans la forme d'exécution montrée fig. 1 à 3, on obture le passage -du canal 18 au canal 19 en déplaçant l'obturateur 21 dans le sens de la flèche 25 (fig. 2).
Pour transmettre son mouvement -de rota tion, cet arbre est solidaire d'une poulie ou de tout autre organe approprié non représenté.
Si l'orifice 27 du canal 19 est complète ment obturé, l'arbre mené 5 tournera aussi vite que l'arbre moteur 2. Dans ce cas, on pourra réaliser la prise directe en engrenant la denture 28, solidaire de l'arbre 5 mais glissant sur lui, avec la denture 29 solidaire -de l'arbre 2.
Si l'orifice 27 du canal n'est que partielle- ment obturré, l'huile ne peut s'écouler que lentement aussi, à cause de la surpression qui en résulte contre la face 16 de la cloison 12, celle-ci est déplacée et entraîne avec elle l'arbre 5, mais à une vitesse plus petite que celle de l'arbre 2.
Le glissement qui se produit est d'autant plus band que l'écoulement du liquide est moins freiné, ce qui permet d'obtenir un nombre infini de rapports de vitesses.
Par rapport aux autres appareils hydrau liques existants, le transmetteur décrit a l'avantage d'être d'une grande simplicité d'exécution et d'un bien meilleur rendement en particulier en prise directe où il n'y a plus de circulation hydraulique, ni de vitesse relative d'organes les uns par rapport aux autres:
Selon une variante d'exécution (fig. 7 à 10), l'arbre moteur 2 peut être solidaire de deux demi-coquilles 31 et 32, dont les parois sont taillées pour présenter des sur faces entre lesquelles se meut une cloison 33 en forme de secteur et animée d'un mouve ment oscillant par rapport au centre 34.
Le fonctionnement de ce variateur est ri goureusement le même que celui de la pre mière forme d'exécution décrite.
Il est encore montré fig. 7 un inverseur de sens de rotation par la mise en prise de l'engrenage 35 avec l'une ou l'autre des den tures 36 ou 37, ce dernier solidaire du pignon 38 entraîné par le pignon 39 par l'intermé diaire du: pignon conique 40.
Le transmetteur décrit, ci-dessus permet de faire varier la vitesse relative entre les deux arbres qu'il sert à accoupler, mais il ne transmet pas intégralement la. puissance reçue.
La boite de vitesses montrée par les fig. 11 à 24 a les qualités du variateur de vitesse décrit ci-dessus. De plus, elle trans met intégralement la puissance reçue, quand les vitesses des arbres meneur et mené sont inversement proportionnelles aux capacités des deux cavités solidaires des arbres.
Ce transmetteur (fig. 11) se compose de deux cavités 64 et 65 à parois courbes et de capacités différentes, et tournant sur le même arbre 66 et pouvant communiquer entre eux comme il sera. expliqué plus loin..
La petite cavité 64 est formée par les deux demi-coquilles 67 et 68 dont les parois sont taillées pour présenter des surfaces ondulées entre lesquelles se déplace, concen- triquement à. la cavité 64, une cloison 69 en forme de secteur et animée aussi d'un mou vement oscillant par rapport à son centre. Cette cloison 69 qui assure l'étanchéité entre les parois du cylindre est logée dans une échancrure prévue à cet effet dans le disque 70 solidaire de l'arbre 66 et tournant à l'in térieur de la, cavité 64. A l'intérieur de la grande cavité 65, formée par les deux demi-coquilles 71 et 72, ; se trouvent le disque 73 et la cloison 106 mobile entre des parois analogues à celle de la cavité 64.
Enfin, dans l'arbre creux 66 peut se dé placer longitudinalement le cylindre obtura- ; teur 74 qui permet de régler le débit de la, circulation de liquide entre les chambres d'une même cavité ou de cavités différentes, et le sens de la circulation de liquide entre les chambres de la grande cavité.
Afin de lui faire occuper les diverses po sitions correspondant à la, marche à vide, aux première et deuxième vitesses et à la marche arrière, le déplacement de l'obturateur 74 est commandé par la tige 75 rendu solidaire, au, moyen de la clavette 76 de la bague 77 cou lissant sur l'arbre de transmission 78.
Dans le cas d'un véhicule, les organes 67 et 68 formant la petite cavité 64 de cette boîte de vitesses sont couplés en 7 9 avec l'arbre moteur; ceux 71 et 72 de la grande cavité 65 sont couplés avec l'arbre de trans mission 78.
Si le moteur est mis en marche quand l'obturateur 74 est dans la position repré sentée fig. 11, le véhicule ne démarre pas. En effet, dans la cavité 64 qui tourne avec l'arbre 79, le liquide circule librement d'une face à l'autre de la cloison mobile 69, au tra vers du canal 80 de l'obturateur 74 et des canalisations 81 et 82 du disque 70 qui reste immobile.
