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Perfectionnements aux dispositifs pour la commande des régu- lateurs de vitesse ou autres appareils auxiliaires des ma- chines à fluide sous pression.
Cette invention se rapporte aux machines à fluide sous pression employant un r-gulateur centrifuge pour le contrôle de la vitesse et elle est plus particulièrement applicable aux moteurs à combustion interne polycylindriques à grande @.
Dans ces moteurs, il est d'usage d'actionner le régulateur par l'extrémité de l'arbre coudre la plus éloignée du volant. Le. vitesse angulaire de cette extraite de l'ar- bre est, toutefois, généralement irréguliàre par suite des ,variations du couple provoquant des efforts de torsion dans
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l'arbre et ces irrégularitéspeuvent à certains moments être considérablement augmentées par les oscillations tor- sionnelles synchrones de l'arbre provenant notamment du fait que la périodicité des variations du couple est à peu près équivalente à la période naturelle.des vibrations
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t;or;3lcmm::Lle do l'Jl'b1'o.
Commn les m,i saea du r/'['.nlatp.u1' ont un moment d'inertie appréciable, ces irrégularités de la vitesse de rotation de l'extrémité de l'arbre à manivelle à laquelle le régulateur est raccordé produisent des efforts alternatifs considérables sur le régulateur, ce qui occa- sionne du bruit et provoque l'usure des pivots des masses et des autres organes mobiles du régulateur et, si ce dernier est actionné par des engrenages, l'usure de ceux=ci égale- ment.
En outre, l'inertie du régulateur réduit la vitesse critique de l'arbre coudé et ceci a généralement pour effet d'augmenter les risques d'oscillations torsionnelles exces- sives dans cet arbre.
Suivant la présente invention, le régulateur est. actionné par l'arbre coudé ou autre organe entraîneur rota- tif par l'intermédiaire d'un accouplement à friction, de préférence construit et disposé de telle façon que bien qu'il transmette la commande régulière normale au régula- teur, il glisse lorsqu'il se produit des irrégularités inop- portunes dans la vitesse'angulaire de la totalité ou d'une partie de l'organe entraîneur. Ainsi/ l'accouplement à fric- tion constitue de préférence entre l'organe entraîneur et le régulateur une transmission telle qu'elle permet un glissement entre l'organe entraîneur et l'organe entraîné, pour amortir les oscillations torsionnelles de l'organe de commande .
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Suivant une disposition, le régulateur peut être monté librement sur l'extrémité de l'arbre coude ou dans le prolongeaient de l'extrémité de cet arbre opposée à celle où se trouve le volant et être relié à 1'extrémité adja- cente de l'arbre coudé par un embrayage ou un accouplement à friction, dont l'élément entraîneur et l'élément entraîné sont en contact à friction de manière que normalement l'ac- couplement transmette la commande du régulateur sans glis- sement, mais qu'en cas de variations -La vitesse de l'extrémité de l'arbre coudé à laquelle le régulateur est raccordé, par suite d'oscillations Inopportunes de l'arbre sous les efforts de torsion, il se produise un glissement qui tend non seulement à empêcher la transmission de ces irrégularités de vitesse au régulateur,
mais fait également agir l'appareil comme un amortisseur de vibrations tortion- nelles du type connu à "friction solide" tendant à amortir les oscillations dues à la torsion.
Suivant une variante, le régulateur peut être monté sur l'extrémité libre de l'arbre à cames ou autre arbre de distribution ou être placé dans le prolongement de cet ar- bre, et être relié à celui-ci par un accouplement à friction, à l'extrémité opposée à celle qui reçoit le mouvement. Une pareille disposition peut servir à amortir les oscillations
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t;()r.'3.lonncl.l O,rj q11] PCUV(l1t ';(' produire dam 1 ':11'1'1'0 de dis- tribution, indépendamment de l'action qu'elle exerce pour empêcher que les irrégularités de la. vitesse angulaire qui se produisent par suite de ces oscillations torsionnelles à l'extrémité de cet arbre à laquelle le régulateur est relié, ne soient transmises à ce dernier.
Dans tous les ces, l'accouplement ou embrayage à friction peut, si on le désire, être combine avec un accou-
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plement à ressort monté en parallèle de manière à empêcher le glissement continu de l'accouplement à friction tout en permettant un mouvement de va-et-vient approprié entre ces éléments pour amortir les irrégularités excessives de la vitesse.
D'autre part, l'accouplement à friction, outre qu'il actionne le régulateur, peut commander un ou plusieurs au- tres dispositifs auxiliaires tels qu'une dynamo d'éclairage pour laquelle il est désirable d'avoir une commande uniforme.
