<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative à un système de transmission de force motrice comprenant un convertisseur de couple hydraulique du type à carter rotatif ; elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif pour lubrifier un système de liaison de commande motrice à engrenage allant au carter rotatif du convertisseur.
Une méthode courante pour établir une liaison d'entraînement entre, d'une part, une source de puissance, un moteur par exemple, et, d'autre part, un carter rotatif qui comprend la roue primaire du convertisseur, consiste à interposer entre ces deux éléments des couronnes dentées solidaires respective- ment, d'une part, du volant du moteur, par exemple, ou, d'une manière générale, d'un croisillon ou d'un disque de commande et, d'autre part, du carter. Il est vrai que cette disposition assure une commande positive entre les organes en question et autorise un désalignement acceptable qui existerait éventuellement entre les axes respectifs du volant du convertisseur; par contre, un tel système est susceptible d'engendrer des bruits et une usure en cas de désalignement, étant donné le glissement relatif entre les dents en prise.
Partant de ce qui précède, la présente invention a pour objet d'éta- blir des moyens pour maintenir les dents de l'engrenage constamment noyées dans un bain d'huile pendant que la puissance est transmise au carter du convertisseur.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un système tel qu' indiqué plus haut, dans lequel L'huile de graissage est soutirée depuis le cir- cuit du liquide de travail du convertisseur, cela d'une manière contrôlée.
Les objectifs de l'invention énumérés ci-dessus, ainsi que d'autres, seront exposés dans la description qui suit, en se reportant aux dessins annexés.
Dans ces dessins :
La fig. 1 est une vue d'élévation d'un mode de réalisation de la transmission, partie en coupe.
La fig. 2 est une vue d'élévation, à une échelle moindre, de la plaque entraînée de l'embrayage de prise directe de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique du circuit d'huile employé.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 1, montrant un mode d'exé- cution de variante de la transmission.
Dans la fig. 1, le chiffre de référence 10 désigne un organe moteur, par exemple une bride solidaire d'un vilebrequin 11 d'un moteur et boulonnée à un volant 12. Ce dernier est généralement représentatif de n'importe quel disque relié à une source de force motrice. Un manchon 13 s'avance en saillie à partir de la face du volant opposée à celle qui est réunie au vilebrequin 11, ce man- chon étant muni d'une denture intérieure en 14, destinée à engrener avec une denture extérieure 15 formant un anneau sur un flasque d'extrémité 16 pourvu d'un moyeu 17 - avec lequel il est coaxial - qui traverse partiellement le volant 12.
Le flasque 16 est boulonné à l'extrémité avant d'un carter rotatif 18 et obture cette extrémité. Le carter 18 fait partie d'un convertisseur de couple hydraulique 19, l'extrémité postérieure de ce carter entourant à joint étanche une enveloppe fixe 20 et étant pourvue d'un pignon 21 destiné à l'entraî- nement d'une pompe qui dessert le convertisseur et un embrayage de prise directe, le tout comme il sera décrit dans la suite. Il ressort de ce qui précède que le flasque 16 et le carter 18 tournent solidairement à la suite de l'effort moteur fourni par le volant 12.
Le carter 18 porte des aubes de roue primaire 22 à flux radial sor- tant, espacées les unes par rapport aux autres dans le sens annulaire, ces aubes chevauchant l'intervalle entre ce carter et une coquille intérieure 23, la dispo- sition étant telle que le liquide de travail, que l'on supposera être une huile
<Desc/Clms Page number 2>
appropriée dans le présent exemple et qui est refoulée par les aubes de la roue primaire, s'écoule par un canal extérieur 24, recourbé sur lui-même, pour être envoyée sur des aubes de roue secondaire 25 à flux radial entrant, espacées les unes par rapport aux autres dans le sens annulaire, qui chevauchent l'espace compris entre une coquille intérieure 26 et une coquille de roue secondaire 27, cette dernière coquille étant clavetée sur un manchon 28 formant arbre mené et appelé à être relié à une charge appropriée.
