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" SYSTEME DE CHANGEMENT DE VITESSE AUTOMATIQUE " Cônv.Int.: Priorité d'une demande de brevet d'invention déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 10 décembre 1934 sous le n 756.900 par MM. R.B. ASPINWALL et T.B. TYLER.
La présenteinvention est relative àun accouple- ment et à un dispositif de transmission et de changement de vitesse et, plus particulièrement, à un système d'ac- couplement et à des dispositifs habituellement appelés "boites de vitesses". D'une façon générale, la demanderesse cherche, par l'emploi de ces dispositifs, à perfectionner la commande automatique du couple et de la vitesse du mo- teur suivant les besoins de ces derniers et, engluerai, à combattre les défauts inhérents aux embrayages automatiques et aux boites de vitesses telles qu'elles sont actuellement conçues et créées et à inclure aussi un nombre de perfec- tionnements assurant un fonctionnement doux et sur, de la robustesse, de la simplicité et un prix peu élevé.
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Un but important de la présente invention est de produire une boite avec des dispositifs d'enclenchement dudit type, disposés de manière à agir conjointement , construits d'une façon compacte et ayant des unités accessibles séparément dont le montage et le démontage sont aisés.
Un autre but de l'invention est de supprimer la nécessité d'une pédale, ce qui, conjointement avec la suppression de la nécessité d'opérer les changements de vitesse par le conducteur, simplifie beaucoup le travail de celui-ci.
Un autre but encore de l'invention consiste à prévoir, dans cette boite automatique, une application ininterrompue du couple transmis par le moteur aux roues AR, alors que le changements s'effectuent,/élimine toute hésitation et toutes pertes de puissance, de vitesse et de temps, ainsi que de carburant comme il s'en produit lors des passages de vitesses dans les boites habituelles dans lesquelles il est nécessaire d'interrompre l'entraînement pendant les changements de vitesses. Incidemment, un avantage qui découle du point cité en dernier lieu est de permettre des accélérations plus résides du vé icule en supprimant entièrement toute chute de vitesse qui se produit quand il faut désaccoupler le couple lors des passages opérés de la sorte.
Un autre but encore consiste à pourvoir une telle boite automatique d'un système de passages de vitesse permettant le changement doux et silencieux à n'importe quelle vitesse du véhicule et indépendamment de l'habileté du conducteur.
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L'invention aen outre pour objet des moyens perfectionnés, qui peuvent être manoeuvrés à volonté par le conducteur d'un véhicule pourvu d'une boîte construite d'après l'invention , dans laquelle la vitesse ou le rapport du couple peuvent être contrôlés indépendamment des passages automatiques avec ou sans interruption de l'application du couple, moyens grâce auxquels tout danger de grincements d'engrenages, de bruits ou d'à-coups lors des passages ou d'avaries aux organes par suite de maladresse, est ren- du impossible.
La présente invention vise aussi des perfectionnement apportés à la construction de la boite automatique faisant l'objet de la demande de brevet américain ? 706.232 déposée le 11 Janvier 1934 au nom de M. Robert B. Aspinwall pour supprimer la nécessité de prévoir un em- brayage principal séparé et a pour objet des moyens d'accouplement perfectionnés manuellement commandés et d'autres perfectionnements qui seront mis en évidence par la suite.
Un autre but est de prévoir, dans une unité de faible encombrement, des embrayages travaillant à sec et dans l'huile, des embrayages centrifuges ou commandés par fluide, disposés pour agir conjointement et montés en une seule unité, mais où l'embrayage dans l'huile et l'embrayage à sec sont complètement isolés l'un de l'autre et où tout risque de fuite de liquide dans le dernier est impossible.
Un autre but de l'invention est de prévoir, dans un tel mécanisme, de nouveaux moyens pour réduire effi- cacement l'échauffement et pour dissiper rapidement la chaleur inévitablement engendrée.
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L'invention a en outre pour objet un moyen permet- tant l'accouplement automatique d'une source de puissance et du mécanisme à entraîner où un couple élevé est requis avant que la prise directe ne s'enclenche, comme par exem- ple dans le cas d'entraînement de machines par des moteurs électriques n'ayant pas d'enroulements spéciaux ou d'autres dispositifs.
D'autres buts englobent des perfectionnements dans l'étanchéité et la conduite du fluide, dans le système de pompage du fluide et dans le mécanisme de commande, un nouveau moyen de faire flotter certains organes du système de pompage et de commande sur un arbre oscillant à l'inté- rieur du carter de la boite et du système de distribution des passages, un nouveau système régulateur très compact par force centrifuge , un système de réglage de la dis- tribution du fluide répondant à ce régulateur par force centrifuge et un système simple et sûr pour empêcher l'ac- tion des moyens de commande de circulation du fluide pen- dant la marche arrière.
D'autres buts méritant d'être exposés sont des perfectionnements dans la construction de l'embrayage cen- trifuge qui, non seulement évitent le broutement et les reprises brutales, mais donnent aussi plus de robustesse et une plus grande longévité et qui, de plus, permettent de, maintenir l'équilibre des pièces tournantes d'une nouvel- @ le manière et, de plus, assurent une application unifor- me et un accroissement progressif de la pression de l'em- brayage et une pression maximum prédéterminée pendant toute la durée des différentes phases d'application.
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D'autres buts et avantages ressortiront de la description donnée ci-dessous dans laquelle les numéros se rapportent aux dessins ci-inclus représentant des formes d'exécution choisies de l'invention, et les mêmes numéros servent à désigner les uêmes pièces sur les différentes fi- gures,
Dans ces dessins :
La f ig. 1 est une vue de côté montrant l'intérieur d'une boite de vitesses automatique avec embrayages com- prenant les principes de l'invention et pouvant servir pour des véhicules automobiles comme pour toutes autres transmissions de mouvement rotatif,
Les fig. 2a et 2b sont des élévations à plus grande échelle des différents organes du dispositif, l'une d'elles étant la suite de l'autre.
La fig. 3 est une vue longitudinale partielle prise'du côté opposé à la fig. 1, montrant en coupe une partie du mécanisme régulateur automatique et un disposi- tif de commande manuel.
La fig. 4 est une coupe partielle d'une partie du dispositif d'embrayage commandé par force centrifuge, prise principalement suivant la ligne 4-4 de la fig. 2a et vue dans la direction des flèches.
La fig. 5 est une coupe partielle prise principalement suivant la ligne 5-5 de la fig. 2a et vue dans la direction des flèches
La fig. 6 est une vue de profil partielle des disques de l'embrayage, vus comme indiqué par la ligne 6-6
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de la Fig. 5 et dans la direction des flèches.
La fige 7 est une coupe partielle 'des parties du moyeu des embrayages travaillant dans J'huile, prise principalement suivant la ligne 7-7 de la fig. 2a et vue dans la direction des flèches.
La fig. 8 est une coupe verticale prise principalement suivant la ligne 8-8 de la fig. 2b et vue dans la direction des flèches.
La fig, 9 est une coupe verticale prise principalement suivant la ligne 9-9 de la fig. 2b et vue dans la direction des flèches.
La fig. 10 est une coupe verticale prise principalement suivant la ligne 10-10 de la fig. 2b et vue dans la direction des flèches.
La fig. 11 est une coupe verticale prise principalement suivant la ligne 11-11 de la fig. 2b et vue dans la direction des flèches.
Les fig. 12 et 13 sont des coupes de détail prises principalement suivant les lignes 12-12 et 13-13 de de la fig. 10 et vues dans la direction des flèches.
La fig. 14 est une vue en perspective du bras de valve commandé par régulateur.
La fig. 15 est une vue , similaire à la Fig. 2a, d'un embrayage de construction quelque peu modifiée.
La fig. 16 est une élévation partielle détaillée en coupe d'un engrenage baladeur unitaire et d'un dispositif de roue libre et des organes attenants.
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GENERALITES SUR LES ELEMENTS FONDAMENTAUX
En se référant aux dessins, on remarquera que l'appareil se compose de deux unités accouplées dont chaque section forme une unité séparée. Celle du côté gauche de la fig. 1 et montrée en entier dans la fig. 2a représente l'embrayage, alors que celle montrée à droite de la f ig. 2b représente le dispositif de changement de rapport de couple et sa commande. Il est entendu que les fig. 2a et 2b doivent être vues l'une derrière l'autre, la seconde alignée à la suite de la première, de manière à ce que les unités occupent les positions indiquées à la fige 1.
1 désigne l'arbre d'entraînement sur lequel est calé le volant creux 3 servant à loger partiellement les organes de l'embrayage qu'on va décrire. Porté par et conjointement avec le volant creux, il existe un couvercle en forme de cloche 69, fixé sur le volant par les vis 70 et formant avec le volant un logement pour les organes principaux de l'embrayage qui peuvent être actionnés indépendamment soit par une force centrifuge, soit par la pression d'un fluide, pour mettre en liaison le volant et ses organes d'entraînement avec un tambour 1, situé à l'intérieur des portions 2-69. Les fig. 1 et 2a montrent les garnitures d'embrayage 67 et 68 montées sur les faces opposées du tambour.
Le mécanisme de commande centrifuge de l'embrayage principal est généralement indiqué par 3, alors que la commande pouvant être appliquée par pression de fluide agit dans une chambre =pour provoquer l'expansion d'un diaphragme 173.
Dans le tambour 4, il est prévu une paire d'em-
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brayages fonctionnant dans l'huile; celui qui se trouve le plus en arrière est généralement désigné par 5 et constitue l'embrayage de la vitesse intermédiaire, alors que l'embrayage similaire AV, désigné par 6 , constitue l'embrayage de prise directe. La construction et le fonctionnement de ces organes seront décrits en détail.
D'une façon analogue, les principaux organes logés dans le carter principal arrière ? comprennent un pignon primaire 8-9 (fig. 1 et 2a) , des pignons inter- médiairea 10-11 (fig. 1 et 2b) et des pignons de vitesse réduite 12-13 , à l'intérieur desquels un mécanisme de roue libre est disposé. Un régulateur centrifuge généralement désigné par 17 , une pompe et un système de tiroir 18 montés sur l'arbre secondaire 56 ,à l'extérieur du carter 1; et pour agir conjointement sont disposés le dispositif de commande manuelle ou autre 19 (fig. 10), le bouton 20, (fig. 3), également à commande manuelle, et un dispositif régulateur automatique 21 , agissant sous l'effet de la dépression engendrée par le couple.
DISPOSITION DES PIGNONS
En examinant maintenant les organes en question plus en détail, on remarquera que l'ensemble formé par le pignon 13, son moyeu 45 et le mécanisme de roue libre est monté de manière à pouvoir coulisser sur son manchon-support entraîné 49. Le moyeu 45 monté sur le manchon d'en- traînement peut être entraîné par le pignon 13 par l'intermédiaire du mécanisme de roue libre 16 , mais ce mécanisme empêche l'entraînement du pignon vers l'avant par
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le manchon entraîné. L'ensemble formé par le pignon et le mécanisme de roue libre peut être déplacé par la fourche 32 coulissant sur la tringle 31 pourvue des dents 311 et mue par le pignon 30 du mécanisme de commande 20.
Lors de l'installation sur des véhicules, ce mécanisme est d'habitude montésur la planche de bord et est relié au dispositif de déplacement qui vient d'être décrit au moyen d'un câble Bowden 24. 25. On remarquera que ce dispositif possède un support 41 et une tringle 23 attachée à un bouton , ce bouton étant naturellement relié avec le câble Bowden 24 et portant en 42 une encoche convenablement placée pour indiquer la position neutre du pignon 13. Ce pignon est montré dans la position neutre sur la figure 2b ,et on verra que si on le fait coulisser vers la gauche de la figure , il engrènera avec le pignon 12 , assurant ainsi la marche avant, alors que si le coulissement est effectué vers la droite, le pignon 13 engrenera avec le pignon fou de marche arrière et la marche arrière sera établie.
Le mouvement du pignon 13 vers l'une comme vers l'autre de ces positions s'effectue manuellement au moyen du mécanisme de commande du bouton 22. qu' il n'est pas nécessaire d'employer lors de la marche avant habituelle, du démarrage ou de l'arrêt des organes d'entraînement.
Le pignon 13 peut être maintenu dans n'importe laquelle des trois positions au moyen d'un verrou à ressort 34 qui s'engage dans les encoches 35 de la tringle 31.
Le mécanisme de roue libre placé dans le pignon 13 est constitué par plusieurs rouleaux 44 logés dans des ca-
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vités obliques (non désignées) sur.la périphérie du moyeu 45 Bien que ce mécanisme de roue libre puisse être établi sous d'autres formes, il est de préférence construit tel qu'il est décrit dans la demande de brevet américain ? 706.232 précitée et les rouleaux 44 sont supportés par un manchon 43 usiné pour les recevoir et qui sert comme portée pour la partie annulaire du pignon 13 , constituant également la partie entraînée de l'embrayage.
Le couple est appliqué à la cage par le coincement de rouleaux, repoussés en place par des ressorts (non indiqués) agissant par l'interraédiaire d'un collier 48 porteur de tenons 47 s'encastrant avec la cage du manchon 43, le collier, la cage et ses rouleaux étant maintenus en place par la pièce de retenue 46. Quand les rouleaux 44 occupent la partie la plus profonde des cavités obliques, ils ne font pas saillie sur la périphérie du manchon 43, le pignon externe 13, dès lors, simplement oscille sur le manchon, tandis que, lorsqu'il se trouve dans la position coincée, les rouleaux sont refoulés hors des cavités et contre le pourtour annulaire interne du pignon 13 pour assurer sa liaison avec le moyeu.
Les faces sont inclinées de telle façon que quand le pignon 13 engrené avec le pignon 12. pour entrainer le véhicule ou le mécanisme d'entraînement vers l'avant, l'embrayage se trouve condamné, mais si l'arbre en- traîné tourne plus vite que le pignon 13, l'embrayage est en roue libre comme il est diplus haut.
Lors du déplacement du pignon 13 en marche arrière (vers la droite), le mécanisme de roue libre n'agit plus du fait que les dents de crabotage 247-248 sont engagées,
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les premières sur le pignon 13 et les dernières sur le manchon entrainé 58, quand le pignon 13 a été déplacé en marche avant (vers la gauche), le moyeu 45 et le manchon entraîné 49 sont bloqués sur l'arbre secondaire 56 par l'engagement des dents de crabotage 52-53 , les premières faisant partie du moyeu et les dernières faisant partie du collier 54 porteur du régulateur centrifuge 17 , ce dernier collier étant claveté sur l'arbre secondaire 56 en 55.
On remarquera que le bout arrière de l'arbre secondaire 56 porte dans le manchon entraîné 49 où il est retenu par des poussoirs 58cet arbre faisant projection hors du manchon et étant engagé dans le manchon fendu 57 mais pouvant tourner les poussoirs étant installés dans une gorge circulaire (non indiquée) de l'arbre et tenus en place par un anneau de retenue 59. A son tour, le manchon 49 est porté dans la paroi arrière du carter 7 par le roulement 50 et peut porter en son bout arrière et à l'extérieur du carter un organe d'accouplement 51 auquel, par un joint de cardan ou tout autre moyen (non indiqué), l'arbre de transmission d'un véhicule ou tout autre organe à être entraîné peut être rattaché.
On verra que le manchon fendu 57 supporte la poussée axiale engendrée par les pignons hélicoïdaux, sans qu'il soit nécessaire d'avoir d'autres portées, en éta- blissant l'accouplement axial entre l'arbre 56 et le manchon 49.
Le pignon de première vitesse 12 et le pignon de marche arrière 14 tournent ensemble sur l'arbre de renvoi 81 , les pignons indiqués et le manchon 79 , ne for-
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mant qu'une seule pièce avec le pignon 9 et le pignon intermédiaire 11, font partie du manchon. Ce manchon et les pignons tournent sur l'arbre de renvoi fixé sur les rou-
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leinents 80, 90-1 -
Lorsque le groupe coulissant porteur du pignon 13 se trouve en marche avant (vers la gauche) comme décrit ci-dessus, l'engagement des première et seeonde vitesses et de prise directe est mis en prise ou libéré par le système d'embrayage; ceci est le plus clairement défini dans la fig. 2a .
DISPOSITIF CENTRIFUGE DE L'EMBRAYAGE PRINCIPAL
Les organes de verrouillage de l'embrayage principal comprennent des masses coulissantes 60 (fig. 2a et 4) pouvant se déplacer vers l'extérieur uniquement lorsque la vitesse de rotation engendre suffisamment de force pour vaincre la résistance des ressorts antagonistes 61 qui retiennent les masses vers l'intérieur et les ressorts 62 qui cherchent à libérer les organes 66 contre lesquels l'effort produit par les masses réagit. Les masses n'agissent pas directement sur l'embrayage, mais servent à repous- ser les galets 63, logés dans les masses, vers l'extérieur et à les faire rouler entre la partie 66 et la face inclinée opposée des coins 65 , ménagés aux endroits appropriés de la cloche arrière 69.
La coquille en forme de cloche 69 , conjointement avec la pièce 2, constitue à la fois un logement et l'élément d'entraînement du tambour et est rattachée à la pièce % par des vis à épaulement 70 et, de ce fait, les pièces tournent ensemble, mais on remarquera que la partie arrière 69 peut se déplacer d'une façon
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limitée mais indépendamment suivant l'axe de la partie avant du volant 2, contre la résistance offerte par les ressorts 71, installés sous les têtes des vis à épaulement.
Après un déplacement suffisant des galets 63 influencés par les masses venant d'une vitesse de rotation accrue de l'arbre d'entraînement, le plateau de pression 66 se trouve mis en contact avec la garniture 67 de l'embrayage portée l'une en face de'autre dans le tambour 4, cette pression étant contrebalancée par une garniture similaire 68 placée sur la face opposée du tambour et prévue pour supporter cette pression et assurer l'engagement avec la face avant de la coquille du volant 2. Un anneau-ressort 269 est montré entre le tambour et le plateau de pression 174 portant la garniture d'embrayage dont il est question en dernier lieu, afin d'amortir l'engagement de l'embrayage centrifuge et éviter les broutements.
