Dispositif de changement de vitesse automatique La présente invention a pour objet un dispo sitif de changement de vitesse automatique, comprenant un mécanisme de transmission<B>à</B> plusieurs rapports et un accouplement hydrau lique disposé de telle manière que lorsque l'en- trainement est<B>à</B> une vitesse inférieure, ledit accouplement hydraulique est relié en série avec le mécanisme de transmission et est en dérivation et hors circuit de la transmission<B>à</B> une vitesse plus élevée.
Le dispositif selon l'invention est carac térisé en ce que l'accouplement hydraulique comprend des éléments menant et mené com portant des cavités annulaires en face les unes des autres coaxialement par rapport<B>à</B> l'axe de rotation, du liquide étant contenu dans l'en ceinte annulaire constituée par lesdites cavités, et en ce que lesdits deux éléments sont montés de manière<B>à</B> pouvoir se déplacer axialement en s'éloignant l'un de l'autre en réponse<B>à</B> une augmentation de pression dudit liquide par suite d'une augmentation de la force centri fuge due<B>à</B> un accroissement de vitesse,
lesdits éléments étant respectivement fixés par rapport <B>à</B> des surfaces d'accouplement agencées de façon<B>à</B> venir en prise en réponse au déplace ment axial desdits éléments s'écartant l'un de l'autre, de sorte que ces éléments,<B>à</B> une vitesse donnée, sont accouplés et se déplacent comme une seule pièce. La figure unique du dessin annexé représente, <B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La construction représentée dans ce dessin est sensiblement la même que celle décrite dans le brevet suisse No <B>315</B> 416, sauf que l'em brayage centrifuge interposé entre le volant du moteur et le tambour commun est supprimé, le tambour étant fixé au volant ou directe ment accouplé avec lui, et qu'un accouplement hydraulique est monté dans le train de trans mission entre le tambour commun et les trois unités hydrauliques de changement de vitesses.
Sur le dessin annexé,<B>1</B> désigne l'arbre menant du moteur et 2 le volant du moteur. <B>3</B> désigne un tambour commun, et l'on notera que le volant 2 est directement accouplé avec le tambour commun par un accouplement<B>à</B> roues dentées 4. L'arbre mené est désigné par<B>5,</B> et entre le tambour commun et cet arbre sont montées en série,<B>à</B> l'intérieur du tambour, trois unités de changement de vitesses auto matique.
Ces trois unités sont essentiellement les mêmes que celles représentées au dessin du brevet susmentionné, et il suffira, par consé quent, de mentionner que<B>6</B> désigne un anneau qui correspond<B>à</B> l'anneau<B>26</B> dudit brevet et qui constitue l'organe d'entrée de la première unité de la série; et que<B>7</B> désigne la plaque menée de la dernière unité de la série et corres- pond<B>à</B> la plaque menée 10c de ce brevet.
De même que dans le brevet susmentionné, la plaque menée<B>7</B> est reliée<B>à</B> l'arbre mené<B>5.</B> Toutefois, au lieu que l'anneau<B>6</B> soit directe ment relié au tambour commun<B>3,</B> comme dans le brevet antérieur, la liaison de cet anneau avec ledit tambour est effectuée par l'intermé diaire d'un accouplement hydraulique<B>8.</B> Ainsi, dans la présente disposition, le train<B>de</B> trans mission comprend, entre l'arbre menant<B>1</B> et l'anneau<B>6,</B> le volant 2, le tambour commun<B>3</B> et l'accouplement hydraulique<B>8;</B> et entre l'anneau<B>6</B> et l'arbre mené<B>5,</B> il comprend les trois unités de changement de vitesses et la plaque menée<B>7.</B>
<B>Il y</B> a lieu aussi de noter que les trois unités, dont chacune donne une transmission de vitesse démultipliée, comportent des segments<B>à</B> fric tion l7a, l7b, 17c, respectivement, qui em braient ou débraient le tambour par une action de frottement selon les conditions de marche, l'application d'un segment quelconque contre le tambour ayant pour effet de mettre hors d'action la transmission de cette unité, en établissant la prise directe entre le tambour et l'unité suivante de la série ou, dans le cas de la dernière unité, l'arbre mené<B>5.</B> Tout ceci a été décrit dans le brevet susmentionné.
