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Mécanisme de transmission et freins hydrauliques.
La prése nte invention est relative à des perfectionne-. ments dans les mécanismes de transmission et les freins hydrau- ligues,
Un des objets de l'invention est d'indiquer pour de tels mécanismes et freins des dispositifs perfectionnés pour
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remplir ou vider des chambres de travail d'une carta '., ,:-
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servoir placée à l'intérieur ou faisant partie intégrante du dispositif d'accouplement à une chambre extérieure et vioe versa.
Sous une autre forme, l'invention fournit un accouple- ment hydraulique oomprenant un aubage moteur et un rotor mobi- les, une ohambre de travail pour contenir le liquide d'accou- plement, une ohambre réservoir tournant aveo l'aubage moteur ou le rotor mobile et des dispositifs pour faire passer le li- quide de l'une à l'autre des dites chambres.
L'invention est déorite ci-dessous en se référant aux desseins annexés dans lesquels,
La figure 1 est une coupe en élévation d'un accouple- ment du type Föttinger alimenté en liquide au moyen du disposi- tif qui fait l'objet de l'invention, les conduites reliant l'ac- oouplement à une ohambre réservoir extérieure, cette chambre elle-même n'étant pas représentée, tandis que les figures 3 et 4 montrent schématiquement le dispositif général de la machine menante l'aooouplement, la machine menée et les liaisons de l'accouplement au réservoir qui l'alimente en liquide par oom- pression de ce dernier ou par simple gravité.
La figure 2 est une vue en bout du réservoir et du li- quide sous les dispositifs, le reste de l'accouplement ayant été enlevé.
La figure 5 est une vue de détail, en coupe et éléva- tion d'une autre forme d'exécution de l'invention.
La figure 6 est une vue de bout de la partie du méoa- nisme représentée à la figure 5 et
La figure 7 est une ooupe en élévation de la moitié d'une autre forme d'exécution de l'invention.
En se référant aux figures 1 et 2, 1 est un arbre de
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moteur (ou autre arbre menant), sur lequel est olaveté un manohon 2 sur lequel est olaveté à son tour l'aubage moteur 3 de l'accouplement. Sur ce dernier est fixé la chemise inté- rieure 5 et la chemise extérieure 6, toutes les deux tournant aveo l'arbe menant 1. Les olavettes ne sont pas figurées. Le rotor mobile 7 de l'accouplement est fixé par des boulons et éorous 8 sur un manchon 9 portant un rebord, olaveté sur l'ar- bre mené 10.
Entre les chemises 5, 6 se trouve formé un espace 11 qui peut être désigné par chambre d'évacuation dans laquelle se trouve le tube fixe d'évacuation 12 qui constitue la pièoe de "transfert" qui sert à évacuer le liquide de l'accouple- ment.
Ce tube est monté dans un manohon 13 .entourant le man- chon 9 et claveté sur l'extrémité du ohapeau 14. Le tube 12 communique à son extrémité inférieure aveo une ouverture ou des ouvertures 15 dans le manohon 13, qui, à la partie exté- rieure du manchon, est connectée aveo une oonduite de décharge 16 montée dans le manohon. Sur la faoe du manchon 13 opposée aux trous 15, est peroé un oanal 17 qui, à son extrémité ex- térieure, communique aveo une douille interne de conduite 18, montée dans le manchon, et oommunique par son extrémité inter- ne aveo un certain nombre de oanaux 19 établissant une commu- nication entre la conduite d'alimentation 18 et la ohambre de travail de l'accouplement.
Entre l'extrémité extérieure du manohon 9 et le chapeau 14 est un anneau de butée 20 qui tour- ne aveo le manchon 9 par rapport au chapeau 14, en formant presse-étoupe et entre l'angle interne du oarter extérieur 6 et le manchon 13 est un anneau de butée analogue formant pres- se-étoupe. Un ressort spirale 22 entre les extrémités internes
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des axes 1 et 10, aveo une rondelle 23 et une bille interpo- sées, sert à rendre étanohe les anneaux de butée lorsqu'il n'y a pas de poussée hydraulique tendant à écarter l'aubage moteur et le rotor l'un de l'autre, o'est-à-dire lorsque l'ac- couplement est arrêté. Un ou plusieurs canaux 35 sont prévus pour relier-la ohambre d'évacuation 11 avec la chambre de tra- vail.
