Brevet FR2002655A1 — publié le 19691031

D'invention concerne une transmission hydrodynamique pour véhicules, notamment pour véhicules ferroviaires, avec au plus deux circuits fluides de Föttinger, dont les roues de pompe et de turbine sont reliées entre elles, avec une multiplication par engrenage à un étage augmentant le nombre de tours-minute (grande vitesse) sur le coté primaire du circuit, et avec une deinultiplication à deux étages pour réduire la vitesse de rotation sur le cOté secondaire du circuit, et avec un inverseur mécanique de marche entre les deux circuits et l'arbre de sortie, Des transmissions de ce type ont donné d'excellents résultats dans la construction des locomotives0 Elles ont pour but d'adapter la force motrice de traction à la résistance au roulement et à la vitesse de marche, en choisissant la vitesse hydrodynamique convenable, et de déterminer le sens de marche de la locomotive en choisissant convenablement l'une des deux positions des organes de commande mécanique0 La combinaison d'une tramision hydrodynamique embrayable comportant des organes de commande mécanique non embrayables augmentant puis réduisant le nombre de tours-minute dtune part, avec des organes de commande mécanique embrayables, d'autre part, n'est pas sans poser de problèmes, tant pour réduire au raz l'encombrement, que pour les frais de construction et d'usinage de l'ensemble.Dans les transmissions hydrodynamiques à conversion multiple avec organe mécanique de conversion, on a combiné les organes secondaires de transmission avec l'inverseur de marche, en allongeant la partie hydrodynamique de la transmission relativement à la partie mécanique, et du méme coup l'ensemble du système (DAS I 2I3 88I ;Diesel Railway Traktion 1962, page 177; Railway lokomotives and Anars, Pévrier 1961). I1 en résulte pour la partie hydrodynamique de la transmission un allongement d'au moins deux largeurs de roue dentée, deux largeurs de palier, et de la longueur des manchons d'embrayage avec celle de leur glissière. les roues dentées et leurs paliers d'axes sont situés pour chaque étage à des plans différents, ce qui prend davantage de place et complique l'agencement du carter en augmentant le codt de construction.Dans les transmissions à démultiplication biétagée sur le côté secondaire, le montage combiné de la transmission réductrice de vitesse avec l'inverseur de marche conduit à juxtaposer d'ordinaire sept roues dentées, dont six au moins dans cette seule partie de la transmission. L'invention a pour objet de proposer une transmission du type indiqué ci-dessus aussi courte que possible, fonc tonnant avec un nombre minimum de roues dentées, et dans laquelle ces dernières et leurs paliers d 'axes soient disposés dans le moins possible de plans, de façon à simplifier au maximum la distribution du carter0 L'invention remplit ce. but par une transmission combinant les caractères suivants a) - les deux circuits sont placés sur un meme axe b) - l'arbre de la roue de pompe ou l'arbre de la roue de turbine des circuits fluides est placé au centre c) - les roues dentées à grande vitesse sont placées du cté opposé au deuxième circuit ou entre les deux circuits. d) - le pignon secondaire de l'arbre commun des turbines est placé du cdté opposé au pignon primaire de grande vitesse. e) - parallèlement à l'axe des circuits,sont placés deux arbres de renvoi pourvus chacun d'une roue dentée fixe et d 'une roue dentée libre, embrayable dans le courant énergétique, lesdites roues fixes ou libres, étant prévues pour une démultiplication globale de mEme degré, et ayant notamment les mimes dimensions respectives f) - les roues fixes des arbres de renvoi se trouvent dans le plan du pignon d'arbre à turbine, et les pignons libres 'dans le plan des roues dentées à grande vitesse i g) - les roues fixes sont engrénées et une seule d'entre elles est en prise avec le pignon d'arbre à turbine h) - les roues libres ne sont l'une et l'autre en prise qu'avec une seule roue dentée sur l'arbre de sortie. Gracie à cette combinaison, la transmission ne comporte que deux plans de roues dentées, avec au total huit roues dentées, qui simultanément comblent 1 'écart séparant 1 'arbre moteur de l'essieu de transmissiono Sur la longueur de construction des parties hydrodynamiques de la transmission, qui, d'après la technique encore en usage, comprennent un plan de roue dentée de grande vitesse, il'entre seulement que la largeur d'une roue dentée avec son palier Afin de pouvoir raccourcir encoreltnsemble du bats, une variante de l'invention