Ainsi, par .exemple, le régulateur peut être disposé dans un carter rotatif et la dynamo d'éclairage ou autre appareil auxiliaire peut être actionné par ce carter au moyen d'en- grenages. Suivant une variante, dans laquelle le régulateur est disposé à l'extrémité de l'arbre coudé ou de l'arbre à cames, la dynamo d'éclairage ou autre appareil analogue peut être actionnée directement par le régulateur.
Le type d'accouplement ou d'embrayage à friction employé et le dispositif qui sert à en maintenir les deux éléments on contact à friction peuvent varier. Par exemple, on peut employer un embrayage du type à disque ou à cône dont les deux éléments sont pressés ensemble par un ou plu- sieurs ressorts aui peuvent être ajustables ou non, à volon- té. En outre, dans certains cas, le ressort qui agit sur les masses du régulateur peut aussi agir isolément ou con- jointement avec un ou plusieurs autres ressorts pour pres- ser les deux éléments de l'accouplement à friction en con- tact.
L'invention peut être réalisée de différentes ma- nières; une forme d'exécution d'arbre coudé auquel un ré- gulateur de vitesse et un amortisseur de vibrations torsion- nelles combinés suivant la présente invention sont adaptés
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est représentée à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une élévation de côté d'un arbre coudé complet avec un régulateur de vitesse et un amortisseur de vibrations torsionnelles combinés.
Fig. 2 est une élévation de côté en coupe à plus grande échelle du régulateur de vitesse et de l'amortisseur
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c9n 0 v i 11 r fj t i n Il :1 t n r r: i n n 11 n lIn r: (' n (II 1 \11 c n , , 0
Fig. 3 est une élévation de face, partiellement en coupe, du mode de construction représenté sur la Fig. 2.,
Dans le mode de construction représenté, l'arbre coudé A auquel l'invention est appliquée est destiné à un moteur polycylindrique comportant six cylindres et est pour- vu d'un volant B monté sur l'une de ses extrémités.
A l'au-
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tre oxtr,'nI11 t() do cot arbro ont fix''' ricidomotit, par oxompio au moyen de boulons C, un plateau ou disque de friction en- traîneur D disposé entre deux plateaux de friction entraînés E et F, dont l'un E est relié rigidement au carter G d'un régulateur de vitesse au moyen de boulons H, tandis que l'autre F est empêché de tourner par rapport au carter G par des boulons Fl passant librement à travers des trous prati- qués dans des oreilles dirigées intérieurement Gl du carter
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<;, <1<; flll;<>!1 ,\ lml nc;l,l.W ;Il! J'1,l.""11 1,' <1<. :11' clajl'o.rt' 'ix1¯:tlr- ment. Un ou plusieurs ressorts à boudin J logés dans des évidements Jl du carter G agissent sur le plateau mobile axialement F de manière à presser les plateaux de friction F, D et E l'un contre l'autre.
Sur des pivots K à l'intérieur du carter du régulateur sont montésdes masses centrifugesK1 faites d'une pièce avec des bras K2 ou reliées rigidement à ces bras qui agissent sur une bride Ll d'un manchon L en- tourant librement l'extrémité de l'arbre coudé A, de sorte
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que le déplacement radial des masses Kl sous l'action de la force centrifuge tend à déplacer le manchon L axialement.
Autour du manchon L est placé un ressort à boudin M dont l'une des extrémités porte contre la bride Ll tandis que l'autre extrémité porte contre la bride dirigée vers l'intérieur N1 d'un manchon fileté extérieurement N qui est vissé dans un trou taraudé correspondant du carter G, un
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eon±ra-6ci,ou N otant vj,<1:1r n rond r:111' ]8 mnnchnn N. Ln pizer N, Nl constitue ainsi une butée ajustable pour l'extrémité non malement fixe du ressort du régulateur M, de telle sorte que la force effective de ce dernier peut être réglée.
Le manchon L passe à travers le manchon N et agit par l'in- termédiaire d'une butée sur un collier 0 pourvu de touril- lons extérieurs O1 engagés dans des rainures Pl aux extrémi- tés d'un levier fourchu P monté sur un pivot transversal P2 lui permettant d'osciller, ce levier étant relié au mo- dérateur, papillon ou autre organe de commande du moteur auquel l'appareil est adapté. De cette manière,, les dépla- cements des masses K1 du régulateur sous l'action de la force centrifuge sont transmis par l'intermédiaire des le- viers K2 et du manchon L au levier P de manière à commander la vitesse du moteur de la manière connue.
On voit que dans l'appareil décrit ci-dessus, le carter G du régulateur et le mécanisme régulateur porté par ce carter sont reliés à l'arbre coudé par l'intermédiaire d'un accouplement à friction constitué par le plateau à friction entraîneur D et les plateaux à friction entraînés E et F.