L'huile refoulée par les aubes 25 de la roue secondaire traverse un canal extérieur 29, recourbé sur lui-même, pour être envoyée sur des aubes de stator 30 à flux radial sortant, espacées les unes par rapport aux autres dans le sens annulaire, situées devant les entrées des aubes 22 de la roue primaire et chevauchant l'intervalle entre une coquille intérieure 31 et une coquille de stator 32. Les aubes 22 de la roue primaire, les aubes 25 de la roue secondaire et les aubes 30 du stator, ainsi que les canaux 24 et 29, sont calculés les uns par rapport aux autres de manière à con- stituer un circuit de travail toroidal désigné de façon générale par le chiffre de référence 33, la coquille de stator 32 étant solidarisée de l'enveloppe fixe par des chevilles 34.
A la face du flasque d'extrémité 16 tournée vers le convertisseur est fixé un anneau 35 espacé par rapport à ce flasque et déterminant, conjointe- ment avec celui-ci, un passage annulaire 36, affectant une forme générale radiale.
L'anneau 35 est monté à rotation sur un palier 37 porté par l'extrémité voisine de l'arbre 28, ce dernier étant lui-même monté à rotation dans un palier 38 monté dans l'enveloppe 20. Au voisinage du palier 37, la partie périphérique intérieure de l'anneau 35 est en contact, à joint étanche, avec un épaulement 39 de l'arbre 28, de manière à empêcher l'huile du convertisseur de passer à cet endroit; d'autre part, la surface périphérique extérieure de l'anneau 35 est en contact de glissement relatif, à joint étanche, avec la face intérieure d'un piston annulaire 40.
La face extérieure du piston 40 est en contact, d'une manière analogue, avec une partie annulaire 41 du flasque d'extrémité 16, ce flasque délimitant d'ailleurs, conjointement avec le piston 40 et l'anneau 35, un cylindre annulaire 41a, à l'intérieur duquel coulisse ce piston, ledit cylin- dre étant en communication avec le passage 36. La partie intérieure du piston 40 est montée à coulissement, par l'intermédiaire d'une denture, sur l'anneau 35, comme indiqué par le chiffre de référence 42, de sorte que le piston 40 tourne constamment avec le flasque d'extrémité 16 et, par conséquent, avec le carter 18.
Lorsque la pression est appliquée à la face de gauche du piston 40, comme il sera exposé dans la suite, ce dernier se déplace de manière à serrer un disque annulaire d'embrayage entraîné 43 contre une partie 44, orientée vers l'intérieur, du carter 18, cette partie étant située entre, d'une part, la co- quille de roue secondaire 27, au voisinage des aubes 25 de cette roue et, d'autre part, le disque 43. La périphérie intérieure du disque d'embrayage 43 est montée à coulissement, à l'aide d'une denture comme indiqué par le chiffre de référence 45, sur une saillie annulaire 46 prévue sur la coquille de roue secondaire 27.
Il ressort de ce qui précède que, lorsque le disque d'embrayage 43 occupe la position desserrée représentée dans la fige 1, le moteur étant en mar- che, l'entraînement s'opère par l'entremise du convertisseur 19, avec la multi- plication habituelle du couple. Pour la marche en prise directe, le piston 40 se déplace sous l'effet de la pression, de manière à serrer le disque 43 contre la partie 44 du carter, ce qui amène la coquille 27 de la roue secondaire à tour- ner à la vitesse du carter 18.
Le piston 40, le disque 43 et la partie 44 du car- ter forment conjointement un embrayage de prise directe 650
L'huile motrice est fournie continuellement, sous une pression déter- minée, au convertisseur 19, à travers un canal 47 prévu dans l'enveloppe 20 et s'écoule radialement vers l'extérieur entre la coquille de stator 32 et la partie voisine du carter 18, pour s'incorporer au circuit toroidal 33 en un point situé
<Desc/Clms Page number 3>
entre les sorties'des aubes 30 du stator et les entrées des aubes 22 de la roue primaire.
Cette huile sous pression remplit complètement le circuit toroïdal 33, ainsi que les chambres annulaires 48, 49'et 50 prévues, respectivement, entre la coquille 27 de la roue secondaire et l'anneau 35, entre le piston 40 et la partie 44 du carter, et entre la coquille 27 de la roue secondaire et la partie 44 du carter. C'est cette pression qui déplace le piston vers sa position de desserrage lorsque la pression de serrage pour ce piston cesse de s'exercer.
