Mécanisme de transmission à plusieurs rapports La présente invention a pour objet un mécanis me de transmission à plusieurs rapports d'un groupe moteur, à trains épicycliques, comprenant au moins un embrayage d'entrée à commande hydraulique servant à transmettre le couple du moteur à un organe du changement de vitesse, des freins de réaction à commande hydraulique servant à immo- biliser chacun un organe du changement de vitesse, et un dispositif de commande de l'alimentation hy draulique dudit embrayage et desdits freins servant à déterminer le rapport de multiplication du change ment de vitesse.
Il a déjà été proposé de munir un tel mécanisme de deux circuits d'alimentation de liquide séparés avec des soupapes de décharge ou autres moyens pour commander la pression de liqui de de telle manière que la pression dans le circuit d'embrayage soit plus faible que celle dans le circuit des freins au moins dans certains rapports et pour permettre de modifier la pression de liquide dans le circuit d'embrayage suivant le degré d'ouverture d'admission du moteur du groupe comprenant le mécanisme. En faisant fonctionner ce type de méca nisme, il a été trouvé que la fourniture de liquide à l'embrayage lorsqu'il a été sélectionné en premier lieu, peut n'être pas suffisamment rapide.
En outre, les freins sont toujours actionnés habituellement à la même pression d'engagement et par conséquent d'engagement d'un frein peut être trop rapide dans certaines conditions pour fournir une prise douce, cette prise étant par moments si rapide que la vitesse du moteur n'a plus le temps d'atteindre son régime plus élevé requis lorsque l'on descend le rapport. Une autre difficulté est rencontrée lorsque le frein est relâché et que le liquide s'échappe trop rapide ment, c'est-à-dire avant que d'autres, freins soient engagés pour produire le rapport suivant ou trop lentement,
provoquant une traction et un choc si des moyens de recouvrement sont utilisés. De nombreu ses variations de la pression dans ces circuits ont pour effet de faire apparaître les mêmes problèmes à d'autres vitesses ou rapports, d'autres difficultés peuvent encore apparaître.
Le mécanisme selon l'invention est caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un premier circuit hydraulique avec une première soupape de détente pour le réglage de la pression de commande dudit embrayage, un second circuit hydraulique avec une seconde soupape de détente pour le réglage de la pression de commande de l'un au moins desdits freins, un ressort agissant sur le piston de la pre mière soupape de détente et dont la tension dépend de la position d'un organe de commande du moteur, et un conduit qui fait agir la pression du premier circuit sur la seconde soupape de détente,
de telle manière que celle-ci fasse monter et descendre la pression dans le second circuit lorsque la pression monte et descend dans le premier circuit respecti vement.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du mécanisme faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie de ladite forme d'exécution, selon X-X de la fig. 2.
La fig. 2 est une vue en bout d'un train d'engre nages de ladite forme d'exécution.
La fig. 3 est une vue schématique en perspective montrant la disposition dudit train d'engrenages. La fig. 4 est un schéma d'une autre partie de cette forme d'exécution.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des coupes d'un organe de soupape par les flèches 5, 6 et 7 de la fig. 4. La fig. 8 est une vue en élévation schématique de cette forme d'exécution montée sur un bloc moteur.
Le mécanisme représenté comprend un bloc d'embrayage 110 qui est boulonné au volant 110' du moteur à combustion interne et qui renferme deux embrayages à friction à commande hydraulique A et B. Ces embrayages comprennent des plateaux menés 111 et 112, des plateaux de pression 113 et 114, des plateaux extérieurs menants 115 et 116 et des diaphragmes flexibles 119 et 120.
Un corps central 121 solidaire en rotation des plateaux exté rieurs 115 et 116 porte les diaphragmes 119 et 120, ceux-ci étant de forme annulaire et étant main tenus à leur pourtour intérieur par des anneaux de fixation 122 et 123 et, à leur périphérie, par des an neaux de fixation 124 et 125. Du liquide sous pression destiné à assurer la mise en prise des em brayages A et B pénètre dans des chambres d'action- nement 128 et 139, fermées par les, diaphragmes 119 et 120, en passant par des conduits 12 et 13 respectivement.
Une soupape à piston 131 est mon tée à glissement dans un alésage pratiqué dans le corps central 121. Cette soupape met la lumière 5 en communication avec le conduit 8, 12 lorsque celui-ci se trouve sous pression. La pression a pour effet de déplacer la soupape 131 vers le centre. Lorsque la pression tombe, la soupape 131 se dé place vers la périphérie et met la lumière 5 en communication avec des lumières de décharge 6 et 7. Une soupape semblable, non représentée, est placée entre le conduit 13 et la chambre 139.