La force effective des ressorts J qui repoussent ces plateaux à friction l'un contre l'autre est déterminée de telle façon que tout en assurant normalement entre les plateaux une friction suffisante pour actionner le régula-
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teur, elle permet un glissement entre le plateau entraîneur et les plateaux entraînés E et F si des irrégularités anor- males se produisent dans la vitesse de l'extrémité adjacente
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r1r 1 (,()1If)1 pnr ::ni Il, nol;;,fiir<,rnt;, cl:; O:;C1L1W,1on torsionnelles de cet arbre, de manière que ces irrégularités de vitesse soient partiellement ou entièrement amorties et ne soient pas transmises au mécanisme du régulateur.
Ainsi, le régulateur non seulement est protégé des irrégularités anormales de la vitesse mais encore agit, commue un amortis- seur des oscillations torsionnelles de l'arbre coudé du type connu à " friction solide ", et pour lui permettre d'agir efficacement sous ce rapporta le carter du régulateur peut dans certains cas être pourvu d'une jante massive G2 ou présenter toute autre forme susceptible d'augmenter son inertie.
Il est entendu que le mode de construction plus
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[J/lL'tlGTul10J""JJlnht cl(;Cl'it ;[-<1(1:-;":11;: (1-;t donné à titre, d'exemple seulement et que le régulateur peut être monté ou non sur l'arbre coudé et peut, dans ce dernier cas, être actionné directement ou indirectement par cet arbre. En outre, le type d'accouplement à friction employé et d'autres détails de construction peuvent varier sans qu'on s'écarte de la présente invention.
REVENDICATIONS.
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Improvements to devices for controlling speed regulators or other auxiliary devices of pressurized fluid machines.
This invention relates to pressurized fluid machines employing a centrifugal governor for speed control and is more particularly applicable to high-pressure polycylindrical internal combustion engines.
In these engines, it is customary to operate the governor from the end of the sewing shaft furthest from the flywheel. The. angular speed of this part of the shaft is, however, generally irregular owing to the variations in the torque causing torsional forces in the shaft.
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the shaft and these irregularities can at certain times be considerably increased by the synchronous torsional oscillations of the shaft resulting in particular from the fact that the periodicity of the variations of the torque is approximately equivalent to the natural period of the vibrations.
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t; or; 3lcmm :: Lle do l'Jl'b1'o.
Since the m, i saea of the r / '['. Nlatp.u1 'have an appreciable moment of inertia, these irregularities in the speed of rotation of the end of the crank shaft to which the governor is connected produce considerable reciprocating forces on the governor, which causes noise and causes wear of the mass pivots and other moving parts of the governor and, if the latter is actuated by gears, wear of the same = is lying.
In addition, the inertia of the governor reduces the critical speed of the bent shaft and this generally has the effect of increasing the risks of excessive torsional oscillations in this shaft.
According to the present invention, the regulator is. actuated by the elbow shaft or other rotary drive member through a friction clutch, preferably constructed and arranged such that although it transmits the normal smooth control to the governor, it slips when Unwanted irregularities occur in the angular velocity of all or part of the driving member. Thus / the friction coupling preferably constitutes between the driving member and the regulator a transmission such that it allows sliding between the driving member and the driven member, in order to dampen the torsional oscillations of the driving member. ordered .
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According to one arrangement, the regulator can be mounted freely on the end of the elbow shaft or in the extension of the end of this shaft opposite to that where the flywheel is located and be connected to the adjacent end of the shaft. 'shaft bent by a clutch or friction coupling, the driving element and the driven element of which are in frictional contact so that the coupling normally transmits the governor control without slipping, but that case of variations -The speed of the end of the bent shaft to which the regulator is connected, as a result of Inopportune oscillations of the shaft under the torsional forces, a slip occurs which tends not only to prevent the transmission of these speed irregularities to the governor,
but also causes the apparatus to act as a torsional vibration damper of the known "solid friction" type tending to damp oscillations due to torsion.
According to a variant, the regulator can be mounted on the free end of the camshaft or other distribution shaft or be placed in the extension of this shaft, and be connected to the latter by a friction coupling, at the opposite end to that which receives the movement. Such an arrangement can serve to dampen oscillations.
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t; () r.'3.lonncl.l O, rj q11] PCUV (l1t '; (' produce dam 1 ': 11'1'1'0 of distribution, independently of the action it exerts to prevent the irregularities in angular velocity which occur as a result of these torsional oscillations at the end of this shaft to which the regulator is connected, from being transmitted to the latter.
In all of these, the friction clutch or clutch may, if desired, be combined with a coupling.
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Spring loaded assembly mounted in parallel so as to prevent continuous slippage of the friction clutch while still allowing proper reciprocation between these members to cushion excessive irregularities in speed.
On the other hand, the friction clutch, besides operating the governor, can control one or more other auxiliary devices such as a lighting dynamo for which it is desirable to have uniform control.