Ces Canaux peuvent être réglables, par exemple au moyen de la soupape 36, ou bien les oanaux 35 peuvent être ouverts ou fermés à volonté par un mécanisme de soupapes convenable agissant par exemple à travers le manchon 13, pendant la ro- tation de l'accouplement.
En se reportant à la figure 3, on voit en 25 la maohi- ne menante (qui peut par exemple être un moteur électrique) aooouplée à une machine menée 26 par l'accouplement hydrauli- que 27 du genre de celui de la figure 1, le tube d'évacuation est relié à travers le tube de décharge 28, au réservoir de oompression 29, dans lequel la pression peut être élevée avant la mise en marohe au moyen de la pompe à main 29A ou au moyen d'autres dispositifs convenables.
La pression est maintenue ensuite automatiquement à une valeur qui dépend des circonstances.
Un olapet de retenue 30 peut être prévu dans le tube 28, si on le désire, et l'extrémité la plus basse du tube 28 peut déboucher au-dessous de la surface du liquide dans le ré- servoir 29 de sorte que le vidage de l'accouplement puisse être facilite par un effet de syphon. Le réservoir 29 est mu- ni, pour l'alimentation de l'accouplement, d'une conduite 31 qui est reliée sur l'accouplement aveo la douille intérieure de oonduite 18 (figure 1). Dans la conduite d'alimentation 31 est une soupape de oommande de la vitesse 32 qui,/peut, si on
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le désire, être disposée à une certaine distance de la machi- ne.
Une soupape de détente 33 peut être placée sur la oonduite d'alimentation 31 pour maintenir une pression constante sur la soupape de commande 32, ou bien le réservoir peut être muni dans le même but d'une soupape à air 33A, réglée à la pression convenable. Un clapet de décharge ouvert par un ressort ou par un poids est disposé dans le réservoir 29 pour faire baisser la pression quand la machine est arrêtée. Ce olapet de déohar- ge peut être fermé quand l'accouplement est mis en marche, par un électro-aimant relié au circuit du moteur 25 ou par la pres- sion dans la conduite de décharge 28 ou par tout autre moyen oonvenable.
Le fonctionnement du dispositif (voir figure 1 à 3) est le suivant :
Quand l'aubage moteur 3 tourne, le liquide passe oons- tamment suivant une loi prédéterminée, de la chambre de tra- vail à la chambre d'évacuation 11, entre l'aubage moteur et le rotor à travers les oanaux 35 et, par suite de son ohoo oontre l'extrémité ouverte du tube d'évacuation 12, il est évacué à travers le tube de décharge 28 dans le réservoir 29.
Cette perte de liquide par 1'accouplement, qui est peu importante, est continuellement compensée par la oonduite d'a- limentation 31.
A titre d'exemple, aveo le rotor tournant à pleine vi- tesse, la ohambre de travail étant pleine, le régime de perte correspondant à la pression centrifuge et à l'aire réelle des oanaux 35 de communication a été trouvé égal à 45 litres par minute. Aussi longtemps que la soupape de commande 32 est ouver- te en grand, cette perte est telle que la chambre de travail reste pleine.
En supposant alors que la soupape de commande soit par-
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,tiellement fermée de sorte que le régime du remplissage soit de 35 litres par minute, la chambre de travail commence à se vider et la vitesse de l'arbre mené tombe, par suite de l'aug- mentation du glissement entre l'aubage moteur 3 et le rotor 7.
A mesure que la chambre de travail se vide, la pression cen- trifuge dans les canaux de communication 35 tombe, avec pour résultat de faire décroître dans la chambre d'évacuation le régime de la "perte". Un point est rapidement atteint pour lequel le régime de perte équilibre le régime d'alimentation, à savoir 35 litres par minute dans l'exemple chiffré ci-des- sus; le dispositif est alors stable à la vitesse réduite cor- respondant au degré de remplissage de la chambre de travail et à la puissance transmise.
De façon analogue, si la position de la soupape de oommande permet l'introduction de 25 litres par minute, l'ac- oouplement se vide à nouveau, jusqu'à ce que le régime de per- te arrive à équilibrer le régime de remplissage; la machine menée tournera alors à ce moment de faon stable à une nouvel- le vitesse réduite.
