<Desc/Clms Page number 1>
Appareil pour transmission hydraulique de force.
La présente invention est relative à la transmission de force où l'on demande des vitesses relatives variables entre le générateur de force et le récepteur, et elle utilise des moyens hydrauliques par lesquels on obtient une transmission variable à l'infini, sans le bruit inévitable avec les engrenages.
L'invention a pour objet un appareil de construction compacte et robuste, et d'un poids faible par rapport à la puissance.
Le nouvel appareil de transmission de force comprend un élément rotatif de commande (ou bien, comme alternative, commandé) pourvu de plusieurs cylindres radiaux qui renferment des pistons, et un élément ro- tatif commandé (ou bien, comme alternative, de commande)
<Desc/Clms Page number 2>
qui est combiné avec l'élément de commande, et qui est pourvu d'un anneau excentrique, uni ou denté, ou d'au- tre obstacle, constituant un chemin de guidage des pistons.
Les pistons sont positivement liés ensemble , ou tout au moins disposés pour pouvoir être positive- ment liés ensemble par de l'huile ou autre liquide ap- proprié (ci-dessous dénommé tout court "huile" pour la commodité), en vue d'exclure l'air atmosphérique, de sorte que l'un quelconque des pistons, en exécutant son mouvement de va et vient, imprime sans effort in- ductif, par sympathie , un mouvement semblable au pis- ton ou aux pistons associés avec lui. Une valve axiale est préférablement ménagée en vue de varier la section effective des lumières établissant la communication entre les cylindres.
Les dispositions sont prises de manière que lorsque les lumières de communication entre les cylin- dres sont fermées, l'appareil tourne comme une masse massive, mais lorsque lesdites lumières sont ouvertes un peu par mise en activité de la valve susmentionnée, les pistons exécutent un mouvement alternatif à une vitesse déterminée par l'effort de traction - en ce cas supposé constant - et déterminée aussi par la vi- tesse de passage d'huile de cylindre en cylindre, de faon que lorsque la section effective des lumières des cylindres augmente graduellement, la vitesse de l'élément commandé diminue proportionnellement par rapport à celle de l'élément de commando, jusqu'au moment où lesdites lumières sont complètement ouvertes;
l'huile passe alors librement de cylindre en cylindre et aucun mouvement de rotation n'est transmis à l'élé- ment commandée On pourra ainsi à volonté obtenir un
<Desc/Clms Page number 3>
rapport de transmission variable à l'infinie d'un élé- ment à l'autre, depuis la commande directe jusqu'au mouvement tournant libre.
Comma le passage de l'huile de cylindre en cylindre a lieu indépendamment d'un effort d'aspira- tion, on pourra obtenir un rapport de vitesse variable à l'Infini dans des limites prédéterminées quelconques, avec toute section particulière de lumière de cylin- dre, rien qu'en variant la vitesse de rotation de Isolément de command9 de manière que dans certain% conditions , on pourra se passer de la valve en ques- tion, bien que sa présence soit toujours désirable pour permettre de faire varier la section des lumières, dans le but de compenser des différences de températu- re (qui modifient la viscosité de l'huile)
ou des va- riations de la charge (qui influent sur la rapidité de l'huiler
De pluspuisque le passage d'huile de cy- lindre en cylindre a lieu à l'exclusion d'air, l'é- chauffement de l'huile reste dans des limites de bon fonctionnements lequel ne serait pas possible si l'on permettait à l'air de pénétrer dans le système, puis- que l'air sous haute pression produirait de la chaleur et la transmettrait à l'huile, qui pourrait alors éven- tuellement prendre feu.
En outre, si l'on comptait sur un effort d'aspiration, le remplissage des cylindres de travail ne s'effeotuerait pas dans le temps disponible pour y maintenir le travail effectif =. vu la viscosité de l'huile et l'exiguïté de la section des lumières -, car bien que la section de lumières puisse convenir pour le passage d'huile sous pression,cette section
<Desc/Clms Page number 4>
serait insuffisante pour remplissage des cylindres par effort inductif.