Si, en poussant la couronne dentée 83 de l'embrayage conique 84 dans le sens de la flèche 85, par l'intermédiaire du disque denté 86 (fig. 14) calé sur l'arbre 66, on immo bilise ledit arbre par rapport au bâti 87 (fi.g. 11) de l'appareil et si, déplaçant l'ob turateur 74 dans le sens opposé à celui de la flèche 85, on ferme progressivement la cir culation directe du liquide dans le petit cy lindre 64, la circulation du liquide s'établira de la, petite cavité 64 vers la grande cavité 65 par les canaux latéraux 88 et 89 (fi-.<B>15)</B> de l'obturateur 74.
Le trajet parcouru sera. donc.: canal 81 du disque 70, canal latéral 88 de l'obturateur 74, canal 90 du disque 73 (fig. ï5), cavité 65, canal 91 du disque 73, canal 89 de l'obturateur 74, canal 82 du disque 70.
Par suite de la réaction du liquide contre les parois de la cavité 65 solidaire de l'arbre de transmission 78, le véhicule se mettra en marche à une vitesse qui croîtra en même temps que le débit entre les cavités 64 et 65, c'est-à-dire en même temps que la vitesse re lative des organes entre lesquels est formé la grande cavité 65 par rapport à ceux .de la petite cavité 64.
Si l'obturateur 74 est déplacé de façon que l'orifice 92 (fig. 4) remplace l'orifice<B>80</B> en communiquant avec les canaux 81 et 82 du disque 70, la circulation directe du liquide dans la petite cavité 64 est interrompue. Le liquide tout entier passe par la grande cavité 65, grâce aux canaux latéraux 88 et 89 et lui imprime un mouvement, le rapport dé la vitesse -de l'arbre moteur à la vitesse de l'arbre mené 78 étant inversement proportion nelle à la capacité relative des deux cavités 64 et 65.
A ce sujet, il faut remarquer que le plus grand rayon et la plus grande surface de pression -dans le grand cylindre 65 trans mettent la force sans perte de puissance.
Pour obtenir une plus grande augmenta tion de la vitesse du cylindre 65, on libère l'arbre 78 en déplaçant l'embrayage conique dans 1e sens inverse à celui -de la flèche 85 et on déplace encore plus l'obturateur 74, dans le même sens. Quand les orifices laté raux 93 et 94 ne sont plus en regard respec tivement des orifices des canaux 90 et 91 (fig. 15 et 22) câu disque 73, la circulation du liquide est obturée entre les cylindres 64et65.
Après cette interruption de la circulation du liquide, les deux cylindres 64 et 65 et l'arbre 66 tournent à la même vitesse. En dé plaçant la couronne d'embrayage 83, dans le sens inverse à celui de la flèche 85, on obtient la prise directe puisque par les den tures 95 et 96, on réunit les couronnes den tées 97 et 98, respectivement solidaires de l'arbre moteur 79 et de l'arbre de transmis sion 78'. A ce moment, la pression du liquide dans les cylindres est nulle.
Pour obtenir la marche arrière, on déplace l'obturateur 74, dans le sens de la flèche 85, jusqu'à ce que les orifices 99 et 100 occupent en fig. 11 la position du canal 80. On dé place, dans le même sens, l'embrayage 83 pour solidariser l'arbre 66 du bâti 87.
Quand l'orifice 99 coïncide avec le canal & 1 du disque 70, le liquide est conduit par le canal incliné <B>101</B> vers le canal latéral 89 situé sur la face opposée de l'obturateur 71. Réciproquement, l'orifice<B>101</B> est mis en com munication avec l'autre canal latéral 88 par l'autre canal incliné 102. Le sens de circula- tion du liquide dans le cylindre 65 est donc inversé par rapport à ce qu'il était précé demment.
Ce changement de sens de circula tion: entraîne le changement de sens de rota tion du cylindre 65 par rapport à ce qu'il était auparavant. On réalise ainsi la marche arrière du: véhicule.
L'obturateur étant dans la position repré- sentée fig. 11 (position de marche à vide), si on déplace l'obturateur 74 pour l'amener dans la position correspondant par exemple à la première vitesse, et si l'arbre moteur 79 tourne dans le sens de la flèche 103 (fig. 24), le petit cylindre 64 tourne dans le même sens. La pression régnant dans les canaux 81, 88 et 90, le grand cylindre est entraîné dans le même sens.