L'accouplement hydraulique<B>8</B> comprend deux éléments coaxiaux<B>9</B> et<B>10</B> qui tournent l'un très près de l'autre. Au voisinage de leur pourtour extérieur, chaque élément présente une cavité annulaire ayant pour centre l'axe de rotation commun, et les deux cavités<B>Il</B> et 12, tournées l'une vers l'autre, sont placées directe ment l'une contre l'autre avec le plan de divi sion perpendiculaire<B>à</B> l'axe de rotation com mun, de sorte qu'elles constituent collective ment ce qui est virtuellement un espace fermé annulaire. Chacune des cavités annulaires<B>11</B> et 12 présente une forme approximativement semi- circulaire, en coupe, comme représenté, de sorte que l'espace fermé résultant présente en coupe transversale approximativement une forme circulaire.
Chacune des cavités<B>11,</B> 12 est divi sée en une série de sections par des ailettes<B>13,</B> 14<B>à</B> l'intérieur dudit espace. L'élément<B>9</B> est l'élément menant et<B>l'élé-</B> ment<B>10</B> est l'élément mené. L'espace annu laire<B>11,</B> 12 contient de l'huile et, comme il sera décrit plus loin, des moyens sont prévus grâce auxquels, lorsque l'élément menant tourne, de l'huile est refoulée<B>à</B> l'intérieur de l'espace fermé<B>11,</B> 12 pour compenser les fuites éven tuelles.
La force centrifuge maintient l'huile dans ledit espace, et l'action des deux groupes d'ailettes<B>13,</B> 14 sur la masse d'huile contenue dans ledit espace crée entre les deux éléments<B>9</B> et<B>10</B> un couple qui oblige l'élément mené<B>10</B> <B>à</B> tourner avec l'élément menant<B>9.</B> Lorsque la vitesse du moteur augmente, la vitesse de l'élément mené<B>10</B> s'accroît progressivement jusqu'à ce qu'elle soit devenue presque égale<B>à</B> celle de l'élément menant<B>9,</B> c'est-à-dire qu'il ne subsiste qu'un faible degré de glissement hydraulique.
Dans la présente disposition, l'élément menant<B>9</B> est boulonné directement au tambour commun<B>3,</B> et l'élément mené<B>10</B> est boulonné directement<B>à</B> l'anneau<B>6.</B> L'élément menant<B>9</B> est boulonné sur son pourtour extérieur,<B>à</B> l'aide de boulons<B>15, à</B> l'intérieur de l'extré mité de droite dudit tambour. L'élément mené <B>10</B> est enveloppé par<B>le</B> tambour commun<B>3</B> et il est situé juste<B>à</B> gauche de l'élément menant. <B>Il</B> est boulonné<B>à</B> l'anneau<B>6</B> par sa face de gauche.
Le montage de l'unité rotative composée de l'élément menant<B>10</B> et de l'anneau<B>6</B> est tel que cette unité peut effectuer un léger mouvement axial par rapport au tambour commun<B>3</B> et<B>à</B> l'élément menant<B>9.</B> La portion marginale de la face de gauche de l'élément mené<B>10</B> qui est immédiatement adjacente au périmètre de cet élément est tournée directement vers la gauche; et le tambour commun présente sur sa paroi intérieure un épaulement annulaire correspon dant qui est tourné directement vers la droite.
