Brevet FR2578937A1 — publié le 19860919

l Transmission hydrostatique comportant deux machines hydrostatiques assurant la fonction d'un frein de roue d'un véhicule." La présente invention concerne une transmission hydrostatique notamment pour camions et autocars, comportant deux machines hydrostatiques, réglables reliées par deux branches de conduite, dont l'une est toujours une pompe suivant l'état de fonc- tionnement et l'autre un moteur, avec limitation de pression et soupape anti-retour reliant les deux branches de conduite, une pompe d'alimentation étant reliée à la bâche d'alimentation de fluide hydraulique. Une telle transmission convient fondamentalement pour tous les véhicules routiers et ferroviaires et s'applique de préférence à des camions et autocars mais peut également s'utiliser par exemple pour des monte-charge. Dans le cas d'une transmission hydrostatique appliquée comme transmission de véhicule, du type ci-dessus, une machine hydrostatique est reliée mécaniquement soit de façon rigide, soit par un em- brayage débrayable à la fois au moteurainsi qu'au châssis du véhicule c'est-à-dire à l'essieu ou aux essieux-moteurs. Une telle machine hydrostatique est décrite par exemple au document DE-A 29 04 572 et peut fonctionner par construction tant comme pompe que comme moteur. On peut de plus le cas échéant, par réglage d'une telle machine hydrostatique, déterminer celui des deux raccords qui constitue le raccord haute pression et celui qui constitue le raccord basse pres- sion. Dans son application à une trans- mission à dérivation de puissance (transmission diffé- rentielle, transmission planétaire ou analogues), le fonctionnement de la machine hydrostatique peut être réglé chaque fois suivant le mode de fonctionnement soit comme pompe ou comme moteur, de sorte que la liai- son entre les machines hydrostatiques et le moteur ou les essieux-moteurs se fait dans ce cas de manière indirecte. Les deux machines hydrostatiques sont reliées par deux branches ou deux conduites. En fonctionnement normal, la machine hydrostatique reliée au moteur travaille par exemple comme pompe qui envoie dans la branche de conduite constituant la conduite haute pression, un fluide hydraulique qui ainsi refoulé entraîne l'autre machine hydrostatique travaillant comme moteur hydraulique. Dans la machine hydrostatique de sortie, la pression du fluide hydraulique chute et le fluide revient alors par la seconde branche de conduite constituant la conduite basse pression vers la machine hydrostatique située du côté de l'entrainement. La conduite haute pression et la conduite basse pression sont reliées par une soupape de limitation de pression qui réalise une liaison entre les deux conduites si l'on dépasse une pression maxi- male prédéterminée dans la conduite de haute pression, afin d'éviter tout endommagement de la transmission hydraulique par des surpressions éventuelles. De plus, il faut des soupapes anti-retour qui permettent d'injecter par une pompe d'alimentation, du fluide hydraulique dans le système de conduitesde la transmission. Il est nécessaire pour des camions et autocars en particulier lorsqu'ils sont très chargés, d'assurer un freinage en fonctionnement permanent des- tiné à retenir le véhicule et à le freiner aussi régu- lièrement que possible pendant longtemps, dans certai- nes conditions de circulation notamment sur les longues descentes. Jusqu'à présent, on a utilisé principalement les freins-moteurs qui utilisent--les pertes de pompage d'un moteur Diesel. On connatt éga- lement les freins à courant de Foucault. L'inconvénient de tels freins connus réside dans le fait qu'ils ne constituent pas seulement un dispositif séparé et coûteux installé dans le véhicule mais que leur fonctionnement ne se dose que de façon relativement ma]. Dans le cas de pentes faibles, les freins connus freinent plus forte- ment le véhicule que ne le souhaite le conducteur. Dans ce cas, ce frein n'est mis en oeuvre que de façon intermittente, ce qui se traduit toutefois par un mouvement irrégulier et désagréable pour les passagers. Partant de cette situation, la présente invention a pour but de développer la trans- mission de véhicule du type ci-dessus pour être en mesure d'une part d'assurer la fonction. d'un frein de route en permettant notamment de mieux doser le freina- ge et enfin de simplifier globalement la construction de la transmission du véhicule. A cet effet, l'invention concerne une transmission hydrostatique du type ci-dessus, caractérisée par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) au