L'enga- gement de .l'embrayage, lors de la conduite, bien qu'un déplacement limité entre le tambour et le plateau d'embrayage 174 soit assuré par l'installation avec jeu du rebord à encoche 174f du plateau 174 s'engageant avec un disque d'entraînement à tenons 215 fixé sur le bord d'un diaphragme auxiliaire 173 au tambour 4, le disque et le diaphragme étant attachés au tambour, par exemple par soudure.
Le but de ce système de commande auxiliaire ressortira comme il est expliqué ci-après.
Comme il est indiqué, la poussée qui s'exerce lors de l'engagement de l'embrayage est supportée par la cloche
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69 qui, comme il a déjà été dit, peut se déplacer axialement, sous l'effet d'une telle poussée axiale, pour compri- mer les ressorts 71. La pression totale des ressorts 71 correspond à la pression maximum demandée pour l'embrayage et la latitude de déplacement laissée à la cloche pour comprimer les ressorts suffit pour permettre aux masses centrifuges de se déplacer suffisamment vers l'extérieur pour venir en contact avec la face interne de la chambre annulaire de la pièce 66 dans laquelle elles sont logées.
Une fois arrêtées par cette face, elles restent en alignement circonférentiel, c'est-à-dire qu'elles sont équidistantes de l'axe et, de ce fait, elles ne peuvent pas déséquilibrer le système. L'amplitude du mouvement libre permis aux masses par cette disposition et l'emploies ressorts 71 assurent aussi l'engagement uniforme et convenable de l'embrayage même dans le cas où les garnitures auraient de l'usure ou seraient inégales ou dans le cas où les pièces accuseraient des différences de dimensions du fait d'usure ou par suite de toute autre cause, car les masses peuvent toujours se déplacer, sous l'action de la force centrifuge, presque jusqu'au point où l'embrayage est appliqué à fond, où elles sont arrêtées par le bord limitateur de la pièce 66,
l'amplitude du déplacement suffisant alors largement pour que la compression des ressorts 71 soit appliquée sur l'embrayage en dépit de l'usure qui se serait produite.
L'emploi des coins 65 pour supporter la poussée lors de l'application des organes d'engagement de l'embrayage permet également au plateau de pression 66 de se déplacer
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suffisamment pour neutraliser les effets de l'usure sans faire varier le rapport entre la pression sur l'embrayage et la force centrifuge engendrée et, par conséquent, les réglages destinés à tenir compte de l'usure ne sont jamais nécessaires.
Le tambour 4 tourne dans le bout de l'arbre secondaire 56 sur le bord avant de la douille 73 et, à l'autre bord, est riveté ou autrement relié à un moyeu 74 claveté, comme indiqué en 75 , au manchon 77 faisant partie du pignon primaire 8 et tournant dans la paroi avant du carter arrière 7 dans le roulement 78 . Le manchon 77 et le moyeu 74 sont emboltés, comme en 76 ,de manière à assurer une parfaite étanchéité.
On remarquera que la rotation du tambour, en raison de sa liaison avec les organes d'entraînement provoquée par les organes de l'embrayage centrifuge qui viennent d'être décrits, entraînera le pignon primaire 8 et, par suite, le pignon 12 par le pignon 9 ,en transmettant ainsi le mouvement par le pignon 13 (lors de l'engagement en marche avant) et par le dispositif de roue libre 16 et faisant ainsi tourner l'accouplement 31
Des réglages séparés, tant de l'engagement initial que de l'engagement à fond des organes de l'embrayage par la force centrifuge, peuvent être effectués, ce qui modifie la tension des ressorts 61-62 agissant dans les masses 60 , maintient ces masses vers l'intérieur et provoque aussi le retrait du disque de butée 66 , en modifiant l'angularité des coins 65 .
Les ressorts 61-62 empêchent le déplacement des nasses vers l'extérieur presque au mo-
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moment où la pièce d'entraînement atteint une vitesse prédéterminée. Leur résistance à la compression est telle qu'une vitesse de ralenti suffisante du moteur est possible, et que, préférablement, on peut obtenir une vitesse donnant un couple suffisamment élevé avant que l'embrayage ne soit établi, étant donné que le couple d'un moteur à explosion est relativement faible à vitesse réduite. La vitesse de ralenti, de préférence est aussi réglée pour permettre, plus particulièrement en hiver, de faire tourner le moteur à une vitesse dépassant la vitesse normale de ralenti sans provoquer l'engagement de l'embrayage et provoquer la mise en marche du dispositif à entraîner ou du véhicule.
On comprendra toutefois, que, si on veut accélérer la marche du moteur, il suffira de mettre la pièce 13 au point neutre (soit dans la position indiquée dans la fig. 2b) dégageant ainsi le pignon 13 et désaccouplant le manchon entraîné 49. de l'arbre 56 .
EMBRAYAGES TRAVAILLANT DANS L'HUILE
L'engagement en première vitesse subsiste aussi longtemps que les embrayages 1 et 6 ne sont pas engagés.
L'engagement et le dégagement de ces embrayages s'opère à l'aide d'un fluide ( de l'huile par exemple) dont l'arrivée est réglée par un dispositif régulateur ci-après décrit. Les embrayages illustrés sont du type à disques multiples. On remarquera que l'embrayage 5 est constitué par des disques entraînés 161 reliés au plateau central 155 commun aux deux embrayages 5, 6 . Les disques tournent avec le plateau et peuvent se déplacer latéralement de la façon très connue. Les disques d'entraînement 163 sont
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reliés d'une manière semblable au collier-moyeu178.
Un disque de pression auxiliaire 160 est groupé et rattaché aux disques 161 et peut être déplacé sous l'action d'un fluide, comme décrit ci-après, afin d'opérer l'embrayage en serrant les disques 161-163 et provoquer la liaision du plateau central 155 avec le collier-moyeu 178.
Le collier-moyeu 178 forme la partie entrainée d'un dispositif de roue libre, dont les galets sont logés dans la cage 179, qui porte aussi le collier-moyeu 178 quand ce dernier tourne librement. L'élément 178 peut être entraîné par les galets 180 à l'aide d'un moyeu cen- tral 177, claveté en 176 sur un manchon 715 qui peut tour- ner sur l'arbre entravé et portant dans le carter 7 le pi- gnon de seconde vitesse 10. Le plateau central 155 formant la partie entrainée tant de l'embrayage 1 que de l'em- brayage 6 est porté par et relié à un moyeu 151 qui, à son tour, est claveté en 187 à l'arbre secondaire 56.
On remarquera donc que lorsque l'embrayage à est engagé (l'embrayage principal évidemment étant aussi engagé de manière à ce que le tambour soit entrainé), l'engagement en deuxième vitesse s'opère et ceci peut être retrouvé comme,venant de l'arbre primaire au tambour2-69 par l'em- brayage principal et le tambour 4 au moyeu 175, par l'in- termédiaire des pignons 8-9-11 et 10 et au dispositif de roue libre 179 qui s'enclenche lorsque son élément d'entraînement 177 tourne plus vite que ne tournerait autrement la pièce 178 , de là par l'embrayage 5 et le plateau central 155 vers l'arbre secondaire qui', tournant plus vite que le pignon 13 , provoque alors la rotation li-
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bre du dispositif 16 du moyeu.
Le manchon entraîné et l'accouplement 49-51 étant reliéspar les dents de crabotage 52-53 , la liaison des éléments de la deuxième vitesse est établie comme il est dit, lors de l'engagement de l'embrayage à. Cette liaison du manchon entraîné s'opère sans qu'il soit nécessaire de dégager la prise de première vitesse qui est instantanément coupée par le dispositif de cette roue libre 16.
L'accouplement du plateau 155 au moyeu est de préférence élastique. L'amortissement est assuré par des ressorts à boudin 184 (fig. 2a et 7) logés dans des ori- fic&s ad hoc ménagés dans la partie centrale du plateau.
Les bords de ces orifices entraînent les ressorts qui, à leur tour, entraînent le moyeu 151 pourvu d'une partie saillante 186 présentant des logements correspondants pour recevoir les ressorts, et l'entraînement est ainsi assuré. Les ressorts sont tenus en place par un logement annulaire constitué par des flasques-cuvettes 185 fixées aux parois!opposées du plateau et entourant les ressorts et, de plus, forment joint d'étanchéité avec les côtés de la partie 186. On remarquera que les flasques 185 empêchent ainsi tout passage de fluide entre les chambres 153, 200.
On remarquera que l'embrayage 6 est d'une construction semblable à celle de l'embrayage 5, les dis-
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ques entraînés 203--$bB.étant Assujettis de ia même manière au même moyeu 155 et disposés de façon 'à s'emboîter sur des disques d'entraînement intercalés 205 qui, à leur tour, sont clavetés sur le moyeu 325 fixé au tambour
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4 par les rivets 326.
La pièce 325 est formée de deux parties solidairement fixées pour faciliter leur montage. Il est clair que, lors de l'engagement de l'embrayage 6, le moyeu entraîné 155 se trouve accouplé directement avec le tambour et tourne avec lui, et comme le tambour est embrayé à son tour à l'arbre'primaire faisant partie de l'embrayage principal, le moyeu 155 étant en accouplement direct sur l'arbre entraîné en 187, la prise directe est établie.
Le dispositif d'embrayage par le fluide permet le débrayage de l'élément lors de l'embrayage de l'élément 6 , et on remarquera que l'un des disques d'entrainement 162 de l'embrayage 5 est attaché à la cage des galets du dispositif de roue libre placé entre le moyeu d'entraînement 177 et l'embrayage 5. Les galets et, par le fait, le disque 162 n'ont qu'un mouvement circonférentiel limité en rapport avec le moyeu 177.
Le frottement du disque 162 dans le tambour tend à faire coincer les galets, ce qui supprime l'installation d'un ressort de torsion dans le dispositif de roue libre, bien que ce dispositif de roue libre prévienne la rotation des autres disques d'entrainement 161 quand l'embrayage 5 n'est pas engagé, supprimant ainsi l'échauffement et lespertes de puissance dues au frottement qui existe généralement dans les dispositifs d'embrayage à disques multiples, du fait que les disques frottent les uns contre les autres ou qu'ils tournent dans un fluide, alors qu'ils ne sont pas engagés --le disque 162 seul tourne par rapport aux autres
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lorsque l'embrayage se trouve débrayé.
Le disque 162 n'émet que peu de chaleur lorsqu'il tourne librement ; cependant, il offre suffisamment de résistance pour retenir le véhicule dans les descentes, du fait que, lorsque l'embrayage 1 est engagé, le disque 162 retient le véhicule dans les descentes en deuxième vitesse, Mais on constate que son adhérence n'est pas suffisante pour transmettre le couple maximum du moteur sans une pression d'engagement excessive si, toutefois, le couple à transmettre ne nécessite que l'emploi d'un seul disque, le dispositif de roue libre peut être supprimé.
Les embrayages 5 et 6. sont repoussés en arrière dans leur position débrayée par des ressorts 240 formés par des parties recourbées de la périphérie des disques 160, 163 et 206 . Ces parties formant ressorts, clairement représentées dans la fig. 6, sont repliées en sens opposés sur les différentes plaques adjacentes, de sorte que la pointe de chacun d'eux porte sur le talon de la suivante et provoque la séparation élastique des disques à intervalles désirés, ce qui aide au débrayage lorsqueia pression tombe.
Le refroidissement par l'air de ce mécanisme est également assuré par la disposition des disques mul- tiples de l'embrayage. Un des principaux buts de cette façon d'isoler les organes d'embrayage des organes de conversion du couple est d'éliminer la chaleur engendrée par la rotation d'un assemblage de grand diamètre dans un fluide épais. La rotation dans l'air dissipe rapidement la chaleur engendrée par l'engagement des disques sous
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charge.
SYSTEME DE COMMANDE DES EMBRAYAGES
OPERANT PAR FLUIDE.
La commande primaire des changements de vitesse automatiques est effectuée par un régulateur centrifuge 17 qui règle la distribution du fluide par un dispositif à tiroirs décrit ci-après et agit sur les embrayages à fluide. Une ooquille en tôle 138 , montée sur l'arbre entraîné 56 et calée sur ce dernier, tourne à l'intérieur du carter 7 avec une autre coquille 83 placée en face et déplaçable par coulissement sur l' arbre. Ces coquilles, vers leur périphérie, sont pourvues de parties inclinées convergentes et retiennent des masses mobiles 131 se déplaçant suivant les rayons des coquilles. L'angularité des faces externes de ces masses 131 et de la coquille 83 est étagée progressivement comme indiqué en 135 , 136 .
Normalement, les masses sont poussées vers l'intérieur par les ressorts 133 , et par les ressorts 134-188 (fig. 8), et sont retenues convenablement espacées par un anneau 132 dont les branches serventà guider les masses qui coulissent sur elles. Quand la vitesse de rotation de l'arbre secondaire est suffisamment élevée pour que les masses 131 engendrent une force suffisante pour vaincre la résistance des ressorts antagonistes 133, 134, on constate que les masses agissent contre les faces inclinées de la coquille coulissante 85 pour la déplacer vers la gauche du dessin.
Une came ou excentrique 82 portée et pouvant être
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déplacée par la coquille 83 ,peut venir en contact avec n'importe quelle extrémité 84-239-139-189 à épaulement d'un levier coudé 85 à deux bras, suivant la position que l'excentrique occupe par rapport à l'axe et qui, à son tour, est déterminée par le régulateur. Lorsque les organes occupent la position montrée sur le dessin, le pourtour de l'excentrique, dans la position de droite, touche la partie 84 du levier 85. De ce fait, dès que l'arbre entraîné commence à tourner, l'excentrique repousse immédiatement le levier 85 vers la gauche dans la position montrée sur la figure 9.
Le levier 85 , à son tour, est relié par l'intermédiaire de l'arbre 86 et d'un bras 87 calé sur ce même arbre et muni d'un bout arrondi 88 à un tiroir de commande 89, dont le fonctionnement est décrit ci-après. On remarquera que ce tiroir peut être mis dans différentes positions par l'excentrique 82 , suivant la partie du levier 85 qui est alignée avec l'excentrique commandé par le régulateur. Le fonctionnement de ces organes est expliqué lors de la description des tiroirs qu'ils commandent.
POMPE A FLUIDE ET SYSTEME DE TIROIRS DES
EMBRAYAGES OPERES PAR FLUIDE.
En se référant aux figures 2 B, 10 et 11 , le tiroir 89 est logé à l'intérieur et fait partie de l'ensemble, formé par la pompe et les tiroirs, généralement désigné par le nombre 18 et également monté sur l'arbre secondaire et comprenant le corps 90 , le couvercle 91 , placé sur la chambre d'une pompe excentrique 98-99 et fixé
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par des rivets 92, et un rotor 93 dans la dite chambre de pompe. La chambre de la pompe est constituée par l'espace compris entre un stator annulaire 96 et un rotor claveté sur l'arbre secondaire comme en 94. Des palettes radialement coulissantes 95, sont logées dans le rotor, qui est en contact en un point avec l'anneau du stator 96. et qui est plus petit que la chambre de la pompe limitée d'un côté par cet anneau.
La chambre d'aspiration 98 est située d'un côté d'un diamètre passant par le point de tangence et la chambre de pression 99 est située de l'autre côté de cette ligne. Des cavités 100 et 101 ont été formées dans le corps de pompe suivant un dses diamètres et ces cavités sont reliées respectivement aux chambres d'aspiration et de pression 98 et 99. La force cen- trifuge sert premièrement à mettre les palettes 95 en contact avec les parois du stator, mais dès que la pression du fluide est suffisante, les palettes sont maintenues en contact par la pression précitée, de la manière décrite ci-après. Cette pompe aspire le fluide du fond du carter rempli d'huile au travers d'un tamis 105 placé à l'entrée du tuyau d'aspiration 107.
On remarquera que l'accès au tamis peut être obtenu par le bouchon de drainage 106 dans le fond du carter.
Le fluide est aspiré par le canal d'entrée 108 et le passage 109 dans la chambre 100 et, de là, est conduit par les parties 98-99 de la chambre de pompe et envoyé dans une cavitéé 101 , d'où , en passant par le .canal de sortie 110, il passe dans une chambre de détente 111.
Une pression constante prédéterminée est maintenue par la
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soupape à ressort 112 installée' à l'intérieur de la chambre 111 et obturant normalement l'orifice de sortie 115, la tension du ressort 113 étant telle que l'ouverture dont l'orifice 115 est découverte par un débit trop élevé de la pompe est variable, afin de maintenir la pression du fluide constante. Les espaces 242 sous les palettes communiquent, par un canal 245, avec la chambre 111 , et ces plaques sont sollicitées vers l'extérieur par la pression du fluide refoulé par la pompe.
De la chambre 111 ,le fluide sous pression, en passant par le canal 116 , entre par une chemise 117 munie de lumières, puis dans la chambre 119(constituée par une gorge) d'un tiroir 118 et, de là, par un canal 120, dans le corps 90 de la pompe, puis par le passage 121 de la chemise 122 du tiroir 89 , dans une cavité 123 du tiroir. La cavité 123 communique par l'orifice 124 avec la partie interne creuse 125 du tiroir 89 ,par où le fluide passe et sort par l'orifice 126 et par la chambre du tiroir 127 à l'orifice 128 , puis par la gorge 129 , à l'orifice de détente 130, On remarquera que lorsque les tiroirs 189 - 118 se trouvent dans cette position, la pression du fluide n'agit sur aucun des organes d ' embra yage.
Dès que l'arbre secondaire atteint une vitesse prédéterminée, l'excentrique 82 se déplace vers la gauche sous l'action du régulateur décrit précédemment, comme le montre la figure 2 B, jusqu'au moment où il vient en face de l'épaulement 139 du levier 85. Au tour suivant, l'excentrique fait mouvoir le levier 85 vers la droite, créant ainsi le déplacement du tiroir 89 dans le même
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sens, comme l'indiquent les dessins (figure 10) ,et d'une encoche, suivant la position des poches de détente 142.
Ce déplacement est évidemment effectué dans les limites voulues en donnant à l'excentrique la course convenable et au doigt de contact 139 du levier la projection requise, les positions du tiroir étant maintenues par les poussoirs à ressort 141 qui viennent se verrouiller dans les poches 142 ménagées dans le tiroir coulissant. Les dimensions des bords inclinés de ces poches et la position de leur centre sont choisies, de préférence, pour que les ressorts donnent au bras une course légèrement plus longue que celle de l'excentrique, et de ce fait, le jeu laissé à chaque tour entre le bras et l'excentrique empêche le contact et l'usure de ces pièces.