Le corps central 121 comporte encore un alésa ge, dans lequel est monté à coulissement un tiroir 117. Ce tiroir présente deux perçages axiaux 118 et 217, communiquant avec des gorges 219 et 218. Ces deux gorges peuvent se trouver en regard de deux lumières ménagées dans le corps central 121 et communiquant avec la chambre d'actionnement 128. Un ressort de compression 216 sollicite le tiroir 117 vers l'intérieur.
La force centrifuge sollicite le tiroir 117 vers la périphérie, alors que la pression régnant dans la chambre d'actionnement 128, qui se trans met dans l'espace adjacent à l'extrémité externe du piston 117 par l'intermédiaire de la gorge 219, solli cite le piston<B>117</B> en direction" centrale.
Quand le bloc 110 tourne au ralenti (comme représenté), la pression régnant dans la chambre d'actionnement 128 est déchargée par l'intermédiaire du perçage 217 et de la gorge 218, qui se trouve en regard de la lumière correspondante. Lorsque le mécanisme est accéléré, le piston 117 se déplace vers la périphé rie, et ce passage de décharge se trouve obturé. A l'arrêt, le piston 117 se trouve dans sa position la plus centrale, et le passage de décharge 218, 217 est à nouveau obturé.
Une soupape semblable, non représentée, peut mettre en communication la cham bre d'actionnement 129 avec un passage de déchar ge. Un ressort 135 sollicite chaque soupape à piston 131 vers l'extérieur, de manière à la maintenir nor malement en position de débrayage.
Le mécanisme comprend également un bloc de freinage qui comprend trois freins à plateau à com mande hydraulique C, D et E. La construction des freins est analogue à celle des embrayages. Du liqui de sous pression agissant sur des diaphragmes flexi bles 137, 138 et 139 provoque la solidarisation des plateaux de frein 140, 141 et 142 avec le carter 136, qui est fixe, par l'intermédiaire de plateaux isolants et de garnitures de friction.
Le mécanisme comprend en outre un ensemble de transmission. Cet ensemble comprend un arbre d'entrée 154 et un manchon d'entrée 155 coaxiaux portant respectivement des roues dentées planétaires 156 et 157, et un manchon de réaction 158 portant une roue planétaire 159. Un arbre de sortie 160 porte une roue planétaire dentée 161. Une cage porte-satellites 164 porte deux tourillons 162 et deux tourillons 163. Les tourillons 162 portent chacun trois pignons 165, 166 et 167 de différentes dimen- tions solidaires en rotation, et les tourillons 163 portent chacun deux pignons 168 et 169 de diffé- rentes dimensions solidaires en rotation.
Les pignons 168 engrènent avec la roue planétaire 156 et les pignons 169 engrènent avec la roue planétaire 161. Les pignons 165, 166 et 167 engrènent respective ment avec les roues planétaires 159, 157 et avec le pignon 168.
L'arbre d'entrée 154 porte un moyeu 210 auquel est fixé le plateau mené 111 de sorte que, lorsque l'embrayage A est en prise, la roue dentée 156 est entraînée par l'intermédiaire de l'arbre 154. Le manchon 155 porte un moyeu 212 qui est relié au plateau mené 112 si bien que, si l'embrayage B est engagé, la roue dentée planétaire 157 est entrainée par l'intermédiaire du manchon 155.
Le manchon d'entrée 155 peut également servir de manchon de réaction, car il est solidaire du plateau de frein 140 de sorte que, si le frein C est engagé, le manchon 155 et la roue dentée 157 sont maintenus station naires. Le manchon de réaction 158 porte un moyeu 241 qui est relié au plateau de frein 141 et, si le frein D est engagé, le manchon 158 et la roue dentée 159 sont maintenus stationnaires. La cage 164 est solidaire en rotation des plateaux de frein 142 et, si le frein E est engagé, cette cage 164 est maintenue stationnaire.
En fonctionnement, le premier rapport de trans mission correspond à l'engagement de l'embrayage A et du frein E. La roue dentée 156 est alors entraînée et la cage 164 est maintenue stationnaire. Le couple est transmis à l'arbre de sortie par l'intermédiaire des roues et pignons 156, 168, 169 et 161.