moins l'une ou les deux machines hydrostatiques sont conçues pour recevoir la puissance de freinage permanente, 4. b) au moins une souDaDe de limitation de pression et une soupape anti-retour sont réunies en une soupape d'aspiration de pression qui, pour un premier sens d'écoulement laisse librement passer le fluide d'un premier raccord à un second et qui dans le second sens d'écoulement, opposé, ne laisse passer le fluide du-premier raccord au second que dans la mesure o l'on ne dépasse pas une pression prédéter- minee, c) les deux soupapes d'aspiration de pression sont reliées respectivement par leur second raccord à chaque fois une branche de conduite, d) les deux premiers raccords des soupapes d'aspiration de pression sont reliés entre eux par un radiateur, e) un dispositif de commande de freinage est relié à la machine hydrostatique conçue pour la puissance de freinage permanente, pour mettre celle-ci en freinage ou à un tiroir d'inversion qui échange les raccords des deux branches de conduite et de la machine hydrostatique, et f) la pompe d'alimentation est montée entre les deux soupapes d'aspiration de pression. Cette solution réside dans la combinaison d'une série de caractéristiques: tout d'abord une machine hydrostatique associée au mécanis- me d'entraînement et qui est réalisée de façon qu'en fonctionnement permanent elle puisse reçevoir la puissance à freiner transmise par le mécanisme d'en- tra;nement à la transmission. I1 est également possi- ble de répartir cette puissance de freinage sur les deux machines hydrostatiques, chacune d'elles étant conçue en fonction du rapport de cette répartition. Suivant le sens de déplacement et le réglage de la machine hydrostatique prévue en sortie, chacune des deux branches de conduite peut constituer la conduite haute pression. Pour limiter la pression, il faut ainsi deux soupapes de limitation de pression qui coopèrent de façon opposée ainsi que deux soupa- pes anti-retour pour permettre le passage du fluide sur chacune de ces deux soupapes de limitation de pres- sion et dans le sens opposé au sens d'écoulement pré- déterminé. Selon l'invention, une soupape de limitation de pression et une soupape d'arrêt sont chaque fois réunies en une seule soupape appelée ici "soupape d'aspiration de pression ". Les deux soupapes d'aspiration de pression selon l'invention sont reliées par leur côté haute pression à l'une des deux branches de conduite et leurs autres raccords sont reliés par un radiateur. On peut également utiliser plusieurs soupapes d'aspiration de pression branchées de façon correspondante. Lors de la mise en oeuvre du frein, le fluide hydraulique circule suivant le mode de fonctionnement, avec haute pression à travers l'une des deux branches de conduite et la soupape d'aspira- tion de pression correspondante qui fonctionne comme une soupape de limitation de pression. A cet endroit, la détente du fluide hydraulique transforme l'énergie mécanique en chaleur. Cette chaleur est évacuée dans le radiateur en aval. La combinaison constructive d'une soupape de limitation de pression et d'une soupape d'arrêt en une soupape d'aspiration de pression évite la formation dans le circuit de parties de conduite qui ne seraient pas balayées en permanence par le fluide hydraulique et o pourrait s'accumuler de la chaleur. Bien plus l'ensemble du fluide hydraulique traverse le radiateur à chaque circulation, ce qui évite tout risque de surchauffe. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, il est prévu une soupape de limitation basse pression entre le radiateur et l'une des soupapes d'aspiration de pression, un radia- teur étant prévu entre le raccord de limitation basse pression et l'un des raccords de la pompe d'alimenta- tion. Lorsque la température de l'huile augmente, la pompe d'alimentation peut débiter une quantité d'huile supérieure à celle nécessaire pour compenser les fuites. Cette huile est refroidie dans le radiateur et est envoyée de façon avantageuse par l'intermédiaire de la soupape de limitation basse pression en retour vers le réservoir d'alimentation. De plus, la soupape de limitation basse pression donne une protection in- directe du radiateur contre les surpressions, ce qui réduit très largement la fragilité de l'ensemble de l'installation. Il est en outre prévu un disposi- tif de commande de frein qui est actionné lors du fonctionnement en frein permanent et qui règle lui- même le moteur hydrostatique situé en sortie ou un tiroir-inverseur prévu entre celui-ci et les deux branches de conduite pour échanger les raccords