Entre cette portion marginale et ledit épaule ment est disposée une garniture<B>à</B> friction annulaire<B>16</B> qui constitue un joint destiné<B>à</B> retenir l'huile dans l'espace annulaire fermé et qui est montée par exemple sur l'épaulement du tambour<B>3.</B> Normalement, il ne s'exerce aucune poussée entre la garniture annulaire<B>16</B> et la face de gauche de l'élément mené<B>10,</B> mais lorsque le tambour commun, et par conséquent<B>l'élé-</B> ment menant<B>9,</B> sont mis en rotation et que l'huile est de ce fait refoulée dans l'espace fermé<B>11,</B> 12 entre les deux éléments, la pres sion<B>à</B> laquelle est soumise l'huile en raison de sa rotation contraint l'élément mené<B>10 à</B> se déplacer vers la gauche par rapport<B>à</B> l'élément menant<B>9,
</B> ce qui produit une poussée entre la face de gauche de l'élément mené et la garni ture<B>16</B> établit de ce fait un joint hermétique avec l'espace annulaire fermé. Par conséquent, par l'effet du frottement, un couple est transmis par la garniture<B>16</B> directement du tambour commun<B>3 à</B> l'élément mené<B>10</B> et par suite<B>à</B> l'anneau<B>6.</B> En fonctionnement, par conséquent, lorsque le tambour<B>3</B> atteint une vitesse de rota tion donnée, il s'établit entre ledit tambour et l'anneau<B>6</B> une prise directe qui se substitue<B>à</B> l'accouplement hydraulique<B>8,</B> le glissement hydraulique étant de ce fait entièrement sup primé.
<B>Il y</B> a lieu de mentionner qu'il existe aussi<B>à</B> l'intérieur du tambour<B>3</B> lui-même de l'huile qui possède une pression due<B>à</B> l'action centri fuge et qui exerce ainsi sur l'élément mené<B>10</B> une poussée tendant<B>à</B> déplacer cet élément vers la droite, mais que, pour des raisons qui res sortiront de ce qui suit, la pression d'huile centrifuge régnant<B>à</B> l'intérieur de l'espace fermé annulaire<B>11,</B> 12 de l'accouplement<B>8</B> est toujours supérieure<B>à</B> celle régnant<B>à</B> l'in térieur du tambour<B>3,</B> de sorte que la force résultante pousse l'élément mené<B>10</B> vers la gauche, comme il a été mentionné précédemment.
On voit maintenant que lorsque le moteur est mis en marche et accéléré, l'élément menant <B>9</B> de l'accouplement<B>8</B> est lui-même mis en marche et accéléré, pendant que la vitesse de l'élément mené<B>10</B> s'accroît progressivement sous l'action de l'accouplement hydraulique<B>8.</B> En même temps, un couple croissant est transmis par l'intermédiaire de la garniture<B>16</B> et<B>à</B> un moment donné, qui dépend<B>à</B> la fois de la vitesse et du couple transmis, il s'établit lente ment une commande en bloc ou de prise directe entre le tambour et la première des trois unités de changement de vitesses, indépendamment de l'accouplement hydraulique<B>8</B> considéré comme tel.
La transmission s'effectue maintenant direc tement du moteur<B>à</B> l'anneau<B>6</B> et de<B>là,</B> par l'intermédiaire des trois unités en série,<B>à</B> l'arbre mené<B>5,</B> chacune des unités travaillant avec son rapport de vitesse inférieur.
Lorsque la diminution du couple ou l'ac croissement de la vitesse exigent un rapport de vitesse plus élevé, les segments<B>à</B> friction l7a de la première unité entrent en prise avec le tambour commun<B>3,</B> et le tambour transmet directement l'énergie<B>à</B> l'élément d'entrée de la seconde unité.