Le second rapport de transmission correspond à la libération du frein E et à l'engagement du frein D. En se reportant à la fig. 3, on comprendra que si la roue planétaire 156 est alors entraînée dans le sens avant indiqué par une flèche, la roue plané taire 159 étant maintenue stationnaire, la cage 164 qui porte les tourillons 162 et 163 tourne lentement dans le sens avant du fait que le pignon 168 tourne lentement dans le sens arrière, forçant ainsi les pignons 167, 166 et 165 de tourner dans le sens, avant, de sorte que le pignon 165 tourne autour de l'axe de la roue planétaire 159 avec lequel il engrène.
Le troisième rapport de transmission correspond à la libération du frein D et au serrage du frein C. La roue planétaire 157 est ainsi maintenue station naire, la roue 156 est entraînée et la cage 164 tourne à une plus grande vitesse du fait que le pignon 166 présente un diamètre supérieur à celui du pignon 165 et que la roue 157 est de plus petit diamètre que la roue planétaire 159.
La transmission en prise directe correspond à la libération de tous les freins et à l'engagement de l'embrayage B. Du fait que les deux embrayages sont engagés et que les deux roues 156 et 157 sont entraînées, la cage 164 et l'arbre 160 tournent à la même vitesse que les plateaux menés du bloc d'em brayage.
La transmission en marche arrière correspond à l'engagement de l'embrayage B seul et à celui du frein E. La cage 164 est alors maintenue station naire et la roue planétaire 157 est entraînée. Un couple est par conséquent transmis en marche arriè re par l'intermédiaire des roues et pignons 157, 166, 167, 168, 169 et 161 et le sens de rotation est inversé grâce au fait que le pignon 168 engrène avec le pignon 167.
L'alimentation de liquide sous pression auxdites chambres d'actionnement des embrayages et des freins est commandée par des lumières pratiquées dans un tiroir 10 (fig. 4) et coopérant avec des conduits ménagés dans un cylindre 11 dans lequel le tiroir 10 est monté coulissant. Le tiroir 10 peut être déplacé à la main ou par des moyens automa tiques.
La chambre d'actionnement 128 est reliée au conduit 12 et la chambre d'actionnement 139 au conduit 13. Les chambres des freins E, D et C, fournissant respectivement les premier, second et troisième rapports de transmission sont reliées aux conduits 14, 15 et 16. Des conduits 18, 19, 20 et 92 servent pour l'échappement du liquide à .partir des chambres susdites. Tous ces conduits débou chent dans le cylindre 11. L'extrémité droite du cylindre 11 est reliée à un échappement.
Le tiroir 10 comporte des lumières 22, 2.3 et 91 qui peuvent être reliées aux conduits 12, 13, 14, 15, 16 pour alimenter en liquide sous pression les embrayages et les freins. La lumière 91 est identi que à la lumière 23. La lumière 22 est droite, et communique avec deux rainures longitudinales 24 du tiroir.
Le tiroir 10 présente également des lumières droites 25, 26, 27, 28 et 29 servant à relier les conduits 12, 14, 15 et 16 aux conduits d'échappe ment 18, 19, 20 et 92. La lumière 29 comprend un étranglement, comme représenté, et la lumière 25 présente une branche latérale lui donnant une forme de T (fig. 7). L'une des rainures 24 est plus longue que l'autre, et s'étend jusque devant la lumière 25, toutefois. sans communiquer avec celle-ci (fig. 4 et 7).
Du liquide sous pression est fourni par une pom pe 30 ayant un canal d'entrée 31 et un canal de sortie 32. Ce dernier est relié à deux conduits 34, 35 débouchant dans la paroi du cylindre 11. Le canal 32 est également relié par un conduit 37 à un cylindre 38 présentant une ouverture d'échappe ment 39 commandée par une soupape de détente 40. L'ouverture d'échappement 39 est reliée par un conduit 50 à deux conduits de pression d'embrayage 41 et 42 qui débouchent dans la paroi du cylindre il.
Le conduit 41 est également utilisé pour fournir du liquide sous pression au frein C par le conduit 16 pour le troisième rapport.
Les conduits 34 et 35 peuvent être reliés par la lumière 23 à l'un ou l'autre des conduits -14 et 15 respectivement. En outre, le conduit 34 peut être relié au conduit 14 par la lumière 91. Les conduits 41, 42 peuvent être reliés par les lumières 22, 23 aux conduits 12, 13 et 16. <I>Premier rapport</I> Les organes sont dans la position représentée. Du liquide sous pression est fourni par le conduit 34, la lumière 23 et le conduit 14 au frein E. Le conduit 15 est relié à l'échappement 19 par la lumiè re 26, et le conduit 16 est relié à l'échappement 20 par la lumière 25.