EMBRAYAGES COMMANDES PAR FLUIDE ET LEUR FONCTION- NEMENT.
Lors du déplacement du tiroir 89 d'une encoche vers la droite, de la manière décrite, le fluide, après avoir passé par le centre creux 125 du tiroir comme il a été dit, est envoyé par la chambre de tiroir 127 à l'orifice 149,en regard duquel la chambre de tiroir est située, l'orifice de détente 128 communiquant, dès lors, avec la chambre 191 du tiroir 89. Après être passé dans un canal par l'orifice 140, le fluide passe dans la chambre 144 du tiroir 118 et, de là, vers la gorge annulaire 146 qui entoure l'arbre secundaire 56 placé en regard d'un canal radial 147 menant vers un canal longitudinal 148.
De ce canal longitudinal 148, le fluide est conduit vers un autre
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canal radial 149 qui débouche par un orifice à la surface de l'arbre, dans l'embrayage (figure 2 A ). Du canal 149, le fluide est conduit par la gorge annulaire 150 et le passage 152 vers une chambre de pression 153 dont l'une des faces est formée par le disque central 155 et l'autre face par un diaphragme extensible 154. A sa périphé- rie, le diaphragme est soudé au disque central et, au centre, pour clore le compartiment, il est monté avec un joint coulissant sur le moyeu 151.
L'entrée du fluide dans le compartiment 153 par d'aures orifices 156 - 157 est empêchée par un clapet à bille 158 , qui permet toutefois un drainage plus rapide du compartiment que si le passage 152 était seul employé, et le dégagement de l'embrayage 5 se fait rapidement.
La pression du fluide est évidemment suffisam- ment élevée pour provoquer, par l'expansion des soufflets ou diaphragmes, suffisamment d'énergie pour comprimer les disques d'embrayage, bloquer l'embrayage 5¯ et compléter l'embrayage de la seconde vitesse, comme il a été dit plus haut. Le compartiment de pression 153 est convenablement rendu étanche sur son bord interne par une pièce adéquate 211 et le moyeu 151 , d'un côté, et, de l'autre , par les flasques-cuvettes 185 et la nervure 186 du moyeu entourant les ressorts d'amortissement 184 , comme il a été dit.
En même temps que le fluide sous pression trouve accès dans le compartiment 153 , du fluide entre dans le dispositif de l'embrayage principal qui sera décrit ci-après.Du fluide, venant du canal longitudinal
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148 ménagé dans l'arbre, passe par l'orifice 165 dans la chambre annulaire 166 limitée d'un côté par une soupape double 167 , déplacée par pression dans la chambre annulaire 166 coulissée. vers la droite du dessin (figure 2 A), pour mettre l'orifice 169 en communication avec cette chambre et permettre l'accès du fluide dans le compartiment 712 du dispositif de l'embrayage principal en passant par le canal 171.
Lorsque la machine gagne de vitesse en seconde vitesse ou dans un engagement intermédiaire du couple, l'accélération de la rotation de l'arbre secondaire accentue le déplacement des masses 131 du régulateur 17 vers l'extérieur et, par leur mise en contact avec les parties inclinées 136 - 137 des coquilles 83 - 138 , font mouvoir l'excentrique 132 vers la gauche et l'amène en ligne avec la pointe 189 du levier 85.
La rotation de l'excentrique déplace immédiatement le levier et par suite, le tiroir 89 un peu plus vers la droite, vers la troisième position, mettant la chambre 127 en regard de l'orifice 190, par lequel le fluide sous pression peut, de la même manière, avoir accès, après être passé par des canaux communicants 192 - 193 , vers une autre gorge annulaire 194 qui entoure aussi l'arbre secondaire à l'intérieur du bâti 90 de la pompe et qui est distante et isolée de la gorge annulaire 146.
Concurremment, la chambre de pression 153 de l'embrayage est'ouverte (à la pression atmosphérique) pour permettre la chute de la pression du fluide lors de l'embrayage et créer le débrayage, par le déplacement de
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la chemise de tiroir 191 et sa mise en regard de l'orifice 140 (lequel communique, comme il a été décrit ci-dessus , avec la chambre de pression 153) , la chemise de tiroir 191 établissant la communication entre les orifices 140 - 128 ,et le dernier communiquant avec l'air par les passages 129 - 130.
Par les canaux 195 - 196 - 197 , le fluide sous pression passe, de la chambre 194 ,dans le canal de l'arbre secondaire 56 et par une gorge annulaire 198 communiquant avec un passage radial 197 vers la chambre de pression 200, en passant par le canal 199 . En dilatant le diaphragme 201 et en comprimant ainsi les disques de l'embrayage 6, déjà décrit, cet embrayage accouple le plateau entrainé 155 directement avec le tambour 4. Le tambour 4 étant accouplé à l'arbre primaire, la prise directe est évidemment établie à l'arbre secondaire par les ressorts d'amortissement 184 , et à l'accouplement entraîné 51 du fait que, dans toutes les vitesses, le manchon 49 portant cet accouplement est engagé par les dents 52 - 53 à l'arbre secondai re.
On remarquera que la dilatation du diaphragme 173 crée la pression requise sur les garnitures 67, 68 pour opérer l'engagement de l'embrayage principal, quelle que soit la vitesse de rotation et quel que soit l'effet de la force centrifuge agissant sur les organes 3 à ce moment.
Lors de l'entrée du fluide sous pression dans la chambre 198 , la soupape coulissante 167 , qui entoure le bout avant de l'arbre secondaire 56 , est déplacée
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vers la gauche des dessins, pour découvrir l'orifice 169 relié par le canal 171 avec la chambre de pression 172 formée par la face avant du tambour et du diaphragme 173.
De cette façon , du fluide sous pression est envoyé dans cette chambre en même temps que le fluide entre dans l'embrayage de prise directe 6 , et la dilatation résultan- te du diaphragme 173 crée la pression nécessaire sur le plateau 174 pour provoquer l'engagement complet de l'embrayage principal, indépendamment des organes commandés par force centrifuge 3.
On verra que ceci est également vrai lors de l'entrée du fluide sous pression dans la chambre de pression 153 par le canal 148, comme il est dit plus haut.
A ce moment l'entrée du fluide sous pression dans la chambre de pression 172 par le canal 165, la chambre de soupape 166 et l'orifice 169 provoque, de la même manière, l'engagement complet de l'embrayage principal , indépendamment du dispositif d'embrayage par force centrifuge.
La partie 167 de la soupape empêche ainsi toute communication entre les deux canaux de pression 149 et 196 et assure l'isolement de ces canaux et de leurs chambres de pression 153 - 200 avec lesquelles ils sont respectivement liés, tout en permettant l'entrée du fluide sous pression, sortant de l'un ou de l'autre, dans une chambre de pression commune.
Le dégagement de l'embrayage principal, par l'effet de la pression du fluide, est aidé par un ressort plat 270 , en forme d'étoile, et par l'élasticité du diaphragme lui-même. Les branches du ressort 270 portent et retien-
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nent en place le plateau de pression 174 . Une plaque de retenue 271 est également installée à l'intérieur du plateau de pression 174 , une rondelle de butée 272 permet de retenir une partie de la pression d'engagement du diaphragme, sans lui faire perdre son entière flexibilité.
On remarquera que ceci permet.le réglage de la pression d'engagement, exercée par le fluide, concurremment avec les ressorts 71.
Les chambres 150 et 198 formées dans le moyeu 151 sont isolées l'une de l'autre par une réduction de diamètre de l'intérieur du moyeu, qui est soignement ajusté, comme en 218 , sur l'arbre secondaire 56. De plus, des joints étanches sont obtenus sur les bouts du moyeu par un usinage soigné, comme en 219 - 220 .
Toute fuite de fluide, qui pourrait se produire aux joints 219 - 220 aurait tendance à remplir le tambour 4 , dont le surplus, conduit vers le carter 7, par les espaces 279 - 280 des manchons porte-pignon, servira à lubrifier leurs surfaces de frottement et, par l'espace 821 et une encoche (non représentée) à la rondelle de butée 282 , on admet une quantité suffisante de fluide pour remplir le tambour de
EMI30.1
J' but6e 3884 on admet une quantité auffia?nte do fluide pour rowpliù.lo tambour de la manière indiquée, afin que toute pression de fluide créée par la force centrifuge et s'exer- çant sur les diaphragmes 154 - 201 soit pratiquement équilibrée sur les parois opposées des dits diaphragmes.
Il est entendu que lorsque la vitesse de rotation de l'arbre entraîné tombe à une vitesse prédéterminée, l'embrayage de prise directe se dégage et l'embrayage intermédiaire i s'engage. Ceci se produit du fait que le ti-
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roir 89 a repris la position de seconde ou de vitesse intermédiaire effectuée par la mise en contact de l'excen- trique 82 avec la partie 239 du bras 85 ,qui se trouve sur un axe parallèle à celui de l'excentrique quand le régulateur 83 occupe la position intermédiaire.
On remarquera que, dans cette position intermédiaire, la chambre de pression 200 de l'embrayage de prise directe 6 sera ouverte du fait que l'orifice 190 du canal 217 débouche à l'intérieur du carter autour de l'extrémité de la tige de commande du tiroir 89 en permettant ainsi l'écoulement du fluide et le dégagement de cet embrayage.
Si la vitesse de rotation de l'arbre secondaire diminue encore, l'excentrique 82 est déplacé par le régulateur jusqu'à la position indiquée sur la figure 2 B et entre en contact avec la partie 84 du bras 85 pour faire mouvoir le tiroir dans la première position ou vers la gauche, comme le montre la figure 10 , découvrant ainsi les passages 140 - 217 de la chambre de pression 153 de l'embrayage et faisant débiter la pompe dans le carter 7; de ce fait, l'accouplement en première vitesse par le tambour 4 et les pignons 8 - ± et 12 - 15 seul est maintenu.
COMMANDE MANUELLE DES EMBRAYAGES
CONTROLES PAR UN FLUIDE
La commande manuelle des changements des rapports du couple par la mise en prise, par le conducteur, des différents embrayages, est rendue possible par le dépla-
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cement du tiroir 118 qui a été envisagé comme occupant sa position normale, ou vers la gauche, voir figure 10, position dans laquelle, il n'offre aucun obstacle au fonctionnement des organes de la manière déjà décrite.
Néanmoins, ce tiroir peut être placé dans l'une ou l'au- tre de deux positions supplémentaires; dans la première, ou position médiane ( un cran vers la droite), ce tiroir met les orifices 116 et 145 en communication directe et bouche l'orifice 120 communiquant avec le tiroir 89. Cette communication est assurée par la chambre 119 du tiroir qui, lorsqu'on déplace le tiroir 118 d'un cran vers la droite, met les orifices 116 et 145 en communication. Ce déplacement du tiroir, comme il est montré dans l'exemple de forme d'exécution, est effectué à l'aide du bouton 227, en l'enfonçant de la distance indiquée parla flèche 235, ou jusqu'au moment où il vient buter contre le plus grand des deux boutons coulissant l'un dans l'autre (226).
Pour le montage sur des véhicules, il sera préférable de placer ce double bouton dans le plancher du véhicule de manière à ce qu'il puisse être actionné à l'aide du pied, par exemple à l'endroit occupé habituellement par la pédale d'embrayage, qui n'existe plus quand le présent système est utilisé. Dans d'autres cas, le double bouton peut être placé n'importe où , à une distance quelconque de la boite de vitesse; ieut être commandé manuellement ou de toute autre manière. Le bouton central 227 est placé au-dessus et à l'intérieur d'un plus grand bouton 226 dans lequel il peut coulisser. Le bouton central 227 est repoussé par un ressort 230 relativement faible, tandis
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que le grand bouton est repoussé par un ressort 229 con- sidérablement plus fort.
Une légère pression sur ces bou- tons déplace donc le tiroir 118 jusqu'à un point pré- déterminé (235) vers la droite (l'amenant en position centrale), tandis qu'une pression plus forte le déplace davantage (237) vers la droite. Ce déplacement du tiroir est provoqué par un câble Bowden et la gaine 221 - 222 le câble étant relié à un bout du tiroir par un raccord- guide réglable 223 , vissé dans le carter¯'7, et l'autre bout de câble étant attaché au petit bouton central par la tige 341 , guidée par une douille 228. Le réglage du raccord 223 , vissé dans le carter, permet de placer con- venablement le tiroir 118 dans les positions initiales choisies, ce mouvement déplaçant en même temps tout le dis- positif de commande et sa gaine (ou courbant cette der- nière).
Lors du déplacement du tiroir 18 à partir de la première position vers la droite, c'est à dire vers le @ milieu, l'orifice 145, comme il a été dit auparavant, est relié directement à la chambre de détente 111 ,et en supposant évidemment que le pignon .;lA soit engagé en marche avant, la pression est transmise à l'embrayage de vitesse intermédiaire , par la chambre 146, de la ma- nière déjà décrite. On voit donc qu'aussi longtemps que le bouton 235 est retenu dans cette position ( sous une légère pression exercée par l'opérateur ) , la prise en vitesse intermédiaire .subsiste. Le passage 120 est en même temps ouvert du fait qu'il existe un rétrécissement dans l'extrémité gauche du tiroir 118 à laquelle ce câble de commande est relié.
De plus, tous les orifices avec
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lesquels la cavité 127 pourrait communiquer ont alors leurs passages ouverts dans le carter même.
On voit que si le tiroir 89 occupe déjà la position intermédiaire, le tiroir 118 met simplement en circuit celle-ci lorsqu'on la déplace d'un --cran vers la droite, alors que si le tiroir se trouve dans la position de droite, c'est-à-dire lorsque le canal central 125 est mis en communication par la cavité 127 avec la chambre de pression 200 du plateau de l'embrayage, cet organe (6) peut être vidangé par l'orifice 120. Si, d'un autre côté, le tiroir 89 se trouve dans la position initiale, c'est-à-dire la position de gauche, l'embrayage en vitesse intermédiaire s'effectue, aussitôt que la pompe crée-' une pression suffisante pour faire agir l'embrayage 5, par l'accélération de l'arbre secondaire 56 en première, après que le dispositif de roue libre 16 sera entré en fonctionnement.
Lorsque les deux boutons 226 - 227 auront été poussés à fond et que le tiroir 118 aura été déplacé un peu plus vers la droite, c'est-à-dire qu'il aura été amené à une deuxième position prédéterminée, la partie 236 non réduite de ce tiroir dépassera l'orifice 116 ,permettant ainsi au fluide de la pompe de s'échapper de la chambre 111 pour passer directement dans le carter , reliant en même temps le canal 145 et, de ce fait, l'embrayage de seconde peut laisser échapper son fluide dans le carter par l'orifice 140 et le canal 217 en permettant aux embrayages 5 - 6 ainsi qu'à la chambre à fluide de
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l'embrayage principal 172 et à la chambre de décharge de la pompe d'être drainés de leur fluide, qui passe dans le carter, les deux embrayages 1 et 6 étant débrayés, de sorte que,
seuls, les pignons de vitesse réduite sont en prise au moyen du pignon 13 , le fonctionnement étant obtenu par ledit pignon et l'embrayage par la force centrifuge.
Dans le montage sur véhicules , la tension des ressorts 230 - 239 est proportionnée, afin que le poids du pied du conducteur soit suffisant pour provoquer l'amenée du tiroir 118 à la position intermédiaire et qu'une pression plus forte, c'est-à-dire une poussée plus grande , soit nécessaire pour déplacer ce tiroir plus à droite et établir l'entraînement à vitesse réduite.
On remarquera que le bâti de la pompe et des tiroirs QQ flotte autour de l'arbre secondaire 56 et est guidé par ce dernier, et qu'un bras 246 rattaché à une pièce (non représentée) faisant saillie à l'intérieur du carter 7 empêche l'ensemble de tourner avec cet arbre. De cette façon, la partie portante ne peut être influencée par aucune force, ( par exemple, une torsion de l'arbre), autre que celle que le poids de l'ensemble lui-même, qui pourrait provoquer de l'usure.
Lorsque le pignon et le dispositif de roue libre 13 se trouvent dans la position AV (gauche) , c'est-à-dire dans la position supposée jusqu'ici, un orifice d'échap- petnent 37 , relié à l'arrivée du fluide sous pression par le canal 249 établissant la communication entre cette arrivée et la chambre 123, est bouché au moyen d'un tiroir-plon- geur 36 , maintenu fermé par la tringle 31 , tandis que le
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dernier est dans la position qu'il occupe quand le pignon 13 est dans la position avant.
Toutefois, la tringle est rainurée en 40 de façon à ce que, lorsque le pignon 13 est déplacé de la position avant, soit à la position neu- tre, soit à la position de marche arrière, Le tiroirplongeur 36 puisse se déplacer sous l'action de la pression exercée par le fluide ouvrant l'orifice de drainage 37 et empêchant ainsi l'accès du fluide sous pression dans les embrayages5, 6 ,après que la commande manuelle 22 a été actionnée pour obtenir la position neutre ou de marche arrière.
COMMANDE DU COUPLE AU MOYEN D'UN DISPOSITIF
FONCTIONNANT PAR DEPRESSION .
Un moyen de commande supplémentaire, pouvant influencer le déplacement automatique du tiroir 89 , pour déterminer le rapport du couple, peut être ajouté, sous la forme d'un dispositif dont le fonctionnement estassuré par la dépression existant dans le collecteur d'admission, quand cette boite de vitesse est employée conjointement avec un moteur à explosions. Ce mécanisme de commande est une adaptation du système Lassiter de commande du couple par dépression.
Une assez grande chambre d'aspiration 251 (fig.
3) est reliée au collecteur d'admission par le tuyau 255.
Une vis 268 permet de régler le débit de ce tuyau. La grande chambre d'aspiration 251 constitue un réservoir de retardement, tandis que le piston 257 coulisse dans un diamètre réduit de la partie cylindrique supérieure 256 fixée sur le côté du carter 7 par le support 252 , comme
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le montre le dessin. Le piston 257 , qui est sollicité à descendre par l'aspiration produite dans la chambre 251 , est retenu par un ressort 258.