On voit ainsi que l'accouplement hydrauli que<B>8</B> et l'embrayage constitué par la garniture <B>16</B> sont maintenant entièrement mis hors circuit.<B>A</B> partir de ce moment, le fonctionne ment est exactement le même que celui décrit dans le brevet antérieur, aussi bien lorsque le rapport de vitesse s'accroît jusqu'à la prise directe que lorsque ce rapport diminue, la seule différence étant que, lorsque le rapport de vitesse est le plus bas, c'est-à-dire lorsque les trois unités travaillent sous leurs rapports de vitesse respectifs inférieurs, la transrrdssion comprend toujours l'accouplement hydraulique <B>8,</B> comme tel ou l'embrayage constitué par la garniture<B>à</B> friction<B>16.</B>
Le tambour<B>3</B> constitue un espace enveloppé hermétique.<B>A</B> cet effet, la liaison de la plaque de sortie<B>7</B> de la troisième unité avec l'arbre mené<B>5</B> s'effectue par l'intermédiaire d'une plaque<B>18</B> qui est reliée par un accouplement <B>à</B> engrenage<B>19 à</B> ladite plaque et porte un moyeu en forme de douille 20 qui entoure l'arbre mené<B>5</B> sur lequel il est calé. La portion de droite du moyeu 20 tourne avec interposition d'un joint hermétique 20a dans une cavité pratiquée dans l'extrémité de gauche d'une douille tubulaire fixe 21 (qui correspond<B>à</B> la douille 24 du brevet antérieur), alors que la paroi extrême de gauche 22 du tambour<B>3</B> tourne avec interposition d'un joint hermétique <B>20b</B> sur la portion de gauche du moyeu 20.
La paroi extrême de droite<B>23</B> du tambour<B>3,</B> laquelle est fixée comme on le verra au tambour, <B>à</B> l'extérieur de l'élément<B>9,</B> par les boulons<B>15</B> qui fixent cet élément lui-même, tourne avec interposition d'un joint hermétique sur la douille tubulaire fixe 21. La petite portion du tambour<B>3</B> qui est située<B>à</B> droite de l'élément menant<B>9</B> communique librement avec la portion principale du tambour située<B>à</B> gauche de l'élément mené par des conduits 24 pratiqués dans l'épaisseur de<B>-</B> la paroi circonférentielle du tambour.
Lorsque le tambour<B>3</B> est station naire, l'huile qu'il contient coule vers le bas, jusqu'au fond du tambour et, lorsque le tambour commence<B>à</B> tourner, cette huile est projetée vers l'extérieur par la force centrifuge et forme une masse ou corps liquide annulaire autour de la paroi intérieure dudit tambour. Un auget tubulaire fixe<B>25</B> est fixé dans l'étroit espace séparant l'élément menant<B>9</B> de la paroi extrême de droite<B>23</B> du tambour. L'extrémité extérieure de cet auget<B>25</B> plonge dans le corps d'huile rotatif, et son extrémité intérieure est branchée sur un passage<B>26</B> pratiqué<B>à</B> l'intérieur d'un bloc annulaire fixe<B>27</B> monté sur la douille tubulaire fixe.
La paroi intérieure de l'élément menant<B>9</B> entoure ce bloc annulaire<B>27,</B> et un canal annu laire fermé<B>28</B> est constitué autour dudit bloc, entre lui et la paroi intérieure de l'élément menant. Le passage<B>26</B> du bloc annulaire fixe <B>27</B> aboutit<B>à</B> ce canal annulaire fermé<B>28.</B>
Deux conduits diamétralement opposés<B>29</B> s'étendent radialement vers l'extérieur<B>à</B> partir du canal<B>28</B> et traversent la paroi de l'élément menant<B>9,</B> puis pénètrent dans l'épaisseur d'une des ailettes<B>13</B> de cet élément jusqu'en un point voisin de la limite extérieure de l'enveloppe annulaire de l'accouplement hydraulique.