L'huile quitte le circuit toroïdal 33 à travers un orifice annulaire 51 qui communique avec le canal 29 et qui est situé entre la coquille 27 de la roue secondaire et un prolongement curviligne 52 faisant suite à la coquille 32 du stator et formant une partie de la paroi qui délimite le canal 29. L'huile évacuée s'écoule ensuite à travers un passage annulaire 53 compris entre l'arbre creux 28 et l'enveloppe 20 et s'écoule de là, à travers un canal 54 prévu dans 1' enveloppe 20 et que l'on considèrera comme ayant la même forme que le canal 47, par rapport auquel il est décalé dans l'enveloppe 20.
L'huile sous pression destinée au piston de prise directe 40 est fournie à travers un conduit 55 et se dirige ensuite successivement, à travers les canaux 56 et 57 pratiqués dans l'enveloppe 20 et dans l'arbre creux 28, respec- tivement, l'intérieur - désigné par le chiffre de référence 58 - de cet arbre et le passage annulaire 36, pour aboutir au cylindre 41a. Des éléments d'arrêt appropriés, respectivement 59 et 60, prévus dans l'arbre creux 28 et dans le moyeu 17, canalisent convenablement l'huile qui se dirige vers l'embrayage de prise directe 65.
Une disposition relative appropriée des divers éléments du système à huile, telle qu'elle est préconisée par'la présente invention, est représentée . dans la fig. 3, à laquelle on se reportera dans la suite, le filtre et l'échan- geur thermique habituels étant omis. Une pompe 61, entraînée par le pignon 21, aspire l'huile dans un puisard approprié 62 et refoule celle-ci à travers un con- duit 63 vers une soupape de commande 64 dont le côté refoulement est relié par un conduit 55 et des canaux connexes (voir fig. 1) à l'embrayage de prise direc- te 65.
La soupape de commande 64 est de type courant, en ce sens que, dans une position, elle détermine l'application de la pression à l'embrayage 65 et, dans une autre position, empêche l'application de cette pression, de sorte que cet embrayage est desserré sous l'effet de la pression qui s'exerce constamment dans le circuit toroidal 33 et que la pression qui, jusqu'alors, agissait sur le piston 40, est désormais dérivée vers le puisard 62 à travers un conduit 55a.
Un conduit 66 communique par une de ses extrémités avec le conduit 63 débouchant dans le côté admission de la soupape de commande 64, tandis que son extrémité opposée communique avec l'entrée d'une soupape régulatrice de pression 67 dont la sortie communique, à travers le canal 47 (voir fig. 1), avec le circuit toroidal 33. Le flux sortant de ce circuit se dirige, à travers les canaux 53 et 54 (voir fig. 1), vers l'entrée d'une seconde soupape régulatrice de pression 68, dont la sortie communique, à travers un canal 69, avec le puisard 62.
A titre d'exemple, la soupape de réglage 67 peut être mise au point pour déterminer une pression de serrage de 135 1bs. par pouce carré (9,99 kg/cm2) pour l'embrayage de prise directe 65, tandis que la soupape de réglage 68 peut être mise au point pour assurer une pression de 35 1bs. par pouce carré (2,461 kg/cm2) dans le circuit toroïdal 33. Il s'ensuit que, lorsque la soupape de com- mande 64 occupe une position qui correspond à l'application de la pression de serrage à l'embrayage de prise directe 65, cette pression est suffisamment élevée pour l'emporter sur la pression de 35 1bs. par pouce carré (2,461 kg/cm2) du circuit toroïdal, laquelle tend constamment à desserrer l'embrayage de prise directe.
Le principe essentiel de l'invention réside dans la lubrification des dents menantes et menées 14 et 15, respectivement, au moyen d'un bain d'huile dans lequel ces dents sont noyées pendant la rotation du volant 12, cette huile
<Desc/Clms Page number 4>
étant dérivée du circuit toroïdal 330 Lorsque l'embrayage de prise directe 65 est dégagé, comme montré dans la fig. 1, l'huile du circuit 33 s'évacue non seu-. lement par 1'* orifice d'écoulement principal 51, mais aussi vers les deux faces du disque d'embrayage mené 43, pour pénétrer dans une série de poches 70 pratiquées, à intervalles les unes par rapport aux'autres, sur le pourtour de la bride de fixation radial 71 du flasque 16.