Le ressort agit sur la tige 259 butant contre un levier 260 , calé sur le bout d'un axe 261 faisant saillie au travers du carter 7. , entre le régulateur et la pompe 17-18 , coume le montrent les figures 2 b et 9, les bras de fourche 262-273 portant un collier 266 disposé pour opposer le mouvement de l'excentrique et de la cloche du régulateur 82-83 vers la gauche, avec interposition d'une butée 267.
On voit que quand l'aspiration n'est pas suffisante pour vaincre la pression du ressort antagoniste 258, condition qui existe naturellement lorsqu'on augmente l'ouverte du papillon des gaz, lors d'un accroissement d'effort à fournir par le moteur, une partie ou la totalité de l'effort de ressort résiste au déplacement de l'excentrique vers la gauche, comme indiqué sur la figure 2b et, de cette manière, retarde le passage dans une prise de rapport de couple plus réduite, jusqu'au moment où des vitesses de rotation plus élevées du régulateur permettent de vaincre les différents degrés de ten- sion du ressort 258 . Inversement, quand l'aspiration tombe suffisamment, la tension du ressort 258 peut être suffisante pour vaincre la force centrifuge des masses et les faire revenir vers le centre.
MODIFICATION DE LA DISPOSITION
DES PIGNONS BALADEURS ET
DE LEURS MOYENS DE COMMANDE
La disposition des pignons baladeurs et du dispositif de roue libre indiquée par le numéro 13 de la figu-
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re 2b peut être modifiée afin d'obtenir, au moment désiré, des effets de freinage d'un engagement de rapport de couple élevé. Une modification de cette construction est représentée par la figure 15, avec laquelle le reste du dispositif peut être employé sous la même forme ou sous une forme presque identique. Sur la figure 16, les mêmes nombres servent à identifier les mêmes pièces que sur les autres dessins; toutefois, pour les distinguer, la lettre a a été ajoutée.
Comme le montre cette figure, l'arbre secondaire 56a peut être guidé de la même façon dans le manchon entrainé 49a ,lequel manchon porte des cannelures en 49b , la partie cannelée coulissante est coiffée d'un autre manchon cannelé 45a , avec lequel coulisse un dispositif de roue libre 16a et une couronne 13a constituant l'entraînement de la roue libre. L'ensemble est déplacé par une fourchette 32a . La couronne 13a peut être déplacée, pour l'amener en prise, de sa position neutre indiquée, soit avec le pignon de renvoi 12a , soit avec le pignon fou 15a de marche arrière engrenant avec le pignon de marche arrière 14a.
La partie 45a du moyeu de l'ensemble coulissant est pourvue de dents de crabotage µla, qui s'engagent avec les dents de crabotage 53a, d'une seule pièce avec le collier 54a ,du régulateur à force centrifuge 17a . Un disque séparé 330 est rigidement fixé sur la couronne 13a , sur la face opposée à celle portant les dents de crabotage 52a ,le centre de ce disque étant rainuré, comme la partie du moyeu 45a ,pour s'engager soit sur les cannelures 49a, soit sur les cannelures 248a du manchon entraîné 49a, pour verrouiller le pignon avec le manchon et assurer la
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marche arrière par ce pignon. Le disque 330 est représenté espacé du moyeu 45 et est fixé sur la face de la couronne par des cannelures, comme en 331, et par matage du bord, à la périphérie du disque, comme en 327.
On remarquera que les dents internes de crabotage 52a sont placées à une certaine distance du moyeu 45a et sont montées en porte-à-faux sur un évidement 328 , d'une telle façon que, lorsque l'ensemble coulissant a dépassé la position dans laquelle les dents 52a-53a sont engagées, (lorsque le moyeu cannelé du disque 330 n'est pas engagé sur les cannelures 49b), il peut être déplacé encore plus loin dans le même sens (vers la gauche de la figure) pour dégager les dents 53a et permettre à ces dernières de tourner librement à l'intérieur de l'évidement 329. On verra également que les proportions de ces pièces sont telles que, pendant que cet ensemble occupe la position qui vient d'être décrite, le disque 33Q est alors engagé sur les cannelures 49b ,
et que la couronne 13a est suffisamment large pour permettre l'engagement complet de la couronne 13a avec le disque dans l'une ou l'autre des deux dernières po- sitions en question. Lorsque les dents 52a-53a sont engagées et que le disque 330 n'est plus accouplé par les can- nelures 49b, le manchon entraîné peut être mû par le pignon de première vitesse 12a entraîné par le dispositif de roue libre et le moyeu 45a entraînant le manchon 49a, ou le manchon peut être entraîné directement par l'arbre se- 'condaire 56a, par le manchon 54a, monté sur les cannelures 55a et par les dents 53a-52a du moyeu 45a .
Les entraînements qui ont lieu par les dents 52a-53a sont évidemment
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ceux qui ont lieu à des vitesses plus élevées que l'entraînement par la couronne 13a , et provoquent le déclenchement du dispositif de roue libre 16a , en permettant au moyeu 45a de tourner librement dans la couronne 13a .
Quand la couronne et le dispositif de roue libre 13a -16a sont déplacés entièrement à fond, vers la gauche, et que les dents 52a-53a sont sorties d'engagement, comme il est dit plus haut, l'engagement des dents a-53a étant maintenu et le disque 330 étant relié au manchon entraîné 49b, un couple élevé réversible (petite vitesse) peut être transmis au manchon entrainé par le pignon 12a . De cette manière, on obtient aussi un entraînement reversible empêchant l'effet de "roue libre" lorsque le véhicule descend les côtes et transmettant les effets de freinage du moteur, aussi longtemps que l'embrayage principal est engagé, tandis que les autres entraînements du couple réduit (vitesses plus élevées) ne sont pas en fonctionnement par suite du dégagement des crabots 52a-53a.
On observera toutefois que, dans ces conditions, l'arbre secondaire et la pompe continueront toujours à tourner sous l'effet du frottement engendré par la viscosité de l'huile qui se trouve dans les embrayages. Ce frottement étant suffisant pour faire tourner l'arbre secondaire 56a quand il n'est pas en prise avec le manchon entraîné , même si le moteur est arrêté ou si sa vitesse de rotation est suffisamment réduite pour dégager les organes de commande à force centrifuge des embrayages, les crabots 52a-53a étant désaccouplés de cette façon, le diaphragme auxiliaire maintiendrait l'engagement de l'embrayage principal aussi longtemps, (ou établirait l'accouplement aussitôt) que l'arbre secondaire
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atteint une vitesse de rotation suffisante pour que la pompe fournisse du fluide sous pression au diaphragme auxiliaire.
Lorsque l'ensemble coulissant est déplacé à fond vers l'arrière, pour accoupler le disque 33Q sur la partie cannelée 248a du manchon entrainé, la marche arrière est uise en prise directement par le disque de la couronne 13a qui, alors ,est en prise avec le pignon fou 15a , quand tous les entraînements en marche avant sont désaccou- plés. L'arbre secondaire continue évidemment à tourner en marche avant, comme dans le système de construction précédemment décrit, sous l'effet du frottement dû à la viscosité, ou sous l'effet des embrayages dans l'huile, (ceci dépendant de la vitesse de rotation de l'arbre secondaire 56) l'amorçage de la pompe restant ainsi maintenu.
Quel que soit le système de pignon baladeur ou de dispositif de roue libre adopté, le plateau 162 de l'em- brayage intermédiaire peut être ou ne pas être monté sur la cage du dispositif de roue libre ou sur son moyeu, étant donné qu'on a constatéque l'effet de freinage des engagements réduits dans les descentes, etc... sur les véhicules actuels est superf lu. Les engagements dans les deux sens ont été prévus, dans chacun des cas de la présente description, pour répondre à la demande d'une clientèle qui croit à son utilisé.
Si, en seconde vitesse, la cage de roue libre est libérée de cet' accouplement, que le premier système de construction ou celui de la figure 16 soient employés,
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l'embrayage , de vitesse intermédiaire, peut rester en prise pendant que l'embrayage de prise directe 6 se trouve également en prise. De ce fait, la partie non réduite 290 du tiroir 89 peut être supprimée et les orifices 128-129-130 éliminés ou fermés. On verra que, par suite de cette mo- dif ication, la pression du fluide agira sur l'embrayage de seconde vitesse et sur l'embrayage de prise directe 6,. Un avantage de cette méthode ,serait la suppression de tout patinage, lors du passage de l'entraînement d'un embrayage à l'autre.
De plus, on remarquera que cette modification permet la suppression de tout système de commu- nication entre le canal 196 ela chambre de pression 172 de l'embrayage principal. Dans ce cas, la pièce 167 serait fixée dans une position longitudinale, plutôt que d'être montée coulissante sur l'arbre 56 , pour éviter toute liaison entre les chambres 166-198 , quand elle se trouve dans la position indiquée sur la figure 2a , afin de toujours permettre l'arrivée du fluide sous pression, provenant du canal de l'embrayage de seconde 148, dans le diaphragme auxiliaire de l'embrayage principal au moment où l'embrayage 5 ou les embrayages 5 et 6 sont engagés.
CARACTERISTIQUES DIVERSES.
Lorsque le remplacement de la garniture 68 est nécessaire, il suffit de relever les bouts des ressorts 270 et de faire glisser le plateau porteur de la garniture 174 par dessous ce ressort. La garniture 67 se trouvant de l'autre côté peut être enlevée facilement après que l'on a enlevé le fil de retenue ou la goupille 283 qui tient
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le plateau de la garniture 285 sur les tenons 284.
On remarquera que les disques auxiliaires de pression 160-203 sont pourvus de garnitures dont les faces intérieures, venant respectivement en liaison avec les disques 159-202 ,sont tronconiques. Ceci compense tout gau- chissement des plateaux principaux en leur permettant de se courber extérieurement vers le centre, tout en maintenant la pression d'engagement ou diamètre moyen des disques intercalaires, ce qui est essentiel au bon fonctionnement et pour prévenir l'usure. Cette caractéristique réduit considérablement le coût de construction, car, si les garnitures n'avaient pas cette forme, les plateaux principaux devraient être trois ou quatre fois plus épais pour résister à la tendance au gauchissement.
La flexibilité que possèdent les plateaux de pression comme résultat du fait qu'une matière élastique est employée, aide également à éviter les broutements, de plus, un amortissement est obtenu lors de l'engagement tel qu'il est décrit.
La section des orifices 152 et 199 par lesquels le fluide sous pression entre dans les embrayages 5-6 est réduite, et elle est calculée,en tenant compte de la viscosité du fluide employé, de façon à ce qu'un intervalle d'environ 3 secondes soit ordinairement requis pour que le fluide passe par les orifices 152-199 et remplisse les chambres 153-200 , pour engager complètement les embrayages 5 et 6 . Ceci a été prévu pour la bonne raison que dans la conduite habituelle d'un véhicule, le laps de temps pendant lequel la plupart des conducteurs maintiennent en engagement chacune des vitesses réduites,
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pendant les changements de vitesse, est presque toujours le même, que l'accélération soit rapide ou non, la seule différence étant dans le degré d'ouverture du papillon des gaz du carburateur.
Autrement dit, tandis que l'intervalle de passage est pratiquement le même, en première ou en seconde vitesse, si le conducteur est pressé il accélère plus brutalement son moteur, mais il ne reste pas plus longtemps en première qu'en seconde vitesse. En faisant intervenir ce facteur temps par le calibrage des orifices 152-199, le conducteur pourra obtenir les mêmes résultats quand il conduit une voiture munie de notre boîte de vitesse à passages automatiques. Par exemple, dans un certain cas, il pourra accélérer en première à une vitesse de 8 à 16 kilomètres à l'heure pendant le laps de 3 secondes, tandis que, dans un autre cas, il pourra aller jusqu'à 40 kilomètres à l'heure, simplement en accélérant le moteur plus rapidement.
Toutefois, le dispositif assurant cet intervalle de temps ne serait pas suffisant à lui tout seul pour la commande automatique, du fait que lorsqu'un véhicule se déplace en dessous d'une certaine vitesse, pour assurer sa bonne marche, il faut que la prise en première ou en seconde soit maintenue aussi longtemps qu'une certaine vitesse n'est pas atteinte. C'est la raison pour laquelle un système de commande avec régulateur par force centrifuge 17 a été prévu.
L'application de passages d'alimentation calibrés pour laisser un laps de temps prédéterminé avant l'engagement de l'embrayage, quand le fluide est à sa température normale, présente un avantage complémentaire important, puur cette raison que, en pratique, il est néces-
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saire d'employer un fluide dont la viscosité varie avec les changements de température.
ilour cette raison, lorsqu'on laisse tourner un moteur pour qu'il atteigne sa température normale de marche la plus favorable ou lors de la mise en marche par temps froid, le fluide prendra plus de temps pour passer par les orifices 152 - 199 et provoquer l'embrayage, et en conséquence, permettra la marche dans les rapports réduits pendant un temps plus long, avant de passer en prise directe, en réduisant ainsi l'effort à produire et permettant au moteur d'atteindre sa température de marche la plus favorable. La section des passages calibrés, .toutefois, est telle que, après que le fluide aura atteint une température suffisante pour que sa viscosité soit normale, le fluide pénétrera dans les embrayages avec le degré de retardement prédéterminé.
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De plus les orifices calibrés bu - ¯199 , préviennenth.'en- gagement soudain ou saccadé des embrayages. Un retard dans l'engagement initial est aussi obtenu, grâce aux ressorts 61 - 62 ,qui empêchent les masses 60 du dispositif d'embrayage à force centrifuge de se déplacer vers la périphérie avant que la pièce d'entraînement n'atteigne une vitesse de rotation prédéterminée. Cette vitesse de rotation est suffisamment élevée pour permettre de faire tourner le moteur à une vitesse raisonnable, pour l'amener à sa température de marche, sans pour cela engager l'embrayage. Ceci est particulièrement important dans le cas des voitures, et, en hiver , la vitesse de rotation peut être quelque peu accrue.
De plus, comme le couple d'un moteur à explosion est faible à faible vitesse, il est préférable que la vitesse soit accrue jusqu'au voisinage de
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son couple maximum, avant que l'accouplement ne se produise. De plus, la différence entre la vitesse où l'accouplement de l'embrayage commence à transmettre lecouple maximum ne devrait pas être importante.
L'emploi de ressorts séparés 134 - 188 , empêchant le déplacement longitudinal de la cloche 83 du régulateur et ses différentes positions angulaires, permet des réglages indépendants de la vitesse de rotation auxquelles le tiroir 89 est placé dans chacune. des positions par le régulateur. La cloche 83 , qui s'oppose au mouvement des masses centrifuges vers l'extérieur et qui est mue par celles-ci, est pourvue de deux parties inclinées, comme il est dit plus haut. L'inclinaison de la première partie 135 est moins prononcée que celle de la partie externe 136.
Le déplacement des masses 131 vers l'ex- térieur le long de la première partie est opposé par les ressorts 133 et 134 , tandis que les pièces sont construites d'une telle façon que, lorsque les nasses atteignent la partie d'inclinaison plus prononcée 136, le ressort 134 est comprimé à fond et la résistance additionnelle créée par le ressort 188 s'oppose, en plus, au déplacement des masses le long de la partie la plus inclinée 136 , et fait mouvoir le tiroir dans la troisième position ou celle de prise directe. On verra par là qu'on peut en modifiant l'angularité des parties et la tension ou la
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/changer tension des ressorts t3, -- 134 - 188 ,/la vitesse auquel dans de trÈS gran- le déplacement en seconde ou en prise directe par le rédes limites /# gulateur.
- La forme de construction du régulateur logé dans un boîtier symétrique enveloppant les nasses, est @@n seulement beaucoup plus compacte que celui qui com-
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prendrait des masses oscillantes ou pivotantes, mais supprime des pièces qui font saillie et qui agiteraient le liquide, en engendrant de la chaleur et créant des pertes par frottement, et de plus, élimine tout obstacle que le liquide présenterait au fonctionnement normal du régulateur.
Le système de commande 19 du dispositif de distribution 18 permet, de plus, le débrayage complet des organes entraînés d'avec les organes entraîneurs, ce qui correspond au débrayage de l'entraînement du moteur d'une voiture possédant le levier de changement de vitesses et la boite disposés de la manière couramment adoptée actuellement. Le désaccouplement s'effectue en plaçant le tiroir 118 dans la position de première vitesse, assurant la suppression de toute pression de fluide dans les embrayages, et plus particulièrement dans la chambre de pression 172 du diaphragme de l'embrayage principal.
Lorsque cette condition se présente, l'arbre moteur primaire peut tourner à une vitesse suffisamment réduite pour dégager l'embrayage principal de sa pression d'engagement centrifuge ou, si on le désire, peut être entièrement arrêté, que les organes entrainés continuent à tourner ou qu'ils soient stationnaires. Ceci est dû au fait que le pignon de première vitesse 13 ne peut pas être entraîné en marche avant par l'arbre entrainé , grâce à la présence du dispositif de roue libre 18, et, pour la même raison, l'arbre 56, quoique relié avec le manchon entraîné 49 ne peut pas entraîner le tambour 4 des embrayages, parce que les deux embrayages et 6¯ sont débrayés.
Dans ces conditions, aucun entraînement vers l'arrière produit par
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la rotation des organes entraînés ne peut maintenir l'embrayage principal à la vitesse d'engagement par force centrifuge, permettant ainsi le dégagement de cedernier et le désaccouplement complet et la libération par le système de roue libre du tambour entraîné 4. On possède ainsi un Moyen de conduire la voiture en "roue libre" , et ceci sans grand effort manuel.
Comme il est connu, quand les embrayages à plateau ou à disques travaillent dans un fluide tel que de l'huile, d'une viscosité suffisamment élevée pour assurer une lubrification convenable, les disques ont tendance à adhérer, lors du débrayage, même quand les disques sont raisonnablement espacés. Cet effet devient plus prononcé encore en hiver, quand l'huile ou le liquide se trouvant entre les disques perd presque toute sa fluidité. Le frottement imputable à la viscosité augmente aussi en proportion de l'augmentation du diamètre moyen des disques d'accouplement et, étant donné que, en vue du fonctionnement satisfaisant et durable et du rendement, ce diamètre doit être aussi grand que possible, la question du frottement occasionné par la viscosité devient très importante.