Les extrémités saillantes des pistons sont préalablement pourvues de galets unis ou dentés pour le contact avec le chemin de guidage ou autre obstacle contre lequel les pistons exercent leur action; l'élé- ment commandé, qui porte le chemin de guidage, est en forme de chambre remplie d'huile autant qu'elle puisse en contenir, et les pistons et cylindres (ceux-ci étant remplis aussi d'huile selon la capacité de travail désirée) de l'élément de commande baignent dans cette huile.
En passant sur le chemin de guidage, les pis- tons exécutent donc un mouvement alternatif dans la chambre remplie d'huile, et le volume de travail maxi- mum d'huile sera maintenu entre les pistons respectifs, de manière à assurer un fonctionnement efficace des pistons et de tenir les galets des pistons en contact avec le chemin de guidage. Les orifices resserrés des cylindres ont préférablement la conformation d'un tube "Venturi".
Les dimensions radiales des pistons sont établies de manière que la longueur étendue est plus grande que la partie restreinte de la chambre à juile.
En tournant avec sa chambre, un piston radial rentrera donc dans son cylindre et déplacera le contenu d'huile par injection dans un ou plusieurs cylindres associés, dont le piston s'étend ou recule en même temps pour que cas derniers cylindres puissent recevoir l'huile expulsée du premier cylindre. Si le passage à huile entre les cylindres est restreint, la liberté d'ac- tion des pistons est restreinte de manière correspon- dante, et la vitesse d'écoulement de l'huile d'un cy-
<Desc/Clms Page number 5>
lindre à l'autre est réduite volumétriquement par unité de temps;
si le passage à huile est totalement obstrué, le mouvement des pistons est arrêté, et ceux-ci ne pourront plus passer sur le chemin de guidagesi les cylindres continuent de tournerp la chambre qui porte ledit chemin de guidage doit nécessairement avancer dans la même direction et à la même vitesse que l'élé- ment de commande. Si les lumières de cylindre sont obstruées en partie, la vitesse du mouvement alterna- tif des pistons est retardée ou accélérée selon la section de lumière disposnible, et puisque cette con- dition introduit dans le fonctionnement l'élément de temps,, et que cet élément est important pour lôpé- ration satisfaisante du dispositif , il convient de dire maintenant d'une manière plus précise son effet.
La chambre d'entourage est connectée directement avec la commande finale à laquelle il s'agit de transmettre la force motrice, tandis que les cylindres sont con- nectés positivement avec le générateur de force, éventuellement si on le désire par l'intermédiaire d'un embrayage-débrayage. Si l'on suppose que l'arbre du générateur de force motrice tourne à une vitesse constante et que la communication entre les cylindres soit libre, les pistons, par suite de leur mouve- ment tournant à l'intérieur de la chambre en ce mo- ment immobile - exécutent librement un mouvement de va et vient, font passer l'huile et ciroulent sur le chemin de guidage sans exercer aucun effort de trac- tion sur l'élément commandée résultant de la charge de celui-ci et du mouvement alternatif des pistons par rapport à l'élément en question.
Si l'on restreint le passage d'huile d'un cylindre à l'autre, tout en
<Desc/Clms Page number 6>
supposant que la vitesse de rotation de l'arbre moteur reste constante, il se passera un temps plus long avant que les pistons en fonctionnement aient terminé leur course aller et retour, et il se transmettra un effort effort ) de traction à la chambre à huile/qui n'est pourtant pas proportionné à la vitesse des cylindres tournants, comme les pistons complètent leur course alternative dans une unité de temps en rapport avec la restriction du passage d'huile, et peuvent ainsi se déplacer sur le chemin de guidage après avoir fait avancer la cham- bre pondant un temps proportionné à la différence entre le mouvement libre et le mouvement restreint des pistons.