entre les deux branches de conduite de la machine hydrosta- tique. Comme déjà indiqué, la réunion constructive d'une soupape de limitation de pression et de la soupape d'arrêt correspondantes, est néces- saires pour garantir toujours un refroidissement suf- fisant du fluide hydraulique. Ce moyen constitue en outre une simplification constructive importante vis- à-vis des transmissions de véhicule du type ci-dessus, et d'o est partie la présente invention. De plus, le circuit hydraulique ainsi simplifié présente moins de jonctions et de raccords, ce qui permet d'en augmenter la résistance à la pression par des moyens simples il est alors possible de faire fonctionner la trans- mission selon l'invention, avec des pressions plus élevées du côté de la haute pression que cela est possible dans la transmission de véhicule mentionnée dans le préambule. En fonctionnement de route, nor- mal, lorsqu'on n'atteint pas la pression de déclenche- ment des soupapes d'aspiration de pression, le radia- teur est à peine balayé par le fluide, de sorte que les pertes de charge inévitables du radiateur n'in- fluencent pas le bon rendement de la transmission. Mais, le radiateur présente un avantage particulier: alors qu'il était nécessaire jusqu'à présent de com- pléter le fluide hydraulique, consommé en pompant du fluide hydraulique dans un réservoir d'alimentation à l'aide d'une pompe, il est maintenant possible d'utiliser comme réservoir d'alimentation la bâche à huile du moteur d'entraînement et de faire passer l'huile chaude par l'intermédiaire d'une pompe d'ali- mentation et le cas échéant la pompe à huile du moteur dans la transmission. Dans ce cas, on utilise le radia- teur pour refroidir l'huile que l'on recharge. Un tel refroidissement particu- Fièrement simple est possible si l'huile rechargée est injectée au milieu du radiateur ou entre deux radiateurs. Dans ce cas, le fluide hydraulique rechar- gé passe suivant le sens de la chute de pression entre les deux branches de conduite, le radiateur situé entre le raccord et la branche de conduite basse pression ou la moitié correspondante de radiateur. S'il apparaît comme avantageux d'utiliser l'ensemble du radiateur pour refroidir l'huile rechargée, il est avantageux selon un autre mode de réalisation de l'invention, d'utiliser un tiroir de commande pour injecter sélecti- vement l'huile complémentaire d'un côté ou de l'autre du radiateur et cela chaque fois du côté du radiateur opposé à la branche de conduite basse pression. Un palpeur de pression logé dans l'une ou dans les deux branches de conduite par exemple à l'aide d'un moyen d'entralnement à piston, permet de régler la vanne d'inversion ou son tiroir en fonction des conditions de pression qui règnent à ce moment. Pendant tout le fonctionnement, le radiateur est toujours dans la zone basse de pres- sion, de sorte que la pression régnant dans le radia- teur peut être dépassée par une pompe d'alimentation relativement simple. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réali- sation représenté schématiquement dans le dessin annexé se composant d'une seule figure. La figure montre un moteur à com- bustion interne 1 dont l'arbre de sortie porte une première machine hydrostatique 2 dont le sens de débit et l'amplitude du débit sont réglables. Les deux raccords de la premiere pompe hydrostatique 2 sont reliés l'un par une conduite 3 au premier raccord d'une seconde machine hydrostati- que 4 et le second raccord de cette dernière est relié à l'autre raccord de la première machine hydrostatique 2 par une seconde conduite 5. Un différentiel 6 est relié méca- niquement à la seconde machine hydrostatique 4. La transmission de véhicule telle que représentée comporte en outre un radiateur 9 qui comporte deux branchements d'extrémité reliés l'un à l'autre ainsi que le cas échéant également un piquage central qui sera explicité ultérieurement. Entre l'un des raccords d'extrémité du radiateur 9 et la branche de conduite 3, on a relié une première soupape d'aspiration de pression 7 et entre l'autre raccord d'extrémité du radiateur 9 et la branche de conduite 5, on a monté une seconde soupa- pe d'aspiration de pression 8. Chacune des deux soupapes d'aspi- ration de pression est réalisée de façon à permettre l'écoulement du fluide hydraulique du radiateur 9 alors que l'écoulement vers le radiateur 9 n'est possi- ble que si le fluide hydraulique dépasse une pression de seuil, réglable, très importante. La colonne de direction 12 du volant 11 du véhicule porte le dispositif de commande de frein 10. - Le dispositif