Dans le dispositif de transmission décrit , ce frottement induit par la viscosité n'a qu'une importance minime ou négligeable si on fait démarrer le véhicule avec le pignon 13 en position avant, mais si cet organe est en position neutre, ou de marche arrière, l'effet de la viscosité deviendrait très nuisible s'il pouvait influer sur l'accouplement 51 , car les organes des embrayages 5 et 6 auraient tendance à faire tourner l'arbre secondaire 56 en marche
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avant. On constatera toutefois que l'accouplement entraîné et le manchon 49 sont dégagés de l'arbre 56 par le déplacement du pignon 13 hors de la position de marche avant et, que par suite de la position occupée par les dents 52 - 53, le frottement dû à la viscosité ne peut avoir aucun effet sur les organes entrainés.
En marche arrière, le manchon 49 tourne en sens opposé et si, à ce moment, il se trouvait accouplé à l'arbre secondaire 56, il y aurait une résistance considérable par suite du frottement dû à la viscosité dans les deux embrayages 5 et 6 , outre que la rotation des disques entraînés des embrayages tournant en sens opposé réagirait contre la rotation des disques entraîneurs.
Toutefois, en vertu du fait que le manchon 49 n'est pas accouplé à l'arbre secondaire 56 ,tous les organes de l'embrayage peuvent tourner librement dans le sens de la marche avec la seule exception du disque dont le frottement est négligeable.
Le désaccouplement du manchon 49 d'avec l'arbre secondaire 55 , permet également à la pompe de fonctionner quand le mécanisme est en position neutre ou en marche arrière. L'arbre secondaire 56 étant ainsi désaccouplé, on profite de l'entraînement par frottement dû à la viscosité des embrayages pour maintenir la rotation de la pompe en marche avant, ce qui nun seulement maintient ainsi l'amorçage de la pompe, mais crée aussi une élévation de la température du liquide, en le faisant passer aussi souvent qu'on le désire par la pompe , lors de la marche en posi- tion neutre ou en marche arrière.
D'un autre côté, on remarquera que s'il était possible, par suite de la liaison
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du manchon 49 et de l'arbre 56 , de faire tourner l'arbre 56, et conséquement le rotor 93, en sens inverse, le liquide sortirait par l'orifice d'admission de la pompe, et l'amorçage de la pompe ne se produirait qu'après un certain temps quand on l'entraîne vers l'avant et cet amorçage demanderait un temps assez long lors de la conduite par temps froid.
Comme la rotation de l'arbre 56 fait mouvoir l'organe 83 du régulateur dans ses positions normales, le tireir 89 étant, en plus , déplacé en fonction de la vitesse de rotation de cet arbre 56 dans la position commandant l'engagement des embrayages, si l'engagement des embrayages 5 - 6 pouvait se produire quand le mécanisme se trouve en marche arrière ou en position neutre, il se pourrait que la vitesse de rotation la plus petite ou vitesse de ralenti de la pièce d'entraînement soit trop élevée pour que la cloche 83 du régulateur puisse revenir en première position;
ceci empêcherait l'engagement vers l'avant de l'arbre 56 avec le manchon 49 qui, a ce moment, est stationnaire, L'orifice de sortie 37 , qui est commandé par le déplacement du pignon 13 en position neutre ou de marche arrière, empêche l'entraînement des embrayages J5. - 6. tout en permettant à la pompe de continuer à fonctionner dans le sens de rotation de la marche avant pour les raisons données ci-dessus.
On remarquera aussi qu'en logeant les embrayages à huile dans un tambour séparé tournant dans la partie non remplie de liquide, la dissipation de la chaleur engendrée par des engagements répétés sous charge sera considérable-
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ment augmentée.
On constatera aussi que le dispositif 21 de commande par dépression peut être supprimé sans affecter le fonctionnement, autrement qu'en laissant au conducteur la faculté de faire manuellement le même travail, étant donné que le dispositif 19 procure les moyens nécessaires pour effectuer des variations ou pour toute autre manoeuvre nécessaire et pour laisser au conducteur toute la liberté d'action.
MODIFICATIONS DANS LA CONSTRUCTION DES ENGRENAGES
La figure 15 montre une modification de construction dans laquelle l'embrayage principal 3a et ses organes d'engagement sont seuls placés dans la partie creuse du volant 2a . Les garnitures d'embrayage 67a et 68a sont placées à l'intérieur du volant et ne sont pas dans le tambour ;la , cornue dans la construction décrite précédemment.
On remarquera que la construction des embrayages à disques dans l'huile 5a et 6a est d'une construction et d'un fonc- tionnetaent très analogues à ceux des embrayages correspondants de la forme de réalisation décrite auparavant et que les pièces analogues sont désignées par les mêmes numéros auxquelles la lettre (a) a été ajoutée;. Toutefois, le dispositif d'application de pression de ]-embrayage principal est alimenté par le fluide venant des canaux 148a - 196a et passant par les orifices 165 A - 197 a, séparés par un dispositif à tiroir analogue 167a , qui permet la distribution du fluide, vers la chambre de pression 172a , de l'un ou de l'autre des deux canaux, par l'orifice 169a , tout en empêchant toute communication entre les canaux 148a - 197a.
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Le fluide passant par l'orifice 169a coule vers la cham- bre 170a , et se rend de là par le canal 300 à la chambre 301 et par les passages 302 - 303 dans la chambre de pression 172a constituée par l'espace compris entre les deux diaphragmes 305 - 306 -cet espace formant une poche qui, en se dilatant,presse contre les plaques d'embrayage 307 - 308 , forçant les garnitures 67a - 68a en contact respec- tif avec le plateau de pression 66a et la paroi intérieure du volant moteur 2a , en accouplant ainsi l'embrayage prin- cipal de la même façon. Les diaphragmes 305 - 306 sont collés l'un à l'autre, comme marqué en 309 , ils sont réunis ensemble de la même façon à leur diamètre =ntérieur,tel par exemple par un jdnt soudé, sur un rebord 310 d'un moyeu 31 .
Le moyeu 311 est fixé au tambour 4a par les boulons 313, la chambre de pression 301 dans le moyeu est rendue étanche comme indiqué en 313 et 314 ,par montage à force sur le moyeu interne 315 placé sur le bout de l'arbre 56a au moyen d'une bague 73a .
Tout fluide provenant de la chambre 301, où la pression est élevée, et qui peut passer par le point de scellement 314 , est renvoyé dans la partie du tambour 4a ,où la pression est moindre, par un conduit de vidange 316 communiquant avec un évidement annulaire 317 (ou la pression est également moins élevée) vers le côté tambour de l'espace clos 314 . Tout épanchement de fluide vers l'ex- térieur de la chambre 317 est empêché par un joint, comme 318 par exemple, ou tout autre moyen.
Les plaques 307 - 308 sont de préférence faites d'une matière présentanune certaine élasticité, de façon @ à résister à la dilation des diaphragmes 305 - 306 et
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aider au débrayage quand la pression n'est plus maintenue dans la chambre 172, formée entre les deux diaphragmes. Sur leur pourtour ,les plaques 307 - 308 sont également pourvues de nervures intérieures 319 faisant ressort, qui empêchent l'embrayage de brouter.
On verra que le dispositif commandé par le fluide du système d'accouplement auxiliaire 173 de l'embrayage principal permet, quand on le désire, de faire tourner l'organe d'entraînement 1 au moyen de ce dispositif. Il est donc possible de faire démarrer un moteur soit en remorquant , soit en poussant le véhicule de la manière usuelle, tant que l'organe 13 est engagé dans la position de marche avant, du fait que l'accouplement est assuré par le dispositif d'application auxiliaire dès que les organes habituellement entraînés tournent à la vitesse normale ou à une vitesse supérieure à celle de l'engagement de deuxième vitesse ou de prise directe. De plus, l'accouplement auxiliaire retient l'ambrayage accouplé quand, comme c'est souvent le cas, on désire conduire lentement en prise directe sans faire tourner le moteur à grande vitesse.
Il est également évident que lorsque l'organe 13 (ou 13a) est déplacé en position neutre, il est possible de remorquer le véhicule sans que le moteur tourne, le montage par flottement autour de l'arbre secondaire, de la pompe,. et de l'ensemble des tiroirs et des passages, de manière à permettre les déplacements longitudinaux avec cet arbre, empêchera l'usure de ces piè-
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ces et assurera le maintien'de l'étanchéité aux joints.
Bien qu'il soit évident que les différentes formes d'exécution de l'invention représentées sur les dessins aient été bien calculées pour satisfaire convenablement aux buts et avantages indiqués au début, il est entendu-qu'on peut y apporter de nombreuses modifications sans s'écarter de son esprit .
On remarquera que,pour éviter l'usure de l'organe 187 , le manchon 168 est monté flottant de manière à ce qu'il puisse se déplacer longitudinalement entre l'anneau 325 et le moyeu 216. Ceci empêche l'organe 187 et les surfaces formant joint 220 de servir de portée au bout de l'arbre 56 du tambour , l'effort étant toujours supporté par la douille 73 , quelle que soit l'usure de cette dernière.
L'ensemble des embrayages multiples, tel qu'il est plus clairement montré par la fig. 2a , est monté afin qu'on puisse facilement l'enlever de la boite de vitesses 7 et des commandes automatiques qu'elle renferme sans avoir à déplacer les autres organes constituant l'un ou l'autre des dispositifs. Ce démontage peut être effectué en séparant simplement l'embrayage pro- prement dit de la boite de vitesses ; bout rainuré 176 du manchon 175 passant au travers du moyeu 74 ; la partie rainurée 187 de l'arbre secondaire 56 passant au travers du Moyeu 177 ; et la partie réduite de l'arbre 56 sortant sans aucune obstruction des organes qui l'entourent.
Le carter 7. est pourvu d'oreilles 292 percées de trous pous recevoir les vis 291 pour la fixation à un sup-
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port, un châssis par exemple, pouvant entourer l'embrayage. La seule condition requise dans la mise en place de tout l'ensemble est que le carter 2. et l'arbre d'entraînement 1 soient aussi exactement que possible dans le pro- longement l'un de l'autre.
Si on le désire, les passages de vitesses tels qu'ils sont décrits dans l'invention peuvent être
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conmandés avec interruption comme prévu dans la demande cain de brevet/N 379.146 déposée le 9 Janvier 1935 au nom de Iut. Robert B. Aspinwall. Autrement dit, il est possi- ble de s'arranger pour que le conducteur puisse, à son gré, en relâchant la pédale d'accélérateur par exemple, faire fonctionner le dispositif automatique de chan- gement de vitesse.
Pour attindre ce but, on peut installer sur le bout du tiroir 189 un mécanisme à échappement, ou tout autre dispositif, tel qu'un de ceux indiqués dans la demande de brevet précitée et réunir le bras 85 au tiroir 89 par un dispositif de liaison élastique.
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1 lE E s U 4 F...-
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"AUTOMATIC GEAR CHANGE SYSTEM" Cônv.Int .: Priority of a patent application filed in the United States of America on December 10, 1934 under number 756,900 by MM. R.B. ASPINWALL and T.B. TYLER.
The present invention relates to a coupling and to a gear transmission and change device and, more particularly, to a coupling system and to devices usually called "gearboxes". In general, the applicant seeks, by the use of these devices, to improve the automatic control of the torque and of the speed of the motor according to the needs of the latter and, of course, to combat the defects inherent in the clutches. automatic and gearboxes as they are currently designed and created and also include a number of improvements ensuring smooth and safe operation, robustness, simplicity and a low price.
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An important object of the present invention is to produce a box with interlocking devices of said type, arranged to act together, constructed in a compact fashion and having separately accessible units which are easy to assemble and disassemble.
Another object of the invention is to eliminate the need for a pedal, which, together with the elimination of the need to effect gear changes by the driver, greatly simplifies the work of the latter.
Yet another object of the invention consists in providing, in this automatic gearbox, an uninterrupted application of the torque transmitted by the engine to the rear wheels, while the changes are taking place, / eliminates any hesitation and any loss of power or speed. and time, as well as fuel as occurs when changing gears in usual gearboxes in which it is necessary to interrupt the drive during gear changes. Incidentally, an advantage which follows from the point mentioned last is to allow more permanent accelerations of the vehicle while entirely suppressing any drop in speed which occurs when it is necessary to disconnect the torque during passages operated in this way.
Yet another object is to provide such an automatic gearbox with a gearshift system allowing smooth and silent shifting at any speed of the vehicle and regardless of the skill of the driver.
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The invention further relates to improved means, which can be operated at will by the driver of a vehicle provided with a gearbox constructed according to the invention, in which the speed or the torque ratio can be independently controlled. automatic shifts with or without interrupting the application of torque, means by which any danger of squeaking gears, noises or jerks during shifts or damage to components as a result of clumsiness, is encountered impossible.
The present invention also relates to improvements made to the construction of the automatic gearbox which is the subject of the US patent application? 706.232 filed January 11, 1934 in the name of Mr. Robert B. Aspinwall to eliminate the need for a separate main clutch and has for object improved manually controlled coupling means and other improvements which will be evidenced by the following.
Another object is to provide, in a compact unit, clutches working dry and in oil, centrifugal or fluid-controlled clutches, arranged to act jointly and mounted in a single unit, but where the clutch in the oil and the dry clutch are completely isolated from each other and where any risk of fluid leaking into the latter is impossible.
Another object of the invention is to provide, in such a mechanism, new means for effectively reducing heating and for rapidly dissipating the heat inevitably generated.
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A further object of the invention is a means for enabling the automatic coupling of a power source and the mechanism to be driven where a high torque is required before the direct drive engages, as for example in the case of driving machines by electric motors not having special windings or other devices.
Other objects include improvements in the sealing and conduct of the fluid, in the fluid pumping system and in the control mechanism, a new means of making certain members of the pumping and control system float on an oscillating shaft. inside the case of the gearbox and the passage distribution system, a new very compact regulator system by centrifugal force, a system for adjusting the distribution of the fluid responding to this regulator by centrifugal force and a system simple and safe to prevent the action of the fluid circulation control means during reverse gear.
Other objects worth discussing are improvements in the construction of the centrifugal clutch which not only avoid chattering and abrupt pick-ups, but also give greater strength and durability and which, moreover. , allow to maintain the balance of the rotating parts in a new way and, moreover, ensure a uniform application and a progressive increase of the pressure of the clutch and a predetermined maximum pressure during any the duration of the different application phases.
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Other objects and advantages will emerge from the description given below in which the numbers refer to the drawings herein showing selected embodiments of the invention, and the same numbers serve to designate the same parts on the different figures,
In these drawings:
The f ig. 1 is a side view showing the interior of an automatic gearbox with clutches comprising the principles of the invention and which can be used for motor vehicles as for all other rotary motion transmissions,
Figs. 2a and 2b are elevations on a larger scale of the various members of the device, one of them being the continuation of the other.
Fig. 3 is a partial longitudinal view taken from the side opposite to FIG. 1, showing in section part of the automatic regulating mechanism and a manual control device.
Fig. 4 is a partial section of a part of the clutch device controlled by centrifugal force, taken mainly along the line 4-4 of FIG. 2a and seen in the direction of the arrows.
Fig. 5 is a partial section taken mainly along line 5-5 of FIG. 2a and seen in the direction of the arrows
Fig. 6 is a partial side view of the clutch discs, seen as indicated by line 6-6
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of Fig. 5 and in the direction of the arrows.
Fig. 7 is a partial sectional view of the hub parts of the oil-working clutches taken mainly along line 7-7 of fig. 2a and seen in the direction of the arrows.
Fig. 8 is a vertical section taken mainly along line 8-8 of FIG. 2b and seen in the direction of the arrows.
Fig. 9 is a vertical section taken mainly along line 9-9 of fig. 2b and seen in the direction of the arrows.
Fig. 10 is a vertical section taken mainly along line 10-10 of FIG. 2b and seen in the direction of the arrows.
Fig. 11 is a vertical section taken mainly along the line 11-11 of FIG. 2b and seen in the direction of the arrows.
Figs. 12 and 13 are detail sections taken mainly along lines 12-12 and 13-13 of FIG. 10 and seen in the direction of the arrows.
Fig. 14 is a perspective view of the regulator-controlled valve arm.
Fig. 15 is a view, similar to FIG. 2a, of a clutch of somewhat modified construction.
Fig. 16 is a detailed sectional partial elevation of a unitary sliding gear and a freewheeling device and associated members.
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GENERAL INFORMATION ON FUNDAMENTAL ELEMENTS
Referring to the drawings, it will be appreciated that the apparatus consists of two coupled units, each section of which forms a separate unit. The one on the left side of fig. 1 and shown in full in fig. 2a represents the clutch, while that shown to the right of f ig. 2b shows the torque ratio change device and its control. It is understood that Figs. 2a and 2b should be seen one behind the other, the second aligned after the first, so that the units occupy the positions shown in fig 1.
1 denotes the drive shaft on which is wedged the hollow flywheel 3 serving to partially house the clutch components which will be described. Carried by and in conjunction with the hollow flywheel, there is a bell-shaped cover 69, fixed to the flywheel by screws 70 and forming with the flywheel a housing for the main parts of the clutch which can be actuated independently or by a centrifugal force, or by the pressure of a fluid, to connect the flywheel and its drive members with a drum 1, located inside the portions 2-69. Figs. 1 and 2a show the clutch linings 67 and 68 mounted on the opposite sides of the drum.
The main clutch centrifugal control mechanism is usually indicated by 3, while the fluid pressure actuable control acts in a chamber = to cause the expansion of a diaphragm 173.
In the drum 4, a pair of em-
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clutches operating in oil; the rearmost one is generally designated 5 and constitutes the intermediate gear clutch, while the similar AV clutch, designated 6, constitutes the lockup clutch. The construction and operation of these organs will be described in detail.
Similarly, the main components housed in the rear main housing? include a primary pinion 8-9 (fig. 1 and 2a), intermediate pinions a 10-11 (fig. 1 and 2b) and low speed pinions 12-13, inside which a freewheel mechanism is willing. A centrifugal governor generally designated by 17, a pump and a spool system 18 mounted on the secondary shaft 56, outside the housing 1; and to act jointly are arranged the manual or other control device 19 (fig. 10), the button 20, (fig. 3), also manually controlled, and an automatic regulating device 21, acting under the effect of the vacuum. generated by the couple.