En ce point, chacun des conduits<B>29</B> effectue un coude horizontal<B>30</B> vers la gauche et débouche ainsi<B>à</B> l'intérieur de l'espace fermé annulaire, au bord de ladite ailette<B>13.</B> En fonctionnement, par conséquent, lorsque le tambour<B>3</B> commence <B>à</B> tourner et que le corps d'huile annulaire se forme autour de la paroi circonférentielle dudit tambour, de l'huile dérivée de ce corps passe <B>à</B> l'intérieur de l'auget<B>25</B> et du passage<B>26</B> du bloc annulaire fixe<B>27</B> pour pénétrer dans le canal<B>28.</B>
Pendant que l'élément menant<B>9</B> tourne, l'huile contenue dans le canal annulaire<B>28</B> est animée d'une rotation et, sous l'action de la force centrifuge, s'écoule vers l'extérieur dans les deux conduits diamétralement opposés<B>29</B> pour pénétrer dans l'espace fermé<B>11,</B> 12 de l'accouplement hydraulique. L'huile continue<B>à</B> pénétrer dans ledit espace pour compenser les fuites jusqu'à ce que cet espace ait été rempli.
On voit que, étant donné que l'action de Fauget <B>25</B> diminue la pression d'huile régnant dans le tambour<B>3,</B> la pression centrifuge régnant dans l'espace<B>11,</B> 12 de l'accouplement est plus élevée que celle régnant<B>à</B> l'intérieur du tambour, de sorte que, comme précédemment décrit, l'élément mené<B>10</B> est déplacé vers la gauche et entre en prise avec la garniture<B>à</B> friction<B>16.</B>
L'huile destinée au graissage des unités du mécanisme est dérivée d'une source appropriée, telle qu'un fond de carter, et est transférée, par exemple<B>à</B> l'aide d'une pompe<B>à</B> engrenage,<B>à</B> un conduit<B>31</B> d'un bloc annulaire fixe<B>32.</B> Le conduit<B>31</B> s'étend radialement vers l'intérieur jusqu'à un intervalle annulaire ménagé entre la paroi intérieure du bloc annulaire<B>32</B> et la paroi extérieure d'un anneau<B>33</B> encastré dans la surface de l'arbre mené<B>5.</B> Une série de conduits 34 s'étend radialement vers l'intérieur, <B>à</B> travers l'anneau<B>33</B> et l'arbre<B>5,</B> et aboutit un conduit axial<B>35</B> de l'arbre.
Du conduit axial<B>35</B> s'étend une série de conduits<B>36</B> rayon nant vers l'extérieur jusqu'à un espace annulaire <B>37</B> délimité entre l'arbre<B>5</B> et la douille tubulaire fixe 21 qui entoure ledit arbre. De l'espace annulaire<B>37</B> rayonnent des conduits<B>38</B> qui traversent la douille 21 et débouchent<B>à</B> l'inté rieur du tambour<B>3.</B> Ces conduits radiaux<B>38</B> sont disposés en trois groupes qui, comme repré senté, correspondent aux trois unités de chan gement de vitesses.
Un trop-plein est constitué pour le retour de l'huile au carter par un chemin qui, partant du canal annulaire<B>28,</B> passe par les conduits radiaux<B>39</B> de la douille fixe 21, l'huile passant alors dans un second espace annulaire 40 délimité entre l'arbre mené<B>5</B> et la douille 21 et, de<B>là,</B> autour de l'extrémité de cette douille jusqu'à la paroi intérieure du bloc annulaire<B>32,</B> puis par des trous radiaux 41 de ce bloc dans un espace 42 délimité<B>à</B> l'intérieur dudit bloc, pour atteindre finalement le carter<B>à</B> huile par des trous radiaux 43 de ce même bloc.