L'huile contenue dans ces poches s'écoule, à travers un ou plusieurs orifices 72 préenvns dans la bride 71, vers la chambre annulaire 73 comprise entre le volant 12 et le flasque 16.
Etant donné que le volant 12 et le carter 18, dont est solidaire le flasque 16, sont en rotation, l'huile évacuée vers la chambre 73 est projetée vers l'extérieur par la force centrifuge et est retenue contre la face intérieure du manchon 13 du volant. Le manchon 13 présente, en un point situé à gauche par rapport à la denture menante 14, un évidement 74 pratiqué suivant un diamètre légèrement supérieur au diamètre du cercle de pied des dents 14, tandis que, sur le côté opposé de ces dents, le manchon 13 est légèrement écarté de la périphé- rie du carter 18, un bourrage annulaire 75 étant interposé entre ce manchon et le carter 18, afin d'empêcher des pertes d'huile à cet endroit.
Etant donné qu'une accumulation d'une trop grande masse d'huile dans la chambre 73 aurait pour résultat d'engendrer des forces centrifuges sus- ceptibles d'influencer défavorablement les paliers, on prévoit une évacuation con- tinuelle de l'huile à partir de la chambre 73, de telle manière que les dentures 14 et 15 soient constamment baignées par l'huile. Un ou plusieurs canaux 76, dimensionnés convenablement par rapport à l'orifice ou aux orifices 72 et des- tinés à garantir le résultat voulu, traversent le volant 12, ces canaux étant orientés radialement de telle manière que la face intérieure du bain d'huile soit maintenue sur un cercle situé tout juste vers l'intérieur par rapport au cercle de pied des dents menées 15, comme indiqué d'une manière générale par la ligne 77.
L'orifice ou les orifices 72 sont dimensionnés de façon à déterminer des fuites d'huile contrôlées hors du circuit toroïdal 33 et de manière à ne pas compromettre le remplissage constant du convertisseur 19. L'huile évacuée à tra- vers le ou les canaux 76 est recueillie dans une poche 78 prévue dans la partie inférieure du bouclier habituel 79 pour le volant 12 et se dirige de là vers le puisard 62 à travers un conduit 80.
Afin d'assurer la retenue du flux d'huile, comme décrit plus haut, lorsque l'embrayage de prise directe 65 est engagé, on prévoit, au moins sur la face du disque d'embrayage 43 tournée vers la partie 44 du carter, une série de rainures annulaires 81, comme indiqué d'une façon générale dans la fig. 2.
Des rainures analogues peuvent être prévues sur la face opposée du disque d'em- brayage 43.
Dans la fig.4 on a représenté une variante du procédé pour dériver de l'huile du circuit toroidal 33, dans le but d'assurer la lubrification des dents 14 et 15. Comme la construction d'ensemble est identique à celle représen- tée dans la fige 1, les mêmes organes ont été désignés par les mêmes chiffres de référence.
Dans la fig. 4, l'orifice ou les orifices 82, qui correspondent aux orifices analogues 72, s'étendent, jusqu'à une certaine distance, à travers 1' anneau 35 et se prolongent ensuite, par des canaux de plus grand diamètre prati- qués dans l'anneau 35 et dans le flasque 16, canaux avec lesquels ces orifices communiquent et qui sont désignés collectivement par le chiffre de référence 83, le tout de manière à établir une communication contrôlée pour le flux entre les chambres annulaires 48 et 73. Le maintien du bain d'huile dans la zone des dents 14 et 15 est assuré dans ce cas de la manière décrite plus haut.
Bien que l'invention ait été décrite en particulier à propos d'un convertisseur hydraulique du couple, il convient de remarquer qu'elle est égale- ment applicable à des systèmes de transmission de puissance hydrauliques compre- nant généralement des accouplements hydrauliques.