SPROCKET ARRANGEMENT
Now examining the members in question in more detail, it will be noted that the assembly formed by the pinion 13, its hub 45 and the freewheel mechanism is mounted so as to be able to slide on its driven support sleeve 49. The hub 45 mounted on the drive sleeve can be driven by the pinion 13 via the freewheel mechanism 16, but this mechanism prevents the drive of the pinion forward by
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the driven sleeve. The assembly formed by the pinion and the freewheel mechanism can be moved by the fork 32 sliding on the rod 31 provided with the teeth 311 and moved by the pinion 30 of the control mechanism 20.
When installed on vehicles, this mechanism is usually mounted on the dashboard and is connected to the displacement device which has just been described by means of a Bowden cable 24. 25. It will be noted that this device has a support 41 and a rod 23 attached to a button, this button being naturally connected with the Bowden cable 24 and carrying at 42 a notch suitably placed to indicate the neutral position of the pinion 13. This pinion is shown in the neutral position in the figure 2b, and we will see that if it is slid to the left of the figure, it will mesh with the pinion 12, thus ensuring forward travel, while if the sliding is performed to the right, the pinion 13 will mesh with the idle pinion reverse gear and reverse gear will be established.
The movement of the pinion 13 towards either of these positions is effected manually by means of the control mechanism of the button 22. which it is not necessary to employ during normal forward travel, starting or stopping the drive components.
The pinion 13 can be held in any of the three positions by means of a spring latch 34 which engages in the notches 35 of the rod 31.
The freewheel mechanism placed in the pinion 13 is constituted by several rollers 44 housed in boxes.
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slanted voids (not designated) on the periphery of the hub 45 Although this freewheel mechanism can be established in other forms, it is preferably constructed as described in US patent application. 706.232 mentioned above and the rollers 44 are supported by a sleeve 43 machined to receive them and which serves as a bearing for the annular part of the pinion 13, also constituting the driven part of the clutch.
The torque is applied to the cage by the wedging of rollers, pushed back into place by springs (not indicated) acting via a collar 48 carrying tenons 47 fitting with the cage of the sleeve 43, the collar, the cage and its rollers being held in place by the retaining piece 46. When the rollers 44 occupy the deepest part of the oblique cavities, they do not protrude on the periphery of the sleeve 43, the outer pinion 13, therefore, simply oscillates on the sleeve, while, when in the stuck position, the rollers are forced out of the cavities and against the internal annular periphery of the pinion 13 to ensure its connection with the hub.
The faces are inclined in such a way that when the pinion 13 meshes with the pinion 12. to drive the vehicle or the drive mechanism forward, the clutch is locked, but if the driven shaft turns more. faster than pinion 13, the clutch is coasting as it is diplus high.
When moving the pinion 13 in reverse (to the right), the freewheel mechanism no longer acts because the clutch teeth 247-248 are engaged,
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the first on the pinion 13 and the last on the driven sleeve 58, when the pinion 13 has been moved forward (to the left), the hub 45 and the driven sleeve 49 are blocked on the output shaft 56 by the engagement of the clutch teeth 52-53, the first forming part of the hub and the last forming part of the collar 54 carrying the centrifugal governor 17, the latter collar being keyed on the secondary shaft 56 at 55.
It will be noted that the rear end of the secondary shaft 56 bears in the driven sleeve 49 where it is retained by pushers 58, this shaft projecting out of the sleeve and being engaged in the split sleeve 57 but being able to turn the pushers being installed in a groove. circular (not shown) of the shaft and held in place by a retaining ring 59. In turn, the sleeve 49 is carried in the rear wall of the housing 7 by the bearing 50 and can bear at its rear end and at the 'Outside the housing a coupling member 51 to which, by a cardan joint or any other means (not indicated), the transmission shaft of a vehicle or any other member to be driven can be attached.
It will be seen that the split sleeve 57 supports the axial thrust generated by the helical gears, without it being necessary to have other bearing surfaces, by establishing the axial coupling between the shaft 56 and the sleeve 49.
The first speed gear 12 and the reverse gear 14 rotate together on the countershaft 81, the indicated gears and the sleeve 79, not for-
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mant that a single piece with the pinion 9 and the intermediate pinion 11, form part of the sleeve. This sleeve and the pinions rotate on the countershaft attached to the rollers.
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leinents 80, 90-1 -
When the sliding group carrying the pinion 13 is in forward gear (towards the left) as described above, the engagement of the first and second gears and of direct drive is engaged or released by the clutch system; this is most clearly defined in fig. 2a.
MAIN CLUTCH CENTRIFUGAL DEVICE
The locking members of the main clutch include sliding masses 60 (fig. 2a and 4) which can move outwards only when the speed of rotation generates sufficient force to overcome the resistance of the opposing springs 61 which hold the masses. towards the interior and the springs 62 which seek to free the organs 66 against which the force produced by the masses reacts. The masses do not act directly on the clutch, but serve to push the rollers 63, housed in the masses, outwards and to make them roll between the part 66 and the inclined face opposite the wedges 65, provided in the appropriate places of the rear bell 69.
The bell-shaped shell 69, together with part 2, constitutes both a housing and the drum drive member and is attached to the part% by shoulder screws 70 and, therefore, the parts. turn together, but it will be noted that the rear part 69 can move in a
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limited but independently along the axis of the front part of the flywheel 2, against the resistance offered by the springs 71, installed under the heads of the shoulder screws.
After sufficient displacement of the rollers 63 influenced by the masses coming from an increased rotational speed of the drive shaft, the pressure plate 66 is brought into contact with the lining 67 of the clutch carried one by one. face de'autre in the drum 4, this pressure being counterbalanced by a similar lining 68 placed on the opposite face of the drum and provided to withstand this pressure and ensure the engagement with the front face of the shell of the flywheel 2. A ring- spring 269 is shown between the drum and the pressure plate 174 carrying the last mentioned clutch lining, in order to dampen the engagement of the centrifugal clutch and avoid chattering.
The engagement of the clutch, when driving, although limited displacement between the drum and the clutch plate 174 is provided by the clearance installation of the notched flange 174f of the plate 174 s' engaging with a tenon drive disc 215 attached to the edge of an auxiliary diaphragm 173 to the drum 4, the disc and the diaphragm being attached to the drum, for example by welding.
The purpose of this auxiliary control system will become apparent as will be explained below.
As indicated, the thrust which is exerted during the engagement of the clutch is supported by the bell
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69 which, as has already been said, can move axially, under the effect of such an axial thrust, to compress the springs 71. The total pressure of the springs 71 corresponds to the maximum pressure required for the clutch and the latitude of movement left to the bell to compress the springs is sufficient to allow the centrifugal masses to move sufficiently outward to come into contact with the internal face of the annular chamber of the part 66 in which they are housed.
Once stopped by this face, they remain in circumferential alignment, that is to say they are equidistant from the axis and, therefore, they cannot unbalance the system. The amplitude of the free movement allowed to the masses by this arrangement and the use of springs 71 also ensure the uniform and proper engagement of the clutch even if the linings have wear or are uneven or in the case where the parts would differ in dimensions due to wear or some other cause, because the masses can still move, under the action of centrifugal force, almost to the point where the clutch is fully applied , where they are stopped by the limiting edge of the part 66,
the amplitude of the displacement then largely sufficient for the compression of the springs 71 to be applied to the clutch in spite of the wear which would have occurred.
The use of the wedges 65 to support the thrust during the application of the engagement members of the clutch also allows the pressure plate 66 to move.
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sufficient to neutralize the effects of wear without varying the ratio of clutch pressure to centrifugal force generated and therefore wear adjustments are never necessary.
Drum 4 rotates in the end of output shaft 56 on the leading edge of socket 73 and, at the other edge, is riveted or otherwise connected to a keyed hub 74, as shown at 75, to sleeve 77 forming part. of the primary gear 8 and rotating in the front wall of the rear housing 7 in the bearing 78. The sleeve 77 and the hub 74 are embolted, as in 76, so as to ensure a perfect seal.
It will be noted that the rotation of the drum, due to its connection with the drive members caused by the centrifugal clutch members which have just been described, will drive the primary pinion 8 and, consequently, the pinion 12 by the pinion 9, thereby transmitting movement through pinion 13 (when engaging in forward gear) and through freewheel device 16 and thus rotating coupling 31
Separate adjustments, both of the initial engagement and of the full engagement of the clutch members by centrifugal force, can be made, which modifies the tension of the springs 61-62 acting in the masses 60, maintains these masses towards the inside and also causes the withdrawal of the stop disc 66, modifying the angularity of the wedges 65.
The springs 61-62 prevent the movement of the traps outwards almost at the
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when the drive part reaches a predetermined speed. Their compressive strength is such that a sufficient idling speed of the engine is possible, and that, preferably, a speed giving a sufficiently high torque can be obtained before the clutch is established, since the torque of an internal combustion engine is relatively weak at low speed. The idling speed is preferably also adjusted to allow, more particularly in winter, to run the engine at a speed exceeding the normal idling speed without causing the engagement of the clutch and causing the activation of the device to drive or vehicle.
It will be understood, however, that, if we want to speed up the running of the engine, it will suffice to put the part 13 at the neutral point (ie in the position indicated in FIG. 2b) thus releasing the pinion 13 and uncoupling the driven sleeve 49. tree 56.
CLUTCHES WORKING IN OIL
The engagement in first gear remains as long as the clutches 1 and 6 are not engaged.
The engagement and disengagement of these clutches takes place using a fluid (oil for example), the arrival of which is regulated by a regulating device described below. Clutches shown are of the multiple disc type. It will be noted that the clutch 5 is formed by driven discs 161 connected to the central plate 155 common to the two clutches 5, 6. The discs rotate with the platter and can move sideways in the well-known way. Drive discs 163 are
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connected in a manner similar to the collar-hub178.
An auxiliary pressure disc 160 is grouped and attached to the discs 161 and can be moved under the action of a fluid, as described below, in order to operate the clutch by tightening the discs 161-163 and causing the connection. of the central plate 155 with the hub collar 178.
The collar-hub 178 forms the driven part of a freewheel device, the rollers of which are housed in the cage 179, which also carries the collar-hub 178 when the latter rotates freely. The element 178 can be driven by the rollers 180 by means of a central hub 177, keyed at 176 on a sleeve 715 which can rotate on the hindered shaft and carrying in the housing 7 the pin. second gear 10. The central plate 155 forming the driven part of both the clutch 1 and the clutch 6 is carried by and connected to a hub 151 which, in turn, is keyed in 187 to the secondary shaft 56.
It will therefore be noted that when the clutch is engaged (the main clutch obviously also being engaged so that the drum is driven), the engagement in second gear takes place and this can be found as, coming from the the primary shaft to the drum 2-69 by the main clutch and the drum 4 to the hub 175, through the gears 8-9-11 and 10 and to the freewheel device 179 which engages when its drive element 177 rotates faster than workpiece 178 would otherwise rotate, thence through clutch 5 and center plate 155 to the secondary shaft which, rotating faster than pinion 13, then causes rotation.
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bre of the device 16 of the hub.
The driven sleeve and the coupling 49-51 being connected by the clutch teeth 52-53, the connection of the elements of the second gear is established as said, when engaging the clutch at. This connection of the driven sleeve takes place without it being necessary to disengage the first gear which is instantly cut off by the device of this freewheel 16.
The coupling of the plate 155 to the hub is preferably elastic. Damping is provided by coil springs 184 (fig. 2a and 7) housed in ad hoc holes made in the central part of the plate.
The edges of these orifices drive the springs which, in turn, drive the hub 151 provided with a projecting part 186 having corresponding housings for receiving the springs, and the drive is thus ensured. The springs are held in place by an annular housing formed by cup flanges 185 attached to the opposing sides of the plate and surrounding the springs and, in addition, form a seal with the sides of part 186. It will be noted that the flanges 185 thus prevent any passage of fluid between the chambers 153, 200.
It will be noted that the clutch 6 is of a construction similar to that of the clutch 5, the dis-
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driven ques 203 - $ bB. being similarly attached to the same hub 155 and arranged to interlock over interposed drive disks 205 which in turn are keyed to hub 325 attached to the drum
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4 by rivets 326.
The part 325 is formed of two parts integrally fixed to facilitate their assembly. It is clear that, upon engagement of clutch 6, driven hub 155 is directly coupled with and rotates with the drum, and as the drum is in turn engaged with the primary shaft being part of the main clutch, the hub 155 being in direct coupling on the shaft driven in 187, the direct drive is established.
The fluid clutch device allows the element to be disengaged when the element 6 is engaged, and it will be noted that one of the drive discs 162 of the clutch 5 is attached to the cage of rollers of the freewheel device placed between the drive hub 177 and the clutch 5. The rollers and, consequently, the disc 162 have only limited circumferential movement in relation to the hub 177.
The friction of the disc 162 in the drum tends to jam the rollers, which eliminates the installation of a torsion spring in the freewheel device, although this freewheel device prevents rotation of the other drive discs. 161 when the clutch 5 is not engaged, thus eliminating the heat build-up and loss of power due to friction which generally exists in multiple-disc clutch devices, due to the discs rubbing against each other or 'they rotate in a fluid, while they are not engaged - the disc 162 alone rotates in relation to the others
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when the clutch is disengaged.
The disc 162 emits little heat when it spins freely; however, it offers enough resistance to hold the vehicle downhill, because when clutch 1 is engaged the disc 162 holds the vehicle downhill in second gear, but it is found that its grip is not sufficient to transmit the maximum torque of the motor without excessive engagement pressure if, however, the torque to be transmitted requires only the use of a single disc, the freewheel device can be omitted.
The clutches 5 and 6 are pushed back into their disengaged position by springs 240 formed by curved portions of the periphery of the discs 160, 163 and 206. These parts forming springs, clearly shown in FIG. 6, are bent in opposite directions on the different adjacent plates, so that the tip of each of them bears on the heel of the next and causes the elastic separation of the discs at desired intervals, which helps disengagement when pressure drops.
The air cooling of this mechanism is also ensured by the arrangement of the multiple discs of the clutch. One of the main purposes of this way of isolating the clutch members from the torque conversion members is to remove the heat generated by the rotation of a large diameter assembly in thick fluid. The rotation in the air quickly dissipates the heat generated by the engagement of the discs under
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charge.
CLUTCH CONTROL SYSTEM
OPERATING BY FLUID.
The primary control of the automatic gear changes is effected by a centrifugal governor 17 which regulates the distribution of the fluid by a slide device described below and acts on the fluid clutches. A sheet metal shell 138, mounted on the driven shaft 56 and wedged on the latter, rotates inside the casing 7 with another shell 83 placed opposite and movable by sliding on the shaft. These shells, towards their periphery, are provided with converging inclined parts and retain mobile masses 131 moving along the radii of the shells. The angularity of the external faces of these masses 131 and of the shell 83 is progressively stepped as indicated at 135, 136.
Normally, the masses are pushed inward by the springs 133, and by the springs 134-188 (fig. 8), and are retained suitably spaced by a ring 132 whose branches serve to guide the masses which slide on them. When the speed of rotation of the secondary shaft is high enough for the masses 131 to generate sufficient force to overcome the resistance of the opposing springs 133, 134, it is found that the masses act against the inclined faces of the sliding shell 85 for the move to the left of the drawing.
A cam or eccentric 82 carried and which can be
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displaced by the shell 83, can come into contact with any end 84-239-139-189 at the shoulder of an angled lever 85 with two arms, according to the position which the eccentric occupies with respect to the axis and which, in turn, is determined by the regulator. When the members occupy the position shown in the drawing, the periphery of the eccentric, in the right position, touches the part 84 of the lever 85. Therefore, as soon as the driven shaft begins to turn, the eccentric pushes back. immediately lever 85 to the left in the position shown in figure 9.
The lever 85, in turn, is connected by means of the shaft 86 and an arm 87 wedged on this same shaft and provided with a rounded end 88 to a control slide 89, the operation of which is described. below. It will be noted that this drawer can be put in different positions by the eccentric 82, depending on the part of the lever 85 which is aligned with the eccentric controlled by the regulator. The operation of these components is explained in the description of the drawers they control.
FLUID PUMP AND DRAWER SYSTEM
CLUTCHES OPERATED BY FLUID.
Referring to Figures 2B, 10 and 11, the drawer 89 is housed inside and is part of the assembly, formed by the pump and the drawers, generally designated by the number 18 and also mounted on the shaft. secondary and comprising the body 90, the cover 91, placed on the chamber of an eccentric pump 98-99 and fixed
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by rivets 92, and a rotor 93 in said pump chamber. The pump chamber is formed by the space between an annular stator 96 and a keyed rotor on the secondary shaft as at 94. Radially sliding vanes 95 are housed in the rotor, which is in contact at a point with the stator ring 96. and which is smaller than the pump chamber limited on one side by this ring.
The suction chamber 98 is located on one side with a diameter passing through the point of tangency and the pressure chamber 99 is located on the other side of this line. Cavities 100 and 101 have been formed in the pump body to a different diameter and these cavities are connected to the suction and pressure chambers 98 and 99, respectively. The centrifugal force serves first to bring the vanes 95 into contact with them. the walls of the stator, but as soon as the fluid pressure is sufficient, the vanes are kept in contact by the aforementioned pressure, in the manner described below. This pump sucks the fluid from the bottom of the oil-filled sump through a screen 105 placed at the inlet of the suction pipe 107.
It will be noted that access to the screen can be obtained through the drainage plug 106 in the bottom of the housing.
Fluid is drawn through inlet channel 108 and passage 109 into chamber 100 and from there is conducted through parts 98-99 of the pump chamber and sent to cavity 101, from where, on passing through the outlet channel 110, it passes into an expansion chamber 111.
A predetermined constant pressure is maintained by the
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spring-loaded valve 112 installed inside the chamber 111 and normally closing the outlet port 115, the tension of the spring 113 being such that the opening whose port 115 is exposed by too high a flow rate from the pump is variable, in order to keep the fluid pressure constant. The spaces 242 under the vanes communicate, via a channel 245, with the chamber 111, and these plates are urged outwardly by the pressure of the fluid delivered by the pump.