prévoit que soient inclus dans la paroi de carter les paliers disposés en dehors des roues dentées, pour les renvois, etcs, et que le carter de l'autre circuit puisse être bridé de la façon classique sur la face extérieure de cette paroi. Quand le second convertisseur est bridé sur le carter de transmission, celui-ci se trouve en outre raccourci de la largeur nécessaire au logement des paliers du convertisseur, cé qui allège le bâti d'ensemble et donne la possibilité d'utiliser une transmission à un ou deux convertisseurs0 Dans les transmissions pour locomotives, on exige que l'arbre de sortie soit aussi court, et placé aussi bas, que pos sigle0 Pour que l'invention remplisse cette condition, et que soient réduites au maximum les surfaces de paliers, il est proposé, pour une transmission avec arbre de sortie situé très bas au niveau du carter à huile, un arbre de sortie le plus court possible, et un réservoir d 'huile pouvant contenir plusieurs fois le plein d 'un circuit de Föttinger, de façon que le carter de la transmission et le réservoir à huile soient ramenés, au niveau de 1 'arbre de sortie et en direction de l'axe de sortie, à une largeur telle q'un montage soit encore possible sur la bride de l'arbre de sortie. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide de figures représentant un exemple de réalisation. En Bigue 1 : coupe verticale, suivant les axes princi parut, d'une transmission conforme à 1 'in- vention; En rig. 2: schéma du montage des arbres et des roues dentées de la transmission de la Fig.l En Big. 3 : coupe horizontale suivant l'axe de sortie de la transmission Sur les figures 1 et 2, 1 est l'arbre moteur qui porte la grande roue dentée 2 de la grande vitesse du cOté primaire, Cette roue dentée engrène avec le pignon primaire 3, qui est fixé sur l'arbre 4 de roue de pompe commun aux convertisseurs 1 et II. De l'autre côté du convertisseur, le pignon secondaire 5 est fixé sur 1 'arbre de roue de turbine 16 commun aux deux convertisseurs. Sous l'axe des convertisseurs, et parallèlement à lui, se trouvent deux arbres de renvoi 6 et 7, pourvus l'un et l'autre d'une roue dentée fixe 8/9 située dans le meme plan que le pignon secondaire 5; ces deux roues dentées sont de même dimension et engrènent l'une avec l'autre. Les deux axes de renvoi 6/7 ne sont pas symétriques par rapport au plan vertical axial des convertisseurs, mais sont un peu décalés latéralement par rapport à ce plan4 de façon que les deux roues fixes 8/9 des arbres de renvoi forment avec le pignon secondaire 5 un triangle de roues dentées 'arbre de renvoi passe sous le convertisseur 1 et les roues de grande vitesse 2/3.Dans le plan des roues de grande vitesse est montée, sur chacun des arbres de renvoi, une roue dentée libre 12/15 qutun accouplement à griffes 10 (ou 11, non représenté) peut rendre solidaire de l'arbre de renvoi correspondant0 Ces deux roues libres sont de même dimension et un peu plus petites que les deux roues fixes 8 et 9, pour que les roues libres n'engrènent pas entre elles. Sous les arbres de renvoi est placée dans le plan de grande vitesse 2/3 et des deux roues libres 12/15 la grande roue dentée de sortie 14 qui est clavetée sur l'arbre de sortie est 15.La roue de sortie/en liaison fonctionnelle permanente asee les deux roues libres 12/13, de sorte que les trois roues dentées 12, 13, 14, forment un triangle d'engrenage0 La transmission présente donc deux plans d'engrenage ZE1 et ZE2, disposez de part et d'autre du cozrvtrtisseur 1 et par cette disposition se trouve accrue l'épaisseur LE de la partie hydrodynamique avec deux circuits fluides et un étage d'engrenages dans l'intervalle, qui est nécessaire dans chaque cas; mais ceci est compensé par la faible épaisseur LM de la partie mdunlqne, dans laquelle sont logés la grande vitesse d 'entrée et le deuxième étage d'engrenage secondaire, et qui comporte une largeur de roue et deux largeurs de palier. Cet agencement est rendu possible par l'allongement des deux arbres de renvoi 6 et 7, grâce à quoi le c8té primaire et certaines parties secondaireà de la transmission mécanique peuvent se trouver dans un-meme plan. Grâce à ce dispositif et au décalage latéral des arbres de renvoi par rapport au plan de symétrie, il a été possible de réaliser une trnnmission avec seulement huit roues dentées au total ; la roue fixe de renvoi (8), qui engrène avec le pignon secondaire 5,. assure une double fonction, d'or économie d'une roue dentée. Lorsque le courant énergétique est transmis par l'arbre de renvoi 6 (l'accouplement