Lorsqu'on pousse plus loin la restriction du passage d'huile entre les cylindres, la course alternative entière des pistons demandera encore plus de temps, et il en résultera un contact effectif plus long entre les galets des pistons et le chemin de guidage. Lorsque finalement on ferme entièrement les lumières de cylin- dre, les pistons - comme il a été dit déjà - ne peuvent plus exécuter leur mouvement de va et vient; étant ainsi hors d'état de se déplacer sur le chemin de gui- dage, ils entraînent avec eux la chambre d'entourage, en la faisant tourner à une vitesse égale à leur propre vitesse de rotation.
Pour permettre à la vitesse du générateur de force de dépasser celle de la chambre à huile, on laisse l'huile couler de cylindre en cylindre, per- mettait ainsi une augmentation de vitesse des pistons par rapport à la vitesse des pistons,
La question de "patinage" ontre l'élément de commande et liment commandé ne se présente pas. l'effet moteur effectif prenant naissance à la suite
<Desc/Clms Page number 7>
d'une période plus ou moins longue de pressions effi- cacas, ou d'une pression efficace continue entre les galets des pistons et le chemin de guidage.
Das dispositions sont prises pour éviter des fuites d'huile, et dans les cas où on le désire, l'appareil peut être pourvu d'un dispositif de ren- versement décrit ci-dessus.
Comme le bon fonctionnement dépend du main- tien de la quantité d'huile désirée dans le cylindre, la chambre d'entourage est remplie d'huile qui donne la garantie qu'il ne peut pas se produire de fuites dans les cylindres de travail, puisque le(seul endroit pour recevoir l'huile fuyante est bien ladite chambre dont la capacité ne pourra pas augmenter. On pourra d'ailleurs utiliser des chambres à huile supplémentai- res avec des dispositifs de remplissage automatiques, pour remplacer des pertes d'huile dans les cylindres et dans la chambre d'ontourage.
Pour empêcher des fuites à l'endroit où l'arbre moteur entre dans cette chambre, on doit veiller à ce que l'arbre travaille en contact étroit avec l'élément qui l'entoure, et l'on y disposera convenablement une boite à garniture ménager appropriée. Pour diminuer la poussée d'huile, on pourra/ sur l'arbre moteur, des rainures qui entraînent vers l'intérieur l'huile qui cherche à s'échapper de cette partie de la chambre d'entourage; d'autres moyens appropriés peuvent être utilisés pour tenir la pres- sion de l'huile vers l'extérieur dans les limites de fonctionnement normal de l'appareil.
Les dessins annexés montrent à titre d'exem- ples différentes formes d'exécution de l'objet de l'invention.
<Desc/Clms Page number 8>
Fig. 1 et 2 représentent respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale, une forme d'exécution du nouvel appareil.
Fig. 3 est une coupe d'un mécanisme de ren- versemont applicable à l'appareil selon les figures 1 et 2.
Figo 4 est une coupe partielle d'un disposi- tif de contrôle à main.
Fig. 5 montre un dispositif de contrôle auto- matique.
Fige 6 est une coupe suivant la ligne A-A @e la figure 1.
Fig. 7, 8 et 9 sont des coupes montrant des variantes d'éxécution.
Dans les figures 1 et 2, 1 est l'arbre de commande, 2 est l'arbre commandée Dans les cylindres radiaux 3 ménagés dans le disque 4 formé sur l'arbre 1, sont Installés les pistons 5 qui à leur extrémité ex- térieure sont pourvus chacun d'un galet 6, s'appuyant sur un chemin de guidage circulaire 7 qui est excentri- que par rapport à l'axe des arbres 1 et 2. Ledit che- min 7 est ménagé sur l'enveloppe en deux pièces 8, dis- posée à l'extrémité de l'arbre 2 et remplie d'huile de manière à former une chambre étanche autour du disque 4 avec les pistons 5.
Grâce à l'Immersion de ces organes 4 et 5 dans l'huile renfermée dans la chambra, une quantité maximum d'huile pour le travail de l'appareil est constamment tenue entre les pistons, et les galets 6 restent toujours en contact avec le chemin 7.