Dans les cas où il est essentiel que la vitesse chan- ge rapidement lorsque la position de la soupape de commande varie, il est nécessaire que les canaux de communication aient une surface relativement grande, tandis qu'en d'autres ciroons- tanoes où une durée, par exemple de 30 secondés, n'a pas d'im- portance les oanaux de communication peuvent être petits.
Il doit être mentionné que le tub3 d'évacuation prend et transporte une certaine quantité d'air et d'huile et d'au- tres liquides, dans le réservoir avec le résultat pratique que l'air entrainé sert à maintenir la pression au-dessus du liqui- de dans le réservoir. On a constaté qu'il était possible d'aug- /
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menter considérablement l'entraînement de l'air en prévoyant à l'intérieur du réservoir 6 au voisinage de l'extrémité ou- verte du tube d'évacuation 12 des ailettes convenablement établies ou des passages étranglés qui font subir au volume du liquide et d'air une rapide succession de chocs oontre l'extrémité ouverte du tube.
On a oonstaté que la pression qui peut être dévelop- pée ainsi dans le tube de déoharge est suffisamment élevée pour toutes les exigenoes du fonctionnement normal. La pres- sion dans le réservoir est en effet très faible pendant la marche ( par exemple de l'ordre de quelques oentaines de grammes par centimètre oarré ). La puissanoe consommée due à la résistanoe du liquide oontre 1'extrémité du tube d'éva- ouation est de oe fait négligeable.
Des oanaux oonvenables de décompression ou des soupa- pes peuvent être prévue dans le oarter de l'accouplement pour aider à l'évacuation de l'air au moment du remplissage, mais ils ne sont pas figurés aux dessins.
Puisque la régulation de la vitesse est obtenue en faisant varier le glissement, il est visible qu'une réduotion de vitesse est accompagnée par une ohute de rendement, aveo une élévation de température correspondante du liquide.
L'effet de refroidissement dû à la rotation de l'auba- ge moteur en contact aveo l'air extérieur a été trouvé satis- faisant dans la plupart des cas, mais il peut être augmenté en ajoutant des ailettes de refroidissement. Si on le désire pour un fonctionnement de longue durée sous forte puissance, et glissement élevé, l'accouplement peut être disposé dans un carter étanohe et être refroidi par de l'eau. Dans oertains oas, l'arbre mené peut être relié à l'élément portant les ohe-
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mises externes et interne. 5 et 6, le moteur étant relié à l'autre élément.
Dans ce dispositif le refroidissement est moins efficace quand la vitesse de l'arbre mené tombe, mais par ailleurs la vitesse de réglage est améliorée puisque la réduction du régime d'éooulement à travers les orifices de dé- charge 35 est affeotée à la fois par la réduction de la pres- sion centrifuge due au vidage de la chambre de travail et par la réduction de la pression centrifuge due à la chute de la vitesse de l'arbre mené. Dans la plupart des oas, il est néan- moins préférable que l'aubage moteur et le liquide de la oham- bre d'évacuation soient oonneotés à l'arbre menant.
Dans la variante représentée à la figure 4 il est pré- vu un réservoir fonctionnant par gravité 37. Le tube de déohar ge 28 de l'accouplement est disposé de façon à déboucher dans le haut du réservoir 37 tandis que la conduite d'alimentation 31 a son ouvertpre à la portée de la hauteur du réservoir 37.
Dans le réservoir B est suspendu un poids mobile 38 dont la hauteur est réglable au,moyen du levier 39. Si le poids 38 est soulevé par l'abissement du levier 39, le niveau du li- quide dans le réservoir descend au-dessous de la sortie de la oonduite 31, ce qui coupe l'alimentation de l'aooouplement, pen- dant ce temps la décharge à travers de la conduite 28 continue de sorte que l'accouplement se vide et que le réservoir se remplît jusqu'à ce que le liquide monte et coule par la conduite d'ali- mentation 31 dans 1'accouplement. Le régime d'alimentation é- quilibrant alors le régime de la perte de sorte que aucune ré- duction nouvelle de la vitesse de rotation ne peut avoir lieu.
Un résultat analogue peut être obtenu à volonté par le soulève- ment ou l'abaissement de l'extrémité de la oonduite d'alimenta- tion 31 ou par le déplacement du poids mobile 38.