Le conduit 12 est alimenté par le conduit 42, à travers la lumière 22. Le conduit 13 est relié à l'échappement par le cylindre 11. <I>Deuxième rapport</I> Le tiroir 10 est déplacé d'un cran vers la droite pour faire communiquer par la lumière 23 le conduit 35 avec le conduit 15 pour alimenter le frein D, le conduit 14 étant alors relié à l'échappement 18 par la lumière 29, tandis que le conduit 16 est maintenant relié à l'échappement 20 par la lumière 26. Le conduit d'embrayage 12 reste alimenté par la rainure 24 et la lumière 22. Le conduit 13 reste à l'échappement.
<I>Troisième rapport</I> Le tiroir 10 est déplacé de nouveau d'un cran vers la droite pour faire communiquer par la lumière 23 le conduit 41, avec le conduit 16, de sorte que le frein C est mis en prise. Le conduit 15 est mis à l'échappement 19 par la lumière 29 et le conduit 14 est maintenant relié à l'échappement 18 par la lun-ière 27. Le conduit 12 reste alimenté et 13 est à l'échappement comme auparavant.
<I>Prise directe</I> Un autre cran vers la droite provoque la mise à l'échappement des trois conduits 14, 15 et 16 par les lumières 28, 27 et 29 respectivement et l'alimen tation des conduits 12 et 13 par le conduit 42 par l'intermédiaire de la lumière 22 et des rainures 24. <I>Marche arrière</I> Le tiroir 10 est déplacé d'un dernier cran vers la droite pour amener la lumière 91 en regard des conduits 34 et 14 et amener respectivement les lu mières 28, 27 et 25 en regard des conduits 15-19, 16-20 et 12-92.
On voit que, dans cette position du tiroir 10, les conduits 14 et 13 sont alimentés, ce dernier par l'intermédiaire de la plus longue des rainures 24, alors que les conduits 15, 16 et 12 sont mis à l'échappement.
Le canal 50, est relié par un canal 51 à un cylindre 52 présentant une ouverture d'échappement 53 commandée par une soupape de détente 54 solli citée vers sa position de fermeture par un ressort 55 qui entoure une tige 56 de cette soupape 54. La tige 56 est creuse et contient un ressort 58 qui s'appuie sur une collerette 60 d'une tige 61, pouvant être déplacée dans la direction tendant à comprimer le ressort 58 par un levier 62 pivoté en 63 (fig. 6) et relié par une bielle 64 à une extrémité d'un levier d'accélérateur 65, monté pivotant en 66 et portant la pédale 67. L'extrémité inférieure de l'alé sage 52 comporte une ouverture d'échappement 21.
La soupape de détente 40 est sollicitée vers sa position fermée par un ressort 70 qui s'appuie sur un piston 71 monté coulissant dans un cylindre 72. Ce cylindre est relié par un canal 74 au canal 50. Une cheville 73 solidaire de la soupape 40- fournit une butée pour le piston 71.
La soupape 40 comporte une partie de diamètre réduit 75 qui laisse un espace 76 dans le cylindre 38, cet espace étant relié par un canal 78 au conduit 14 du frein E.
Le conduit 15 est relié par un conduit 80 à un cylindre 81 contenant un piston 82 sollicité par un ressort 83 dans la direction tendant à faire sortir le liquide du cylindre 81. De façon semblable, le con duit 16 est relié par un conduit 85 à un cylindre 86 contenant un piston 87 et un ressort 88.
Lorsque le liquide sous pression est envoyé dans le conduit 15 du frein D, le piston 82 se déplace sous l'effet de la pression, contre l'action du ressort 83 retenant par là un volume d'huile dans le cylindre qui doit être évacué lorsque le conduit 15 est mis à l'échappement 19 pour dégager le frein D. De façon semblable, lorsque le conduit 16 est ouvert au liqui de sous pression, celui-ci agit sur le piston 87 et sur le ressort 88 déplaçant ce piston de manière à intro duire un volume d'huile dans le cylindre.
Pendant le fonctionnement, lorsque le moteur (fig. 6) relié au mécanisme marche, avec le papillon fermé à la position de marche à vide du moteur, la pompe 30 fournit du liquide sous pression aux canaux et aux conduits 32, 34, 35, 38, 39, 50, 41, 42, 51, 52. La pression dans le canal 50 est com mandée par le ressort 55. Le ressort 58 dans ces conditions peut être entièrement détendu, la pression dans le canal 50 étant minimum et dépendant de la force du ressort 55.