Chaque cylindre 3 du disque 4 communique par une lumière 9 avec un canal axial 10 dans l'arbre 1
<Desc/Clms Page number 9>
et dans ce canal est placée une tige de valve 11 qui peut s'ajuster axialement et qui présente des parties en retraite 12 pouvant venir concorder avec les lu- mières de cylindre 9, sous Inaction d'une fourche 13 (fig. 4);
cette fourche agit sur un collier 14 qui peut glisser sur l'arbre 1. dans le but de mettre les cylindres 3 entre la lumière 9 et la tête de piston 5 adjacente, de manière à lier les pistons positive - ment ensemble
Lorsque la partie en retraite 12 de la valve 11 concorde avec les lumières 9 (fig. 1 et 2), 1 huile contenue dans les cylindres 3 circule librement de cylindre en cylindre, de manière que le disque 4 et les pistons 5 tournent avec l'arbre 1 sans faire tourner la chambre 8; l'huile entre les pistons main- tient chaque piston en contact avec le chemin de gui- dage 7, par l'intermédiaire des galets 6 ;
cette huile est continuellement transportée de cylindre en cylindre parce que ehaque piston va et vient librement dans son cylindre et exécute une course aller et retour complète en parcourant une fois le chemin de guidage 7.
Lorsque la partie réduite 12 de la valve 11 est déplacée longitudinalement, le canal 10 de l'arbre ne communiquera plus avec les lumières de cylindre 9; ces lumières sont fermées par la valve, et l'huile à ce moment contenue dans chaque cylindre 5 est alors emprisonnée; les pistons ne pourront plus se mouvoir, et pendant que 11 arbre 1 continue de tourner, les galets 6 des pistons qui font saillie hors des cylindres se- ront coincés au contact du chemin 7 de la chambre 8; dans ces conditions, l'arbre 2 tournera solidairement avec l'arbre 1.
<Desc/Clms Page number 10>
Si l'on restreint le libre passage de l'huile de cylindre en cylindre par déplacement axial de la valve 11, il se produit un ralentissement du fonctionne- ment de va et vient des pistons, et il en résultera ou bien un mouvement tournant dans la chambre 8, ou un ralentissement de la vitesse de l'arbre de la commande 1 ; la restriction du passage de l'huile peut se graduer par degrés différentiels, jusqu'à ce que ce passage de cylindre en cylindre soit finalement arrêté totale- ment, et alors se trouve établie une commande directe entre le disque 4 et la chambre 8; en graduant ainsi les restrictions apportées à l'écoulement de l'huile, on pourra à volonté, en actionnant la valve, établir des différences de vitesse entre les arbres 1 et 2.
Les lumières de cylindre se présentent en forme de tube "Venturi", dans le but de réduire l'agitation de l'huile au passage, et de diminuer le frottement entre l'huilo et les parois de lumière. outre le contrôle à la main, le dispositif opère aussi mécaniquement quant à la différenciation des vitesses relatives entre la chambre 8 et le dis- que 4 , résultant de l'élasticité des vitesses de l'huila dans les lumières;
cette condition est utilisée avantageusement pour ce qui concerne le choix automati- que ou mécaniquement automatique des vitesses relatives entre les éléments de commande et commandé, imposées et répondant à la charge d'un côté et à l'augmentation de la vitesse d'huile de l'autre côté, et diminution de cette vitesse lorsque la charge imposée est réduite, avec réduction correspondante de la vitesse d'huile, mouvement alternatif des pistons et conséquemment un apparochement de plus près de progrès mutuel des
<Desc/Clms Page number 11>
éléments de commande et commandé.
Il est à remarquer que le terme "vitesse" est employé de manière conven- tionnelle et peut s'exprimer en terme de force ou pres- sion en kilogrammes; il est alors suffisant de dire que la charge imposée par l'élément commandé est par réaction réfléchie en pression-kilogrammes créée aux lumières de cylindre 9p et comme il est une condition naturelle que cette pression doit diminuer en accord avec le facteur imposant la charge, on parvient à un équilibre en dehors d'antres considérations.