Thus, for example, the regulator can be disposed in a rotating housing and the lighting dynamo or other auxiliary device can be actuated by this housing by means of gears. According to a variant, in which the regulator is disposed at the end of the bent shaft or of the camshaft, the lighting dynamo or other similar device can be actuated directly by the regulator.
The type of friction clutch or clutch employed and the device used to keep the two elements in friction contact may vary. For example, a disc or cone type clutch may be employed, the two elements of which are pressed together by one or more springs which may or may not be adjustable as desired. Further, in some cases the spring which acts on the governor masses may also act in isolation or in conjunction with one or more other springs to press the two elements of the friction clutch into contact.
The invention can be carried out in different ways; an embodiment of a bent shaft to which a speed governor and a combined torsional vibration damper according to the present invention are fitted
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is shown by way of example in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side elevation of a crankshaft complete with a combined speed controller and torsional vibration damper.
Fig. 2 is a larger scale sectional side elevation of the cruise control and damper
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c9n 0 v i 11 r fj t i n Il: 1 t n r r: i n n 11 n lIn r: ('n (II 1 \ 11 c n,, 0
Fig. 3 is a front elevation, partially in section, of the construction shown in FIG. 2.,
In the construction mode shown, the bent shaft A to which the invention is applied is intended for a polycylindrical engine comprising six cylinders and is provided with a flywheel B mounted on one of its ends.
At the next
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tre oxtr, 'nI11 t () do cot arbro have fixed' '' ricidomotit, by oxompio by means of bolts C, a drive friction plate or disc D placed between two driven friction plates E and F, of which the one E is rigidly connected to the crankcase G of a speed regulator by means of bolts H, while the other F is prevented from rotating with respect to the crankcase G by bolts Fl passing freely through holes made in ears directed internally Gl of the housing
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<;, <1 <; flll; <>! 1, \ lml nc; l, l.W; He! J'1, l. "" 11 1, '<1 <. : 11 'clajl'o.rt' 'ix1¯: tlr-ment. One or more coil springs J housed in recesses Jl of the casing G act on the axially movable plate F so as to press the friction plates F, D and E against each other.
Centrifugal masses K1 made in one piece with arms K2 or rigidly connected to these arms which act on a flange L of a sleeve L freely surrounding the end of the sleeve L are mounted on pivots K inside the governor housing. the bent shaft A, so
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that the radial displacement of the masses Kl under the action of centrifugal force tends to displace the sleeve L axially.
Around the sleeve L is placed a coil spring M, one end of which bears against the flange Ll while the other end bears against the flange directed inwards N1 of an externally threaded sleeve N which is screwed into a corresponding tapped hole in housing G, a
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eon ± ra-6ci, or N otant vj, <1: 1r n round r: 111 '] 8 mnnchnn N. Ln pizer N, Nl thus constitutes an adjustable stop for the non-fixed end of the regulator spring M, from so that the effective force of the latter can be adjusted.
The sleeve L passes through the sleeve N and acts by way of a stop on a collar 0 provided with external pins O1 engaged in grooves Pl at the ends of a forked lever P mounted on a transverse pivot P2 allowing it to oscillate, this lever being connected to the moderator, throttle or other engine control member to which the device is adapted. In this way, the movements of the masses K1 of the governor under the action of the centrifugal force are transmitted through the levers K2 and the sleeve L to the lever P so as to control the speed of the engine of the known manner.
It can be seen that in the apparatus described above, the housing G of the regulator and the regulator mechanism carried by this housing are connected to the bent shaft by means of a friction coupling constituted by the drive friction plate D and the driven friction plates E and F.
The effective force of the springs J which push these friction plates against each other is determined in such a way that while normally providing sufficient friction between the plates to actuate the regulator.
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tor, it allows sliding between the drive plate and the driven plates E and F if abnormal irregularities occur in the speed of the adjacent end
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r1r 1 (, () 1If) 1 pnr :: ni Il, nol ;;, fiir <, rnt ;, cl :; O:; C1L1W, 1on torsional motion of this shaft, so that these speed irregularities are partially or entirely damped and are not transmitted to the regulator mechanism.
Thus, the governor is not only protected from abnormal speed irregularities but also acts, commutes a damper of the torsional oscillations of the bent shaft of the known type with "solid friction", and to allow it to act effectively under this. reported the governor housing can in some cases be provided with a solid rim G2 or have any other shape likely to increase its inertia.
It is understood that the mode of construction more
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[J / lL'tlGTul10J "" JJlnht cl (; Cl'it; [- <1 (1: -; ": 11 ;: (1-; t given as an example only and that the regulator can be mounted or not on the elbow shaft, and in the latter case may be actuated directly or indirectly by that shaft. In addition, the type of friction clutch employed and other construction details may vary without consideration. departs from the present invention.
CLAIMS.
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