Si l'on déplace l'obturateur 74 de façon que les orifices 99 et<B>100</B> remplacent ceux du canal 80, la pression régnera -dans les canaux 81, 89 et 91 et le grand cylindre tournera dans. le sens de la flèche 104.
Comme on le voit, la boîte de vitesses à deux cylindres permet d'obtenir une infinité de rapports -de vitesses pendant lesquelles les puissances -des arbres meneur et mené sont proportionnelles aux vitesses des arbres. Au surplus, elle permet d'obtenir deux vitesses pendant lesquelles les puissances des deux arbres sont égales, ces deux vitesses étant: l'une la prise directe, l'autre inversement pro portionnelle à la capacité des deux cylindres.
La variante d'exécution de boite de vi tesses montrée par les fig. 25 à 37 est éta blie selon les mêmes principes que la précé dente et transmet intégralement la puissance reçue pour trois vitesses déterminées. Elle permet d'obtenir une infinité de rapports de vitesses, mais avec diminution de la puissance.
Cette boîte de vitesses comporte un petit cylindre 120 et un grand cylindre double 121. La capacité de ce grand cylindre est par tagée en deux compartiments par une cloison 122 maintenue fixe par les organes de fixa tion 123.
Dans le compartiment 124 tourne le disque 125 et sa cloison mobile 126; dans l'autre, 127, tourne le disque 128 et sa cloi son mobile 129. Ces deux disques sont 6oli- daires de l'arbre creux 130 où se meut l'ob turateur cylindrique 131.
Cet obturateur (fi-. 29) comporte une chemise<B>131</B> entourant un noyau 133 percé d'un orifice 134 pour la marche à vide et des échancrures plus ou moins allongées établis sant la communication directe ou inversée entre le compartiment<B>135</B> du petit cylindre 120 et ceux 124 et<B>127</B> du grand cylindre 121. Les échancrures 136 et 137 en regard du grand cylindre sont particulièrement allongées ainsi que celles 138 et 139 devant lesquelles débouchent les canaux 140 et 141 du disque 142 qui entraîne la cloison mo bile 147.
Les cannelures 143 et 144 établissent la communication entre les compartiments des petit et grand cylindres, comme le montrent dans chaque cas particulier les figures de détail 33a et 33b à 37a et 37b.
Cette boîte de vitesses est également munie d'une couronne conique et dentée 145 dont le déplacement axial établit ou non la liaison entre les cylindres 120 et 121 et la couronne dentée 146 solidaire de l'arbre 130.
En déplaçant l'obturateur 131, suivant la nécessité, on provoque la circulation de liquide entre le petit cylindre 120 et les deux com partiments 124 et 127 du grand cylindre 121, ou bien réduit cette circulation à la circula tion entre le petit cylindre 120 et un des com- partiments du grand cylindre 121. La di vision du grand cylindre en deux comparti mente permet d'obtenir trois vitesses avec transmission intégrale de la puissance reçue. Ces vitesses sont: 10 la prise directe; 20 une vitesse inversement proportion nelle à la capacité des cylindres 120 et 121; 3 une vitesse inversement proportion nelle à la capacité du petit cylindre 120 par rapport à celle de l'un des compartiments du grand cylindre 121.
Le fonctionnement de cette boîte de vi tesses est rigoureusement le même que celui de la boîte montrée par les fig. 11 à 24, avec cette différence que pendant la deuxième vitesse le compartiment extrême<B>127</B> du grand cylindre 121 ne travaille pas.
En effet, si pour obtenir la deuxième vi tesse, l'on déplace l'obturateur 131 de façon que la ligne 351-35a de fig. 25 remplace la ligne 331-33a, l'extrémité 132 dudit obtu rateur dépasse entièrement l'orifice des ca naux 132 et 153 du disque extrême<B>128</B> du grand cylindre 121 et supprime toute com munication entre le petit cylindre 120 et ce compartiment 127 du grand cylindre.
Ce déplacement de l'obturateur 131 éta blit une circulation directe entre les deux faces de la cloison mobile 129 du comparti ment 127, de telle sorte que le liquide qui s'y trouve circule sans effet comme dans le petit cylindre 120 pendant la marche à vide.
La capacité du grand cylindre 121 se trouve donc comme diminuée par rapport à la capacité du petit cylindre 120; il en ré sulte un accroissement de la vitesse de l'arbre mené.
Avec cette boîte de vitesses comportant un grand cylindre à deux compartiments, on peut donc obtenir: 10 un nombre infini de rapports de vi tesses entre les arbres meneur et mené; 20 trois vitesses sans diminution de la puissance; 30 le changement du sens de rotation. Suivant le même principe, on obtient une vitesse supplémentaire, sans diminution de puissance, chaque fois que l'on augmente d'une unité le nombre des compartiments du grand cylindre.