Con- naissant les efforts de l'élément de commande et la charge que présente l'élément commandé, on pourra déter- miner la course des pistons 5 par rort à la section des lumières 9, de manière à établir automatiquement un réglage concordant des vitesses relatives des élé- ments de commande et commandé, dans l'étendue de dis- positions prises d'avance.
En d'autres mots,puisque les pistons sont positivement liés ensemble par l'huile, on n'aura qu'à varier la vitesse de rotation de l'élé- ment de commande pour obtenir un rapport variable à l'infini et à choix automatique dans un champ contrôlé par la section des lumières, de sorte que lorsqu'on a besoin d'un rapport variable limité, on pourra se passer de la valve 11; cette valve pourra d'ailleurs être utilisée pour effectuer de moins fortes varia- tions dans la section des lumières de cylindre, en vue de compensation de variations des conditions de travail.
La. valve 11 peut être pourvue d'une pièce de garniture 15 (ou de bagues élastiques sembables à celles dont les pistons 5 sont garnis)dans le but de réduire la possibilité de perte d'huile entre ladite
<Desc/Clms Page number 12>
valve et le canal 10, et dans l'arbre 1 on a pratiqué des rainures hélicoïdales 16 qui font office de chasse- huile en renvoyant dans la chambre 8 l'huile qui éven- tuellement se sera introduite entre ledit arbre et la surface de support ou coussinet 8a. Supplémentaire- ment on ajuste sur l'extrémité de la chambre 8, une rondelle de garniture 20 et un presse-toupe réglable 20, pour empêcher des fuites dudit coussinet 8a .On pourra d'ailleurs ménager sur la chambre 8,
des réser- voirs espacés 17 qui contiennent de l'huile supplémen- taire pouvant remplacer celle qui pourrait s'échapper de ladite chambre 8 après un emploi prolongé de l'ap- pareil. L'huile est injectée automatiquement à travers des lumières à contrôle par billes 18, cela à l'aide de plongeurs 19 chargea par des ressorts, pendant le repos de l'appareil.
Si on le désire, le mécanisme de renverse- ment que montre la figure 3 pourra s'associer avec l'appareil. Ce mécanisme comprend des roues dentées 21, montées de manière à pouvoir tourner sur les ar- bres 22 qui sont supportés par une paire de plaques 23; une chape 24 pourvue d'une denture intérieure en prise avec les roues 21, et calée sur l'arbre 1 ;
un pignon 25 qui est calé sur un prolongement séparé 1a de 1'arbre 1 une plaque d'accouplement 26 qui peut glisser mais non pas tourner sur ledit prolongement d'arbre 1a,et une pièce d'accouplement à griffes 27 ménagée sur l'extrémité de l'arbre 1. lorsque la pièce d'accouple- ment 27 est en prise avec une pièce d'accouplent est en prise avec une pièce d'accouplement correspon- dante ménagée sur le pignon 25' la commande est directe entre les parties d'arbre de commande 1 et 1a,et
<Desc/Clms Page number 13>
tous les organes du mécanisme tourneront solidairement avec l'arbre 1, sauf pourtant la plaque d'accouplement 26.
Si la pièce 27 est dégagée et que la plaque 26 est accouplée avec la plaque voisine 23, cette plaque sera tenue et le pignon 25 fera tourner les roues 21 sur leurs arbres 22 qui sont maintenant immobiles; la chape dentée 24 se mettra à tourner, et larbre 1 tournera en sens inverse à une vitesse réduite par rapport au prolongement d'arbre la Si les deux pièces d'accouple- ment 26 et 27 sont dégagées de la plaque 23 et du pi- gnon 25, le prolongement d'arbre 1a ne fera pas tourner l'arbre 1, puisque les roues 21 tournent autour du pi- gnon 25 sans faire tourner la chape 24 dentée intérieu- rement.