La pression dans le canal 32 est également minimum et sera soit commandée par le ressort 70, soit par la charge sollicitant le piston 71 qui est déterminée par la pression dans le canal 74. Si le papillon est ouvert et que le moteur doit fournir une puissance plus grande, le mouvement de la pédale 67 déplace la cheville 61 pour comprimer le ressort 58 augmentant par là la charge sur la soupape de détente 54 et la pression dans le canal 50. Cette pression augmente à son tour la pression dans le canal 74 et la charge sur le piston 71 ainsi que sur la soupape de détente 40 augmentant ainsi la pression dans le canal 32.
La pression dans les canaux 34, 35 varie, par conséquent, selon la posi tion de la pédale 67 et le couple qui doit être transmis par les freins auxquels ces canaux peuvent conduire. De façon semblable, la pression dans les canaux 41, 42 est adaptée au couple à transmettre par le frein de troisième rapport et par les embraya ges. En passant, par exemple, du deuxième rapport au troisième rapport, le frein de deuxième rapport n'est pas dégagé jusqu'à ce que le liquide dans le cylindre 81 a été évacué à travers l'étranglement de la lumière 29, assurant par là un chevauchement et une traction continue.
Le volume du liquide dans le cylindre 81 dépend de la position de la pédale 67 car si le papillon est largement ouvert et que la cheville 61 est entièrement déplacée vers l'intérieur, la pression dans le canal 35 est plus élevée et, par conséquent, la pression dans le cylindre 81 égale ment, provoquant un déplacement plus grand du piston 82 contre l'action du ressort 83, de sorte que le chevauchement est augmenté en fonction du couple transmis et suivant la position de la pédale 67.
De façon semblable, en passant du troisième rapport de transmission à la prise directe, le volume dans le cylindre 86 et le degré de chevauchement obtenu en passant du troisième rapport à la prise directe dépendent de la pression dans le canal 41.
Dans les mécanismes à commande hydrauliques connus du genre de celui qui vient d'être décrit, des difficultés peuvent apparaître du fait d'un débit trop faible de la pompe lorsque le moteur marche lente ment à vide, particulièrement lorsque le liquide est très fluide. Ceci peut conduire à un engagement trop lent des embrayages et des freins sélectionnés. La difficulté provient d'une fuite dans la pompe lorsqu'elle fonctionne contre une pression sensible. Le mécanisme décrit ci-dessus permet de surmonter ce défaut, car lorsque le papillon est dans la position normale de repos, la pression maintenue dans le canal 32 peut être beaucoup plus faible que celle normalement requise pour transmettre le couple.
Le débit de la pompe aux canaux 32 et 50 sera beau coup plus grand que si la pression maintenue dans le canal 32 était dans ces conditions suffisamment éle- vâe pour transmettre le couple moteur. Lorsque le moteur marche à vide, la pression dans le canal 42 peut être pratiquement nulle de même que la pression dans le canal 74, grâce aux soupapes 131. La pression dans le canal 32 n'est alors que celle fournie par le ressort 70, ce qui a pour effet que la pompe 30 travaille dans ces conditions à faible charge et que le débit au canal 50 et aux embraya ges n'est pas réduit de façon appréciable.
On remarquera que lorsque la soupape 10 est déplacée vers la droite, pour faire un changement de rapport en montant, c'est-à-dire pour passer de 1r,' en 2me, de 2m8 en 3me ou de 3me ou 4nle, le frein précédemment en action doit évacuer à travers le rétrécissement de la lumière 29. Pour faire des chan gements de rapport en descendant lorsque la soupape est déplacée vers la gauche, les freins sont évacués à travers une lumière non rétrécie telle que 25, 26.
Le but du canal 78 est d'appliquer une pression à l'espace 76 lorsque le ler rapport est sélectionné. Le liquide sous pression dans l'espace 76 agit sur la soupape de détente 40, réduisant par là son aire effective. Ceci augmente la pression pour le ter rap port lorsque le couple à transmettre est beaucoup plus, grand. Un canal 90 conduisant au cylindre 52 de la soupape de détente d'embrayage est utilisé de la même manière pour augmenter la pression dans certains des rapports.
Pour les changements effectués en descendant, il est désirable d'engager le frein plus rapidement avec une ouverture de papillon plus grande car la vitesse du moteur augmente plus rapidement dans ce cas. Ceci est réalisé dans le mécanisme décrit, l'augmentation de l'ouverture du papillon créant une augmentation de pression sur le ressort 58 et aug mentant par là la pression dans le circuit d'embraya ge et de frein.