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Dans la forme d'exécution représentée à peu près sohé- matiquement à la figure 5, le oarter 6 est relié à l'arbre me-. nant 1, le stat&r 3 ayant un rebord 40 sur lequel est boulonné l'épaulement 41 du carter 6, au moyen d'éorous et de boulons.
La pièce 42 qui constitue la chambre réservoir est attaohée à la pièce 3 du stator par des moyens convenables qui ne sont pas représentés. Le rotor 7 est relié à,l'arbre mené 10. Dans l'es- pace 11 entre l'aubage moteur 3 et le carter 6 est disposée une pièce de transfert 43 à laquelle le manohon 44 est relié à frot tement au moyen de tenons. Le manohon 44 qui est libre de tour- ner sur l'arbre mené 10 est muni d'un rebord 45.
L'extrémité interne du manohon 44 porte contre la sou- pape 46 qui est poussée vers la droite par un ressort 47. Les pièces 44, 46, 47 et 32 tournent avec le chemin 6 l'aubage mo- teur 3 et l'arbre menant 1.
L'aubage moteur est relié à un espace 42 par les canaux 48 par le déplaoement de la soupape 46 vers la gauche, par l'a- baissement de la pédale 49 les oanaux 48 peuvent être formée*
La figure 6 est un schéma de l'élément de transfert 43, elle montre les aubes incurvées 50 dont il est muni,, mais le nombre de ces aubes et leur forme peuvent être modifiés suivant les nécessités.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
A la mise en marohe les espaces extérieurs à la cham- bre réservoir 42 étant remplis d'huile, la puissance est trans- mise aveo le minimum de glissement entre l'arbre menant 1 et l'arbre mené 10, au travers de l'accouplement hydraulique, entre l'aubage moteur 3 et le rotor 7. Une certaine quantité de li- quide qui tend à passer à la ohambre 42 s"éooule extérieurement par les canaux 48.
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L'élément de transfert 43 est entraîné par l'aubage moteur, par entraînement du liquide à l'intérieur de l'espace 11., le'sens de la rotation étant indiqué par la flèche de la figure 6.
Quand on désire débrayer, la pédale 49 est abaissée ce qui déplace la surface extérieure du rebord 45 en forme de cô- ne jusqu'à la mettre en contact aveo la pièce fixée 51. La pièce de transfert 43 qui est reliée avec le manohon 44 par des tenons est, par ce mouvement, arrêtée et le liquide de l'espace 11 est projeté (dans la direotion de la flèche de la figure 6) sur les aubes 50 de l'élément de transfert 43, et est poussé par les ouvertures 52, par l'aubage moteur, dans le réservoir 42., Par l'abaissement de la pédale 49, la soupa- pe 46 est déplacée vers la gauche ce qui ferme les canaux 48, le liquide est envoyé dans la réservoir 42 et ne peut plue s'en échapper* Le liquide dans la chambre de travail, entre les pièces 3 et 7,
passe alors par les oanaux 33 dans l'espa- oe 11 et est oontraint de passer par les aubages fixes de l'élément de transfert 43 dans le réservoir 42 jusqu'à ce que le liquide de l'accouplement soit en entier passé dans le ré- servoir .
Il est olair que par une légère pression sur la pédale 49 le degré de remplissage de la ohambre de travail et par oon- séquent le glissement peut être réglé à volonté. Quand la péda- le est relevée, le liquide est poussé par la force centrifuge à travers les canaux 48 dans la chambre de travail et l'élément de transfert est à nouveau libre de tourner avec l'aubage mo- teur. Le glissement est ramené à nouveau à sa faible valeur initiale.
Dans une variante analogue à la figure 5. la soupape 46
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et les oanaux 48 peuvent être supprimée, et la surface interne 52 augmentée jusqu'à avoir un diamètre égal à celui de la oham bre réservoir 42.
Dans ces conditions, l'abaissement de la pédale 49 a pour effet d'arrêter la rotation de l'élément de transfert 43, comme on l'a décrit, ce qui a pour résultat que le liquide passe dans la chambre réservoir 42 et y reste aussi longtemps que 43 est arrêté, en oomprimant le liquide qui est extrait de la ohambre 11.