Une rainure longitudinale 54 est pratiquée <B>à</B> la surface extérieure de la douille tubulaire fixe 21.<B>A</B> son extrémité de droite, cette rainure communique, par des conduits<B>55</B> et<B>56</B> et par l'intermédiaire du roulement<B>à</B> galets 48, avec l'espace 42; et<B>à</B> son extrémité de gauche ladite rainure communique avec la partie principale du tambour qui contient les unités de changement de vitesses. Ainsi, comme l'espace 42 est<B>à</B> la pression atmosphérique, on est sûr que la partie principale du tambour sera aussi<B>à</B> la pression atmosphérique. On voit que le chemin susmentionné allant de la partie principale du tambour<B>à</B> l'espace 42 constitue une dérivation contournant l'accouplement<B>hy-</B> draulique, ce chemin étant isolé du canal<B>28</B> par le joint hermétique<B>53.</B>
On voit que des garnitures annulaires d'étanchéité 44 sont placées entre le bloc annulaire<B>32</B> et l'anneau<B>33</B> pour empêcher l'huile de s'échapper du conduit<B>31</B> vers les conduits 34. De plus, une garniture d'étanchéité 45 est destinée<B>à</B> empêcher toute communication entre les deux espaces annulaires<B>37</B> et 40.
On voit maintenant que, lorsque le méca nisme fonctionne, de l'huile passe par les conduits<B>31,</B> 34,<B>35</B> et<B>36</B> dans l'espace annu laire<B>37,</B> puis par l'intermédiaire des con duits<B>38 à</B> l'intérieur du tambour, d'où elle passe<B>à</B> travers les trois unités de chan gement de vitesses pour arriver<B>à</B> la péri phérie du tambour.
Ensuite, ainsi qu'il a été décrit précédemment, l'huile passe par les conduits 24, Pauget <B>25,</B> le passage<B>26,</B> le canal <B>28</B> et les conduits<B>29</B> pour pénétrer dans l'ac couplement hydraulique<B>8.</B> Lorsque ce dernier a été rempli, un trop-plein s'établit<B>à</B> partir du canal<B>28,</B> l'huile revenant par le conduit<B>39,</B> l'espace annulaire 40, les trous radiaux 41, l'espace 42 et les trous radiaux 43, au carter <B>à</B> huile.
On décrira maintenant certains détails de construction. Le tambour<B>3</B> est renfermé<B>à</B> l'intérieur d'une enveloppe extérieure fixe 46. Le bloc annulaire<B>32</B> est fixé sur cette enveloppe et la douille fixe #1 est fixée sur la paroi intérieure dudit bloc annulaire. Ce dernier est calé sur la douille 21.
La paroi de droite<B>23</B> du tambour est bou lonnée sur une pièce annulaire 47 qui fait saillie <B>à</B> l'intérieur de l'espace 42 du bloc<B>32.</B> Des roule ments<B>à</B> galets 48, interposés entre la pièce annu laire 47 et l'enveloppe fixe 46, supportent cette extrémité du tambour; et une garniture d'étan chéité 49, interposée entre la pièce 47 et la paroi extérieure de la douille fixe 21, empêche toute fuite d'huile du tambour<B>à</B> cette extrémité.
On voit que l'élément<B>10</B> de l'accouplement hydraulique<B>8</B> tourne dans des roulements<B>à</B> galets<B>50</B> -par rapport<B>à</B> l'élément<B>9.</B> Cet élément<B>9</B> porte une plaque annulaire<B>51</B> dont la paroi intérieure tourne<B>à</B> l'intérieur du bloc<B>27</B> avec interposition d'une garniture annulaire<B>52;</B> et un prolongement annulaire de l'élément<B>10</B> tourne sur le bloc<B>27</B> avec interposition du joint hermé tique<B>53.</B> Ceci assure l'herméticité effective du canal annulaire<B>28.</B>
On remarquera que la garniture<B>à</B> friction<B>16</B> constitue aussi un joint hydraulique qui empêche les fuites de liquide hors de l'espace<B>11,</B> 12 de l'accouplement hydraulique; et que l'efficacité de ce joint hydraulique s'accroît pendant la marche en raison de la pression qui existe entre l'élément mené<B>10</B> et ladite garniture.