de commande 10 est relié soit au moteur hydrostatique 4 en sortie pour commuter celui-ci du mode d'entratnement en mode de freinage ou encore à un tiroir-inverseur 13 qui, lors- que le dispositif de commande de frein 10 n'est pas encore actionné, relie les raccords nécessaires au déplacement, entre la machine hydrostatique 4 et les deux branches de conduite 3, 5 alors que si l'on actionne le dispositif de commande 10, on inverse ces raccords pour la mise en oeuvre du frein. Il est en outre prévu une pompe d'alimentation 14 qui aspire l'huile de la bâche à huile du moteur 1 et transfère cette huile à la trans- mission si celle-ci avait consommée de l'huile. Comme cette huile est chaude, il faut la faire passer en fonctionnement à travers le radiateur 9 avant de l'injecter dans la transmission proprement dite. - Pour cela, il est prévu une soupa- pe de commande 16 qui comporte une entrée reliée à la pompe d'alimentation (pompe à huile du moteur) 14 I 0 ainsi que deux sorties dont chacune est reliée à I'un des raccords d'extrémité du radiateur 9. Le tiroir 17 de la soupape de commande 16 est relié par une conduite de commande 18 à la branche de conduite 3 et par une conduite de com- mande 19 à la branche de dérivation 5, de sorte que la conduite de commande 18, 19 correspondante entraîne un petit piston relié mécaniquement au tiroir 17. Comme cela apparait, le tiroir 17 suit le sens de la chute de pression entre les deux branches de conduite 3, 5 en assurant ainsi que la conduite venant de la pompe d'alimentation 14 soit toujours reliée au côté haute pression du radiateur 9 par la mise en oeuvre du tiroir 17. IL R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Transmission hydrostatique notamment pour camions et autocars, comportant deux machines hydrostatiques, réglables reliées par deux branches de conduite, dont l'une est toujours une pompe suivant l'état de fonctionnement et l'autre un moteur, avec limitation de pression et soupape anti-retour reliant les deux branches de conduite, une pompe d'ali- mentation étant reliée à la bâche d'alimentation de fluide hydraulique, transmission caractérisée par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) au moins l'une ou les deux machines hydrostatiques (2, 4) sont conçues pour recevoir la puissance de freinage permanente, b) au moins une soupape de limitation de pression et une soupape anti-retour sont réunies en une soupape d'aspiration de pression (7, 8) qui, pour un pre- mier sens d'écoulement laisse librement passer le fluide d'un premier raccord à un second et qui dans le second sens d'écoulement, opposé, ne laisse pas- ser le fluide du premier raccord au second que dans la mesure o l'on ne dépasse pas une pression pré- déterminée, c) les deux soupapes d'aspiration de pression (7, 8) sont reliées respectivement par leur second raccord à chaque fois une branche de conduite (3, 5), d) les deux premiers raccords des soupapes d'aspiration de pression sont reliés entre eux par un radiateur (9), e) un dispositif de commande de freinage (10) est relié à la machine hydrostatique (4) conçue pour la puis- sance de freinage permanente, pour mettre celle-ci en freinage ou à un tiroir d'inversion (13) qui échange les raccords des deux branches de conduite et de la machine hydrostatique (4), et f) la pompe d'alimentation (14) est montée entre les deux soupapes d'aspiration de pression (7, 8). 2 ) Transmission selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que le radiateur (9) se compose de deux parties de radiateur en série et en ce que la pompe d'alimentation (14) est branchée entre les deux parties de radiateur. 3 ) Transmission selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que la pompe d'alimenta- tion (14) est reliée à l'entrée d'un tiroir-inverseur (16) qui comporte deux sorties branchées respective- ment entre le radiateur (9) et l'une des soupapes d'aspiration de pression (7, 8) et en ce que le tiroir- inverseur (16) est commandé de façon à réaliser chaque fois une liaison entre l'entrée et chacune de ses sor- ties auxquelles est reliée chaque soupape d'aspiration de pression (7, 8) qui est en amont du radiateur (9) dans le sens de l'écoulement du fluide hydraulique. 4 ) Transmission selon l'une quel- conque des revendications 1 et 2, caractérisée par une soupape de limitation de basse pression (20) entre le radiateur (9) et l'une des soupapes d'aspiration de pression (7, 8) et en ce qu'entre l'un des raccords d'alimentation de pompe et le raccord de limitation de basse pression, il est prévu au moins un radiateur (9).