à griffes étant embrayé, comme par exemple au démarrage), la roue dentée 8 est démultiplicatrice, afin de réduire la vitesse de rotation de l'arbre de sortie. Lorsque la transmission se fait par l'autre arbre de renvoi (7), la roue dentée (8) agit en sens inverse. Cet assemblage fonctionnel a ainsi permis une autre économie dans la partie secondaire réversible de la transmission0 Le convertisseur II est bridé sur le côté du carter, ce qui permet de limiter celui-ci à la paroi 17. Un tel carter peut, sans modifications importantes, titre utilisé pour une transmission à un ou deux convertisseurs. I1 n'est pas nécessaire de prévoir un carter par le convertisseur IIo Le carter est donc plus court et plus léger que dans le mode classique de fixation du convertisseur. Au-dessous se trouve le réservoir d 'huile 21, servant en mEme temps de carter à huile (18). Pour des raisons thermiques, ce réservoir doit pouvoir contenir plusieurs fois la capacité du convertisseur, surtout pour les grandes puissances0 Pour que l'arbre de sortie, qui se trouve à proximité, puisse être aussi court que possible, et ne dépasse pas trop le carter, la paroi 17 présente un renfoncement jusqu'd la distance E de la paroi 19 faisant vis-a-vis. Le creux ainsi formé doit Btre d'une largeur suffisante pour que, sur la bride 20, on puisse encore accoupler la bride 20to Les avantages d'une transmission présentant cet ensemble de caractéristiques consistent dans le fait que la longueur du bêti est particulièrement réduite, qutil suffit d'un petit nombre de roues dentées, et que la fabrication est moins conteuse. le niveau d'huile étant situé en dessous de l'arbre de sortie, cela exclut tout problème d'étanchéité. A noter également que ces avantages sont conservés dans d'autres formes de réalisation que celles décrites ci-dessus, comme lorsque la grande vitesse est disposée entre les convertisseurs (auquel cas l'arbre primaire doit etre creux), et que le premier étage secondaire d'engrenages est disposé sur le cté faisant vis-à-vis à l'un des convertisseurs, et que le deuxième étage d'engrenages, avec les roues libres, est ramené dans le plan de la grande vitesse0 REVND I CATI ONS I - tran8mission hydrodynamique pour véhicules, notzment sur voies ferrées, avec tout au plus deux circuits fluides de Pöttinger, dont les roues de pompe ou de turbine sont reliées entre elles avec multiplication accélératrice par roue dentée (grande vitesse) sur le côtd primaire des circuits fluides, avec une démultiplication ralentissante à deux étages sur le cOté secondaire, et avec un inverseur mécanique de marche entre les circuits et l'arbre de sortie, et caractérisée par la combinaison des particularités suivantes a) - les deux circuits fluides I et II sont disposés suivant un axe commun;; b) - l'arbre de roue de pompe ou l'arbre de roue de turbine des circuits est à disposition centrale; c) - les roues dentées de grande vitesse sont placides avant le circuit 1, ou entre les deux circuits (I et II); d) - le pignon de sortie de l'arbre commun des roues de tur bine est placé par rapport au circuit I à l'opposé du pignon de grande vitesse; e) - parallèlement à l'axe des circuits fluides sont disposés deux arbres de renvoi comportant chacun une roue dentée clavetée et une roue dentée libre embrayable dans le courant énergétique au moyen d'un embrayage à griffes ou similaire, les roues clavetées ou libres étant prévues pour des conditions identiques de démultiplication, leurs dimensions étant notamment les mêmes;; f) - les roues clavetées des arbres de renvoi sont dans le même plan que le pignon d'arbre à turbine, et les roues libres dans le même plan que les roues dentées de grande vitesse; g) - les roues clavetées engrènent l'une avec l'autre, et une seule d'entre elles engrène avec le pignon de l'arbre à turbines0 h) - les roues libres engrènent l'une et l'autre sur une roue dentée de l'arbre de sortie. 2 - Transmission selon 1, caractérisée par un carter formé pour porter - les paliers des deux roues dentées clavetées et les roues libres, - les paliers de l'arbre d'entrée et de l'arbre primaire, - les paliers de l'arbre de sortie, - le circuit fluide II étant bridé de manière classique à l'extré- mité du carter. 3 - Iransmission selon I ou 2, avec arbre de sortie le plus bas possible, à proximité du carter à huile de capacité maxi male, et un arbre de sortie raccourci au maximum, de telle manière que le carter réservoir d'huile rétréci au niveau du palier de sortie, permette un montage effectué sur la bride de l'arbre de sortie.