En quittant la pièce 43, le liquide de la chambre ré- servoir est libre de retourner à la chambre de travail par la chambre 11 etles oanaux 53,
Quoique dans la oonstruotion de la figure 5 la chambre de travail qui est autour de la ohambre réservoir ait un dia- mètre considérable, plutôt que de réduire les dimensions gé- nérales, il est préférable d'utiliser un liquide de grande densité par exemple du meroure.
Dans le dispositif représenté schématiquement à la fi- gure 7, l'élément de transfert 43 est disposé dans l'espace 11 entre le rotor 7 et le carter 6. Cet élément de transfert est muni d'aubes quelconques comme sur la figure 6. Une chambre réservoir 54 est fixée sur le carter 6 et dans cette chambre 54 se trouve un second élément de transfert 55 également pour- vu d'aubes convenables.
L'élément 43 est fixé sur un manchon 58 qui peut tour- ner autour de l'arbre 10 tandis que l'élément 55 est monté sur un manchon 59 qui peut tourner sur le manohon 58. Le manohon b8 est muni à son extrémité extérieure d'un rebord ou d'un tambour 56 et que le manchon 59 est muni d'un tambour analogue 57. Des moyens convenables qui ne sont pas figurés on% été
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prévus pour freiner l'un et l'autre des tambours 56 et 57 d'u- ne façon indépendante.
En. fonctionnement, en supposant que l'arbre 1 est l'ar bre menant, l'arbre 10 au moyen de l'accouplement hydraulique des aubagee moteurs et du rotor 7, la chambre de travail de l'accouplement étant remplie de liquide, les éléments 43 et 55 tournent aveo l'arbre 10, puisqu'ils sont libres de le fai- re et la chambre de travail reste pleine .
Si maintenant on désire vider la ohambre de travail, le frein est appliqué eur le tambour 56 et arrête soit par- tiellement, soit complètement la rotation de l'élément de transfert 43, Le liquide dans l'espace 11 en étant projeté contre les aubes de l'élément 43 et prenant la forme des aubes est poussé à travers l'espace 60 dans la ohambre de réservoir 54.
Quand on désire augmenter le glissement, le frein est li- bre sur le tambour 57, l'accouplement continue à tourner aveo un degré oonstant de remplissage mais réduite Quant on désire augmenter le remplissage et ainsi diminuer le glissement le frein est appliqué sur le tambour 57, ce qui arrête partielle- ment ou complètement la rotation de l'élément b5, les aubes de cet élément ayant une forme telle que le liquide projeté oontre èlle soit forcé de passer à travers l'espace 60 en re- tournant dans la chambre de travail,
Il est clair que dans les dispositifs décrits l'énergie de force vive du liquide à l'intérieur de l'accouplement est utilisée pour faire passer le liquide dans la chambre de tra- vail ou pour l'en retirer., Dans le dispositif de la figure 4 par exemple,
l'énergie de la force vive sert à déplacer le li- quide de la ohambre de travail de l'accouplement 27 et à l'en- voyer dans le réservoir 37. Le liquide du réservoir 37 a une
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énergie potentielle qui provient de l'énergie de la force vive et cette énergie potentielle sert à fournir le liquide à l'ao.- oouplement 27.
En somme dans les exemples de réalisation de 1'inven- tion ci-dessus décrite l'énergie de la force vive qui est uti- lisée pour envoyer le liquide à la ohambre de travail ou l'en extraire provient du mouvement de rotation du liquide autour de l'axe de l'arbre. Il est olair que si on le désire, le mou- vement de circulation du liquide peut être utilisé dans oe but.
L'invention a été déorite dans ses applications aux mécanismes de transmission, elle peut être appliquée aux freins, Par exemple,, dans de cas du dispositif de la figure 4 l'é- lément 2 représenterait le méoanisme à freiner tandis que l'arbre 10 serait fixe, Si dans ces conditions, l'accouple- ment 27 est vide, aucun effet de freinage ne peut être exercé sur le méoanisme'25 et si le degré de/remplissage est augmenté par le soulèvement du levier 39, l'effet de freinage augmente jusquà ce que la ohambre de travail de l'accouplement soit plaine$ l'effet de freinage étant alors maximum, Une aotion analogue peut être obtenue aveo les dispositifs représentés aux autres figures.