From chamber 111, the pressurized fluid, passing through channel 116, enters through a jacket 117 provided with ports, then into chamber 119 (formed by a groove) of a drawer 118 and, from there, through a channel 120, in the body 90 of the pump, then through the passage 121 of the sleeve 122 of the drawer 89, in a cavity 123 of the drawer. The cavity 123 communicates through the orifice 124 with the hollow internal part 125 of the drawer 89, through which the fluid passes and leaves through the orifice 126 and through the chamber of the drawer 127 to the orifice 128, then through the groove 129, at the expansion orifice 130, it will be noted that when the spools 189-118 are in this position, the fluid pressure does not act on any of the clutch members.
As soon as the secondary shaft reaches a predetermined speed, the eccentric 82 moves to the left under the action of the regulator described above, as shown in FIG. 2B, until the moment when it comes in front of the shoulder 139 of lever 85. On the next turn, the eccentric moves lever 85 to the right, thus causing drawer 89 to move in the same direction.
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direction, as shown in the drawings (Figure 10), and a notch, depending on the position of the trigger pockets 142.
This movement is obviously carried out within the desired limits by giving the eccentric the suitable stroke and the contact finger 139 of the lever the required projection, the positions of the drawer being maintained by the spring pushers 141 which are locked in the pockets 142 in the sliding drawer. The dimensions of the inclined edges of these pockets and the position of their center are preferably chosen so that the springs give the arm a stroke slightly longer than that of the eccentric, and therefore the play left at each turn. between the arm and the eccentric prevents contact and wear of these parts.
CLUTCHES CONTROLLED BY FLUID AND THEIR OPERATION.
When moving the spool 89 one notch to the right, in the manner described, the fluid, after passing through the hollow center 125 of the spool as described above, is sent through the spool chamber 127 to the orifice 149, opposite which the drawer chamber is located, the expansion orifice 128 therefore communicating with the chamber 191 of the drawer 89. After passing through a channel through the orifice 140, the fluid passes into the chamber 144 of the drawer 118 and, from there, to the annular groove 146 which surrounds the secondary shaft 56 placed opposite a radial channel 147 leading to a longitudinal channel 148.
From this longitudinal channel 148, the fluid is led to another
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radial channel 149 which opens out through an orifice in the surface of the shaft, in the clutch (FIG. 2 A). From the channel 149, the fluid is conducted through the annular groove 150 and the passage 152 to a pressure chamber 153, one side of which is formed by the central disc 155 and the other side by an expandable diaphragm 154. At its periphery - rie, the diaphragm is welded to the central disc and, in the center, to close the compartment, it is mounted with a sliding seal on the hub 151.
The entry of the fluid into the compartment 153 by aures 156 - 157 is prevented by a ball valve 158, which however allows a faster drainage of the compartment than if the passage 152 were only employed, and the release of the valve. clutch 5 is done quickly.
The fluid pressure is obviously high enough to cause, through the expansion of the bellows or diaphragms, enough energy to compress the clutch discs, lock the clutch 5¯ and complete the clutch to second gear, as it was said above. The pressure compartment 153 is suitably sealed on its internal edge by a suitable part 211 and the hub 151, on one side, and, on the other, by the cup-plates 185 and the rib 186 of the hub surrounding the springs. depreciation 184, as has been said.
At the same time as the pressurized fluid finds access to the compartment 153, fluid enters the device of the main clutch which will be described below. Fluid, coming from the longitudinal channel
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148 formed in the shaft, passes through the orifice 165 in the annular chamber 166 limited on one side by a double valve 167, moved by pressure in the sliding annular chamber 166. to the right of the drawing (Figure 2A), to put the orifice 169 in communication with this chamber and allow the fluid to access the compartment 712 of the main clutch device via the channel 171.
When the machine gains speed in second gear or in an intermediate engagement of the torque, the acceleration of the rotation of the secondary shaft accentuates the displacement of the masses 131 of the regulator 17 outwards and, by bringing them into contact with the inclined parts 136 - 137 of the shells 83 - 138, cause the eccentric 132 to move to the left and bring it in line with the point 189 of the lever 85.
The rotation of the eccentric immediately moves the lever and consequently the spool 89 a little more to the right, towards the third position, placing the chamber 127 opposite the orifice 190, through which the pressurized fluid can, of in the same way, having access, after passing through communicating channels 192 - 193, to another annular groove 194 which also surrounds the secondary shaft inside the frame 90 of the pump and which is remote and isolated from the groove ring finger 146.
Concurrently, the pressure chamber 153 of the clutch is opened (to atmospheric pressure) to allow the pressure of the fluid to drop during the engagement and to create the disengagement, by the displacement of
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the drawer jacket 191 and its setting opposite the orifice 140 (which communicates, as described above, with the pressure chamber 153), the drawer jacket 191 establishing communication between the orifices 140 - 128 , and the last communicating with the air by passages 129 - 130.
Through the channels 195 - 196 - 197, the pressurized fluid passes, from the chamber 194, into the channel of the secondary shaft 56 and through an annular groove 198 communicating with a radial passage 197 towards the pressure chamber 200, passing through channel 199. By expanding the diaphragm 201 and thus compressing the disks of the clutch 6, already described, this clutch couples the driven plate 155 directly with the drum 4. The drum 4 being coupled to the primary shaft, the direct drive is obviously established. to the secondary shaft by the damping springs 184, and to the driven coupling 51 because, in all speeds, the sleeve 49 carrying this coupling is engaged by the teeth 52 - 53 to the secondary shaft.
It will be noted that the expansion of the diaphragm 173 creates the pressure required on the linings 67, 68 to effect the engagement of the main clutch, whatever the speed of rotation and whatever the effect of the centrifugal force acting on them. organs 3 at this time.
Upon entry of pressurized fluid into chamber 198, slide valve 167, which surrounds the forward end of output shaft 56, is moved
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to the left of the drawings, to discover the orifice 169 connected by the channel 171 with the pressure chamber 172 formed by the front face of the drum and the diaphragm 173.
In this way, pressurized fluid is sent to this chamber at the same time as the fluid enters the lockup clutch 6, and the resulting expansion of the diaphragm 173 creates the necessary pressure on the plate 174 to cause the lock-up. full engagement of the main clutch, independent of the parts controlled by centrifugal force 3.
It will be seen that this is also true during the entry of the pressurized fluid into the pressure chamber 153 through the channel 148, as stated above.
At this time the entry of the pressurized fluid into the pressure chamber 172 through the channel 165, the valve chamber 166 and the orifice 169 similarly causes the full engagement of the main clutch, regardless of the centrifugal force clutch device.
Part 167 of the valve thus prevents any communication between the two pressure channels 149 and 196 and ensures the isolation of these channels and their pressure chambers 153 - 200 with which they are respectively linked, while allowing the entry of the fluid under pressure, exiting from one or the other, in a common pressure chamber.
The disengagement of the main clutch, by the effect of the fluid pressure, is aided by a flat spring 270, in the shape of a star, and by the elasticity of the diaphragm itself. The branches of the spring 270 carry and retain
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the pressure plate 174 in place. A retainer plate 271 is also installed inside the pressure plate 174, a thrust washer 272 retains some of the engagement pressure of the diaphragm, without losing its full flexibility.
It will be noted that this allows the adjustment of the engagement pressure, exerted by the fluid, concurrently with the springs 71.
The chambers 150 and 198 formed in the hub 151 are isolated from each other by a reduction in diameter of the interior of the hub, which is neatly fitted, as at 218, to the output shaft 56. In addition, tight seals are obtained on the ends of the hub by careful machining, as in 219 - 220.
Any fluid leak, which could occur at the seals 219 - 220 would tend to fill the drum 4, the surplus of which, led towards the casing 7, through the spaces 279 - 280 of the pinion carrier sleeves, will serve to lubricate their surfaces. friction and, through the space 821 and a notch (not shown) in the thrust washer 282, a sufficient quantity of fluid is admitted to fill the drum with
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I but6e 3884 a sufficient quantity of fluid is admitted for rowpliù.lo drum in the manner indicated, so that any pressure of fluid created by the centrifugal force and exerted on the diaphragms 154 - 201 is practically balanced on the opposite walls of said diaphragms.
It is understood that when the rotational speed of the driven shaft drops to a predetermined speed, the lockup clutch disengages and the intermediate clutch i engages. This occurs because the ti-
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roir 89 has resumed the position of second or intermediate speed effected by bringing eccentric 82 into contact with part 239 of arm 85, which is on an axis parallel to that of eccentric when regulator 83 occupies the middle position.
It will be noted that, in this intermediate position, the pressure chamber 200 of the lockup clutch 6 will be open because the orifice 190 of the channel 217 opens out inside the housing around the end of the rod. control of the spool 89 thus allowing the flow of the fluid and the release of this clutch.
If the speed of rotation of the secondary shaft decreases further, eccentric 82 is moved by the regulator to the position shown in Figure 2B and contacts part 84 of arm 85 to move the spool in. the first position or to the left, as shown in FIG. 10, thus revealing the passages 140 - 217 of the pressure chamber 153 of the clutch and causing the pump to flow into the housing 7; therefore, the coupling in first gear by the drum 4 and the pinions 8 - ± and 12 - 15 alone is maintained.
MANUAL CLUTCH CONTROL
FLUID CONTROLS
Manual control of changes in torque ratios by engaging the different clutches by the driver is made possible by shifting
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cement of the drawer 118 which has been envisaged as occupying its normal position, or towards the left, see FIG. 10, a position in which it offers no obstacle to the functioning of the members in the manner already described.
However, this drawer can be placed in one or the other of two additional positions; in the first, or middle position (one notch to the right), this drawer places the orifices 116 and 145 in direct communication and blocks the orifice 120 communicating with the drawer 89. This communication is provided by the chamber 119 of the drawer which, when the drawer 118 is moved one notch to the right, puts the orifices 116 and 145 in communication. This movement of the drawer, as shown in the exemplary embodiment, is carried out using the button 227, by pushing it in the distance indicated by the arrow 235, or until it comes to a stop. against the larger of the two buttons sliding one inside the other (226).
For mounting on vehicles, it will be preferable to place this double button in the vehicle floor so that it can be operated with the foot, for example at the place usually occupied by the pedal. clutch, which no longer exists when the present system is used. In other cases, the double button can be placed anywhere, at any distance from the gearbox; It must be controlled manually or in any other way. Center button 227 is placed above and inside a larger button 226 in which it can slide. The central button 227 is pushed back by a relatively weak spring 230, while
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that the large button is pushed back by a considerably stronger spring 229.
A light pressure on these buttons therefore moves the spool 118 to a predetermined point (235) to the right (bringing it to the central position), while a stronger pressure moves it further (237) to the right. the right. This movement of the drawer is caused by a Bowden cable and the sheath 221 - 222 the cable being connected to one end of the drawer by an adjustable guide connector 223, screwed into the housing ¯'7, and the other end of the cable being attached to the small central button by the rod 341, guided by a bush 228. The adjustment of the connector 223, screwed into the housing, allows the drawer 118 to be properly placed in the initial positions chosen, this movement moving at the same time all the dis - control positive and its sheath (or curving the latter).
When moving the spool 18 from the first position to the right, that is to say towards the middle, the orifice 145, as has been said before, is connected directly to the expansion chamber 111, and in obviously assuming that the pinion.; lA is engaged in forward gear, the pressure is transmitted to the intermediate gear clutch, by the chamber 146, in the manner already described. It can therefore be seen that as long as the button 235 is retained in this position (under a slight pressure exerted by the operator), the taking in intermediate speed subsists. The passage 120 is at the same time open because there is a constriction in the left end of the drawer 118 to which this control cable is connected.
In addition, all ports with
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which the cavity 127 could communicate then have their passages open in the housing itself.
It can be seen that if the drawer 89 already occupies the intermediate position, the drawer 118 simply switches it on when it is moved one screen to the right, whereas if the drawer is in the right position , that is to say when the central channel 125 is placed in communication by the cavity 127 with the pressure chamber 200 of the clutch plate, this member (6) can be emptied through the orifice 120. If, on the other hand, the spool 89 is in the initial position, that is to say the left position, the clutch in intermediate speed is effected, as soon as the pump creates sufficient pressure to make act the clutch 5, by the acceleration of the secondary shaft 56 in first, after the freewheel device 16 has come into operation.
When the two buttons 226 - 227 have been pushed fully and the drawer 118 has been moved a little more to the right, that is to say it has been brought to a second predetermined position, the part 236 not reduced from this spool will protrude from orifice 116, thus allowing pump fluid to escape from chamber 111 to pass directly into the crankcase, simultaneously connecting channel 145 and thereby the second clutch. can release its fluid into the crankcase through port 140 and channel 217 by allowing clutches 5 - 6 as well as the fluid chamber to
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the main clutch 172 and the discharge chamber of the pump to be drained of their fluid, which passes through the housing, the two clutches 1 and 6 being disengaged, so that,
only the reduced speed gears are engaged by means of the pinion 13, operation being obtained by said pinion and the clutch by centrifugal force.
In mounting on vehicles, the tension of the springs 230 - 239 is proportioned, so that the weight of the driver's foot is sufficient to cause the feeding of the spool 118 to the intermediate position and that a stronger pressure is- that is, more thrust is needed to move this spool further to the right and establish the drive at reduced speed.
It will be noted that the frame of the pump and of the QQ spools floats around the secondary shaft 56 and is guided by the latter, and that an arm 246 attached to a part (not shown) projecting inside the housing 7 prevents the assembly from rotating with this shaft. In this way, the load-bearing part cannot be influenced by any force, (for example, a twisting of the shaft), other than that of the weight of the assembly itself, which could cause wear.
When the pinion and the freewheel device 13 are in the AV (left) position, that is to say in the position assumed until now, an exhaust port 37, connected to the inlet of the fluid under pressure through the channel 249 establishing communication between this inlet and the chamber 123, is blocked by means of a plunger 36, held closed by the rod 31, while the
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the latter is in the position it occupies when the pinion 13 is in the forward position.
However, the rod is grooved at 40 so that when the pinion 13 is moved from the forward position, either to the neutral position or to the reverse position, the plunger slide 36 can move under it. action of the pressure exerted by the fluid opening the drainage orifice 37 and thus preventing the access of the pressurized fluid in the clutches 5, 6, after the manual control 22 has been actuated to obtain the neutral or reverse position.
TORQUE CONTROL USING A DEVICE
OPERATING BY DEPRESSION.
An additional control means, able to influence the automatic displacement of the spool 89, to determine the torque ratio, can be added, in the form of a device whose operation is ensured by the vacuum existing in the intake manifold, when this gearbox is used in conjunction with an internal combustion engine. This control mechanism is an adaptation of the Lassiter vacuum torque control system.
A fairly large suction chamber 251 (fig.
3) is connected to the intake manifold via pipe 255.
A screw 268 makes it possible to adjust the flow rate of this pipe. The large suction chamber 251 constitutes a retardation reservoir, while the piston 257 slides in a reduced diameter of the upper cylindrical part 256 fixed to the side of the housing 7 by the support 252, as
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shown in the drawing. The piston 257, which is urged to descend by the suction produced in the chamber 251, is retained by a spring 258.
The spring acts on the rod 259 abutting against a lever 260, wedged on the end of a pin 261 projecting through the housing 7., between the regulator and the pump 17-18, as shown in figures 2b and 9 , the fork arms 262-273 carrying a collar 266 arranged to oppose the movement of the eccentric and the bell of the regulator 82-83 to the left, with the interposition of a stop 267.
It can be seen that when the suction is not sufficient to overcome the pressure of the antagonist spring 258, a condition which naturally exists when the opening of the throttle valve is increased, during an increase in the force to be supplied by the engine , some or all of the spring force resists the displacement of the eccentric to the left, as shown in figure 2b and, in this way, retards the shift into a smaller torque ratio socket, until at the moment when higher speeds of rotation of the regulator make it possible to overcome the different degrees of tension of the spring 258. Conversely, when the suction drops sufficiently, the tension of the spring 258 may be sufficient to overcome the centrifugal force of the masses and return them to the center.
MODIFICATION OF THE PROVISION
SPROCKETS AND
OF THEIR MEANS OF ORDER
The arrangement of the sliding gears and the freewheel device indicated by number 13 in fig.
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re 2b can be modified to obtain, at the desired time, the braking effects of a high torque ratio engagement. A modification of this construction is shown in Fig. 15, with which the remainder of the device can be employed in the same or almost identical form. In Figure 16, the same numbers are used to identify the same parts as in the other drawings; however, to distinguish them, the letter a has been added.
As shown in this figure, the secondary shaft 56a can be guided in the same way in the driven sleeve 49a, which sleeve carries splines at 49b, the sliding splined part is capped with another splined sleeve 45a, with which a freewheel device 16a and a crown 13a constituting the drive of the freewheel. The assembly is moved by a fork 32a. The crown wheel 13a can be moved, to bring it into engagement, from its indicated neutral position, either with the idler gear 12a, or with the idle gear 15a of reverse gear meshing with the reverse gear 14a.
The part 45a of the hub of the sliding assembly is provided with clutch teeth μla, which engage with the clutch teeth 53a, integrally with the collar 54a, of the centrifugal force regulator 17a. A separate disc 330 is rigidly fixed to the crown 13a, on the face opposite to that carrying the clutch teeth 52a, the center of this disc being grooved, like the part of the hub 45a, to engage either on the splines 49a, either on the splines 248a of the driven sleeve 49a, to lock the pinion with the sleeve and ensure the
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reverse by this pinion. The disc 330 is shown spaced from the hub 45 and is fixed to the face of the crown by splines, as in 331, and by matting the edge, at the periphery of the disc, as in 327.
It will be noted that the internal clutch teeth 52a are placed at a certain distance from the hub 45a and are mounted cantilever on a recess 328, in such a way that, when the sliding assembly has passed the position in which teeth 52a-53a are engaged, (when the splined hub of disc 330 is not engaged with splines 49b) it can be moved even further in the same direction (to the left of the figure) to disengage the teeth 53a and allow the latter to rotate freely inside the recess 329. It will also be seen that the proportions of these parts are such that, while this assembly occupies the position which has just been described, the disc 33Q is then engaged on the grooves 49b,
and that the crown 13a is sufficiently wide to allow the complete engagement of the crown 13a with the disc in one or the other of the last two positions in question. When the teeth 52a-53a are engaged and the disc 330 is no longer coupled by the splines 49b, the driven sleeve can be moved by the first gear 12a driven by the freewheel device and the driving hub 45a. the sleeve 49a, or the sleeve can be driven directly by the secondary shaft 56a, by the sleeve 54a, mounted on the splines 55a and by the teeth 53a-52a of the hub 45a.
The drives which take place through teeth 52a-53a are obviously
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those which take place at higher speeds than the drive by the crown 13a, and cause the release of the freewheel device 16a, allowing the hub 45a to rotate freely in the crown 13a.
When the crown wheel and the freewheel device 13a -16a are moved all the way to the left, to the left, and the teeth 52a-53a have come out of engagement, as mentioned above, the engagement of the teeth a-53a being held and the disc 330 being connected to the driven sleeve 49b, a reversible high torque (low speed) can be transmitted to the sleeve driven by the pinion 12a. In this way, we also obtain a reversible drive preventing the effect of "freewheeling" when the vehicle descends the hills and transmitting the braking effects of the engine, as long as the main clutch is engaged, while the other drives of the reduced torque (higher speeds) are not in operation due to disengagement of dogs 52a-53a.
However, it will be observed that, under these conditions, the secondary shaft and the pump will always continue to rotate under the effect of the friction generated by the viscosity of the oil which is in the clutches. This friction being sufficient to rotate the secondary shaft 56a when it is not in engagement with the driven sleeve, even if the engine is stopped or if its speed of rotation is sufficiently reduced to release the centrifugal force actuators from the clutches, with dogs 52a-53a uncoupled in this way, the auxiliary diaphragm would maintain the engagement of the main clutch as long, (or establish coupling as soon as) as the output shaft
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reaches a rotational speed sufficient for the pump to supply pressurized fluid to the auxiliary diaphragm.
When the sliding assembly is moved all the way back, to couple the disc 33Q on the splined portion 248a of the driven sleeve, the reverse gear is engaged directly by the disc of the crown 13a which, then, is engaged. with idle gear 15a, when all forward drives are disengaged. The secondary shaft obviously continues to turn forward, as in the construction system described above, under the effect of friction due to the viscosity, or under the effect of the clutches in the oil, (this depending on the speed of rotation of the secondary shaft 56) the priming of the pump thus remaining maintained.
Regardless of the sliding pinion system or freewheel device adopted, the plate 162 of the intermediate clutch may or may not be mounted on the cage of the freewheel device or on its hub, since it has been found that the braking effect of reduced commitments on descents, etc. on current vehicles is superfluous. The two-way commitments have been provided, in each case of the present description, to meet the demand of customers who believe in its use.
If, in second gear, the freewheel cage is released from this coupling, whether the first construction system or that of figure 16 is used,
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the clutch, of intermediate speed, can remain in gear while the lockup clutch 6 is also in gear. As a result, the unreduced portion 290 of the drawer 89 can be omitted and the ports 128-129-130 eliminated or closed. It will be seen that, as a result of this change, the fluid pressure will act on the second speed clutch and on the lockup clutch 6 ,. An advantage of this method would be the elimination of any slippage, when the drive changes from one clutch to another.
In addition, it will be noted that this modification allows the elimination of any communication system between the channel 196 and the pressure chamber 172 of the main clutch. In this case, the part 167 would be fixed in a longitudinal position, rather than being slidably mounted on the shaft 56, to avoid any connection between the chambers 166-198, when it is in the position shown in Figure 2a , in order to always allow the arrival of the pressurized fluid, coming from the second clutch channel 148, into the auxiliary diaphragm of the main clutch when the clutch 5 or the clutches 5 and 6 are engaged.
MISCELLANEOUS CHARACTERISTICS.
When the replacement of the lining 68 is necessary, it suffices to raise the ends of the springs 270 and to slide the support plate of the lining 174 from below this spring. The gasket 67 on the other side can be easily removed after removing the retaining wire or pin 283 that holds it.
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the trim plate 285 on the tenons 284.
It will be noted that the auxiliary pressure discs 160-203 are provided with linings, the inner faces of which, coming respectively in connection with the discs 159-202, are frustoconical. This compensates for any warping of the main plies by allowing them to curve outwardly towards the center, while maintaining the engagement pressure or average diameter of the spacer discs, which is essential for proper operation and to prevent wear. This feature greatly reduces the cost of construction, because if the linings did not have this shape the main platters would have to be three or four times thicker to resist the tendency to warp.
The flexibility that the pressure plates have as a result of the fact that an elastic material is employed also helps to avoid chattering, in addition, cushioning is obtained during engagement as described.
The section of the ports 152 and 199 through which the pressurized fluid enters the clutches 5-6 is reduced, and it is calculated, taking into account the viscosity of the fluid employed, so that an interval of about 3 seconds is usually required for fluid to pass through ports 152-199 and fill chambers 153-200, to fully engage clutches 5 and 6. This was provided for the good reason that in normal driving of a vehicle, the length of time during which most drivers maintain each of the reduced gears engaged,
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during gear changes, is almost always the same whether the acceleration is fast or not, the only difference being in the degree of opening of the throttle valve of the carburetor.
In other words, while the shift interval is practically the same, in first or second gear, if the driver is in a hurry, he accelerates his engine more brutally, but he does not stay in first gear any longer than in second gear. By bringing this time factor into play by calibrating the holes 152-199, the driver will be able to obtain the same results when driving a car fitted with our automatic gearbox. For example, in one case it could accelerate in first to a speed of 8 to 16 kilometers per hour during the lapse of 3 seconds, while in another case it could go up to 40 kilometers per hour. hour, simply by accelerating the engine faster.
However, the device ensuring this time interval would not be sufficient on its own for automatic control, since when a vehicle is moving below a certain speed, to ensure its correct operation, it is necessary that the socket in first or second is maintained as long as a certain speed is not reached. This is the reason why a control system with centrifugal force regulator 17 has been provided.
The application of supply passages calibrated to leave a predetermined period of time before engagement of the clutch, when the fluid is at its normal temperature, has an important additional advantage, for this reason that, in practice, it is need
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Be sure to use a fluid whose viscosity varies with changes in temperature.
For this reason, when running an engine to reach its most favorable normal operating temperature or when starting in cold weather, the fluid will take longer to pass through ports 152 - 199 and cause the clutch to engage, and consequently, will allow operation in reduced gears for a longer time, before shifting into direct drive, thus reducing the effort to be produced and allowing the engine to reach its highest operating temperature. favorable. The section of the calibrated passages, however, is such that, after the fluid has reached a temperature sufficient for its viscosity to be normal, the fluid will enter the clutches with the predetermined degree of delay.
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In addition, the calibrated orifices bu - ¯199, prevent sudden or jerky engagement of the clutches. A delay in the initial engagement is also obtained, thanks to the springs 61 - 62, which prevent the masses 60 of the centrifugal force clutch device from moving to the periphery before the drive part reaches a speed of predetermined rotation. This speed of rotation is high enough to allow the engine to be rotated at a reasonable speed, to bring it to its operating temperature, without engaging the clutch. This is particularly important in the case of cars, and in winter the speed of rotation can be somewhat increased.
In addition, since the torque of an internal combustion engine is low at low speed, it is preferable that the speed be increased to around
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its maximum torque, before mating occurs. Also, the difference between the speed at which the clutch coupling begins to transmit maximum torque should not be large.
The use of separate springs 134-188, preventing the longitudinal displacement of the regulator bell 83 and its various angular positions, allows independent adjustments of the speed of rotation at which the spool 89 is placed in each. positions by the regulator. The bell 83, which opposes the movement of the centrifugal masses towards the exterior and which is moved by them, is provided with two inclined parts, as mentioned above. The inclination of the first part 135 is less pronounced than that of the outer part 136.
The outward movement of the masses 131 along the first part is opposed by the springs 133 and 134, while the parts are constructed in such a way that when the traps reach the more pronounced tilting part 136, the spring 134 is fully compressed and the additional resistance created by the spring 188 opposes, in addition, the displacement of the masses along the most inclined part 136, and causes the spool to move in the third position or that direct drive. We will see by this that we can by modifying the angularity of the parts and the tension or the
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/ change the tension of the springs t3, - 134 - 188, / the speed at which in very large displacement in seconds or in direct drive by the red limiters / # regulator.
- The form of construction of the regulator, housed in a symmetrical housing enveloping the traps, is only much more compact than the one which comprises
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would take oscillating or pivoting masses, but remove protruding parts that would agitate the liquid, generating heat and creating friction losses, and furthermore, remove any obstacle that the liquid would present to the normal operation of the regulator.
The control system 19 of the distribution device 18 allows, moreover, the complete disengagement of the driven members from the driving members, which corresponds to the disengagement of the drive from the engine of a car having the gear change lever. and the box arranged in the manner commonly adopted at present. The disconnection is effected by placing the spool 118 in the first gear position, ensuring the removal of all fluid pressure in the clutches, and more particularly in the pressure chamber 172 of the diaphragm of the main clutch.
When this condition occurs, the primary motor shaft can rotate at a speed low enough to release the main clutch from its centrifugal engagement pressure or, if desired, can be completely stopped, have the driven components continue to rotate. or whether they are stationary. This is due to the fact that the first speed pinion 13 cannot be driven forward by the driven shaft, thanks to the presence of the freewheel device 18, and, for the same reason, the shaft 56, although connected with the driven sleeve 49 cannot drive the drum 4 of the clutches, because both clutches and 6¯ are disengaged.
Under these conditions, no backward drive produced by
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the rotation of the driven parts cannot maintain the main clutch at the engagement speed by centrifugal force, thus allowing the disengagement of this last and the complete uncoupling and the release by the freewheel system of the driven drum 4. There is thus a Means of driving the car in "freewheel", and this without great manual effort.
As is known, when plate or disc clutches work in a fluid such as oil, of a sufficiently high viscosity to ensure adequate lubrication, the discs tend to adhere, when disengaging, even when the discs are reasonably spaced. This effect becomes more pronounced in winter, when the oil or liquid between the discs loses almost all of its fluidity. The friction attributable to viscosity also increases in proportion to the increase in the average diameter of the coupling discs and, since, for satisfactory and durable operation and efficiency, this diameter should be as large as possible, the question the friction caused by the viscosity becomes very important.
In the transmission device described, this friction induced by the viscosity has only minimal or negligible importance if the vehicle is started with the pinion 13 in the forward position, but if this member is in the neutral or reverse position. , the effect of the viscosity would become very harmful if it could influence the coupling 51, because the members of the clutches 5 and 6 would tend to turn the secondary shaft 56 in motion
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before. It will however be noted that the driven coupling and the sleeve 49 are released from the shaft 56 by the displacement of the pinion 13 out of the forward running position and, that, as a result of the position occupied by the teeth 52 - 53, the friction due to viscosity cannot have any effect on the trained organs.
In reverse, the sleeve 49 rotates in the opposite direction and if, at this moment, it was coupled to the secondary shaft 56, there would be considerable resistance due to the friction due to the viscosity in the two clutches 5 and 6 , besides that the rotation of the driven disks of the clutches rotating in the opposite direction would react against the rotation of the driving disks.
However, by virtue of the fact that the sleeve 49 is not coupled to the secondary shaft 56, all of the clutch components can rotate freely in the direction of travel with the sole exception of the disc, the friction of which is negligible.
Disconnecting the sleeve 49 from the secondary shaft 55 also allows the pump to operate when the mechanism is in neutral position or in reverse. The secondary shaft 56 being thus uncoupled, one takes advantage of the drive by friction due to the viscosity of the clutches to maintain the rotation of the pump in forward direction, which not only thus maintains the priming of the pump, but also creates an increase in the temperature of the liquid, by passing it as often as desired through the pump, when running in neutral or in reverse.
On the other hand, we will notice that if it were possible, as a result of the connection
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of the sleeve 49 and of the shaft 56, to rotate the shaft 56, and consequently the rotor 93, in the opposite direction, the liquid would exit through the inlet of the pump, and the priming of the pump does not would only occur after a while when driven forward and this priming would take quite a long time when driving in cold weather.
As the rotation of the shaft 56 causes the member 83 of the regulator to move in its normal positions, the puller 89 being, in addition, moved as a function of the speed of rotation of this shaft 56 in the position controlling the engagement of the clutches , if the engagement of clutches 5 - 6 could occur when the mechanism is in reverse gear or in neutral position, it could be that the lower rotational speed or idle speed of the drive part is too high so that the bell 83 of the regulator can return to the first position;
this would prevent the forward engagement of the shaft 56 with the sleeve 49 which at this time is stationary, The outlet port 37, which is controlled by the displacement of the pinion 13 in neutral or reverse position , prevents the drive of the clutches J5. - 6. while allowing the pump to continue to operate in the forward direction of rotation for the reasons given above.
It will also be noted that by housing the oil clutches in a separate drum rotating in the part not filled with liquid, the dissipation of the heat generated by repeated engagements under load will be considerable.
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ment increased.
It will also be seen that the vacuum control device 21 can be eliminated without affecting the operation, other than leaving the driver the option of doing the same work manually, since the device 19 provides the means necessary to effect variations or for any other necessary maneuver and to give the driver complete freedom of action.
MODIFICATIONS IN THE CONSTRUCTION OF GEARS
FIG. 15 shows a construction modification in which the main clutch 3a and its engagement members are alone placed in the hollow part of the flywheel 2a. The clutch linings 67a and 68a are placed inside the flywheel and are not in the drum, the retort in the construction described above.
It will be appreciated that the construction of the oil disc clutches 5a and 6a is of very similar construction and function to those of the corresponding clutches of the embodiment described above and that like parts are designated by the same numbers to which the letter (a) has been added ;. However, the main clutch pressure application device is supplied with the fluid coming from the channels 148a - 196a and passing through the ports 165 A - 197 a, separated by a similar slide device 167a, which allows the distribution of the fluid. fluid, to the pressure chamber 172a, from one or the other of the two channels, through the orifice 169a, while preventing any communication between the channels 148a - 197a.
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Fluid passing through orifice 169a flows to chamber 170a, and from there passes through channel 300 to chamber 301 and through passages 302 - 303 into pressure chamber 172a formed by the space between the two diaphragms 305 - 306 - this space forming a pocket which, by expanding, presses against the clutch plates 307 - 308, forcing the linings 67a - 68a into respective contact with the pressure plate 66a and the inner wall of the flywheel 2a, thus coupling the main clutch in the same way. The diaphragms 305 - 306 are glued to each other, as marked at 309, they are joined together in the same way at their diameter = ntérieur, such for example by a welded jdnt, on a rim 310 of a hub 31.
The hub 311 is fixed to the drum 4a by the bolts 313, the pressure chamber 301 in the hub is sealed as indicated at 313 and 314, by force-mounting on the internal hub 315 placed on the end of the shaft 56a at the by means of a ring 73a.
Any fluid coming from the chamber 301, where the pressure is high, and which can pass through the sealing point 314, is returned to the part of the drum 4a, where the pressure is less, through a drain pipe 316 communicating with a recess annular 317 (or the pressure is also lower) to the drum side of the enclosed space 314. Any effusion of fluid out of chamber 317 is prevented by a seal, such as 318, or any other means.
Plates 307 - 308 are preferably made of a material of some elasticity, so as to resist expansion of diaphragms 305 - 306 and
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assist in disengaging when the pressure is no longer maintained in the chamber 172, formed between the two diaphragms. On their periphery, the plates 307 - 308 are also provided with internal ribs 319 springing, which prevent the clutch from grazing.
It will be seen that the device controlled by the fluid of the auxiliary coupling system 173 of the main clutch makes it possible, when desired, to rotate the drive member 1 by means of this device. It is therefore possible to start an engine either by towing or by pushing the vehicle in the usual manner, as long as the member 13 is engaged in the forward position, because the coupling is ensured by the device. 'auxiliary application as soon as the usually driven components turn at normal speed or at a speed greater than that of the engagement of second speed or direct drive. In addition, the auxiliary coupling retains the coupled clutch when, as is often the case, it is desired to drive slowly in direct drive without turning the engine at high speed.
It is also obvious that when the member 13 (or 13a) is moved to the neutral position, it is possible to tow the vehicle without the engine running, the mounting by floating around the secondary shaft, the pump ,. and all the drawers and passages, so as to allow longitudinal movements with this shaft, will prevent the wear of these parts.
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these and will maintain the seal at the joints.
Although it is evident that the various embodiments of the invention shown in the drawings have been well calculated to suitably satisfy the objects and advantages stated at the outset, it is understood that many modifications can be made without get out of his mind.
It will be noted that, to prevent wear of the member 187, the sleeve 168 is mounted floating so that it can move longitudinally between the ring 325 and the hub 216. This prevents the member 187 and them. surfaces forming seal 220 to serve as a bearing at the end of the shaft 56 of the drum, the force always being supported by the sleeve 73, regardless of the wear of the latter.
The set of multiple clutches, as is more clearly shown in FIG. 2a, is mounted so that it can easily be removed from the gearbox 7 and the automatic controls which it contains without having to move the other members constituting one or the other of the devices. This disassembly can be carried out by simply separating the clutch proper from the gearbox; grooved end 176 of sleeve 175 passing through hub 74; the grooved portion 187 of the secondary shaft 56 passing through the hub 177; and the reduced part of the shaft 56 coming out without any obstruction from the organs which surround it.
The housing 7. is provided with ears 292 pierced with holes to receive the screws 291 for fixing to a support.
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port, a frame for example, which can surround the clutch. The only condition required in the installation of the whole assembly is that the housing 2. and the drive shaft 1 are as exactly as possible in the extension of each other.
If desired, the gear changes as described in the invention can be
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ordered with interruption as provided for in patent application / N 379,146 filed January 9, 1935 in the name of Iut. Robert B. Aspinwall. In other words, it is possible to arrange for the driver to be able, at his discretion, by releasing the accelerator pedal for example, to operate the automatic gear changing device.
To achieve this goal, one can install on the end of the drawer 189 an exhaust mechanism, or any other device, such as one of those indicated in the aforementioned patent application and join the arm 85 to the drawer 89 by a connecting device. elastic.
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