On pourra apporter différents changements à l'appareil. Les figures 7, 8 et 9, montrent des variantes d'éxécution du chemin de guidage des pistons.
Dans la figure 7, le chemin 7a est formé de deux courbes, dont les centres sont décalés par rapport à l'axe du disque 4. Dans la figure 8, le chemin 7b est également formé de deux courbes comme dans la figure 7, mais il est pourvu de dents qui s'engrènent avec des roues den- tées, montées sur les pistons à la place des galets 6.
Le chemin 7 selon la figure 1 peut être denté de la même talon, Le chemin 7c selon la figure 9 présente des ondulations et d'autres profils pourront s'appli- quer selon le destination de l'appareil dans chaque cas.
Au lieu de contrôler à la main le passage de l'huile dans les cylindres 3, on pourra ménager une valve automatique connue celle que montre la fi- Sure 5, de sorte que l'appareil puisse fonctionner à
<Desc/Clms Page number 14>
la manière d'une roue libre., où l'on utilise la force vive pour permettre à l'élément commandé de tourner plus vite que l'élément de commande. Normalement les ouvertures diamétrales 12a de la tige de valve 11a ne correspondant pas aux lumières de cylindre 9; la cham- bre 8 tourne solidairement avec l'arbre 1, grâce à la goupille 28 qui pénètre dans l'entaille 29 de cet arbre.
Lorsque la vitesse de la chambre 8 augmente par rapport à celle de l'arbre 1, la tige de valve 11a tourne avec ladite chambre (puisque le ressort 30 serre l'épaule- ment de tige 31 en contact frottant avec l'enveloppe) jusqu'à ce que les ouvertures 12a viennent coïncider avec les lumières 9, en faisant fonctionner les pis- tons 5; les ouvertures 12a restent on correspondance avec les lumières jusqu'à ce que la vitesse de la cham- bre 8 diminue, et alors la correspondance cesse et la chambre en question tournera solidairement avec le disque.
Comme alternative, l'arbre 2 peut faire fonc- tion d'arbre de commande, l'arbre 1 étant alors commandé.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for hydraulic power transmission.
The present invention relates to the transmission of force where variable relative speeds are required between the force generator and the receiver, and it uses hydraulic means by which an infinitely variable transmission is obtained, without the inevitable noise. with the gears.
The invention relates to an apparatus of compact and robust construction, and of low weight in relation to power.
The new force transmission apparatus comprises a rotary control element (or alternatively, controlled) provided with several radial cylinders which enclose pistons, and a controlled rotary element (or alternatively, control)
<Desc / Clms Page number 2>
which is combined with the control element, and which is provided with an eccentric ring, plain or toothed, or other obstacle, constituting a guide path for the pistons.
The pistons are positively linked together, or at least arranged so as to be able to be positively linked together by oil or other suitable liquid (hereinafter referred to simply as "oil" for convenience), with a view to exclude atmospheric air, so that any one of the pistons, by executing its reciprocating movement, without inductive effort, by sympathy, imparts a movement similar to the piston or to the pistons associated with it. An axial valve is preferably provided with a view to varying the effective section of the openings establishing communication between the cylinders.
Arrangements are made so that when the communication ports between the cylinders are closed, the apparatus rotates like a massive mass, but when said ports are opened a little by activating the aforementioned valve, the pistons perform a reciprocating motion at a speed determined by the tractive effort - in this case assumed to be constant - and also determined by the rate of passage of oil from cylinder to cylinder, so that when the effective section of the cylinder ports gradually increases , the speed of the controlled element decreases proportionally with respect to that of the commando element, until the moment when said lights are completely open;
the oil then passes freely from cylinder to cylinder and no rotational movement is transmitted to the controlled element.
<Desc / Clms Page number 3>
Infinitely variable transmission ratio from one element to another, from direct control to free rotating movement.
As the passage of oil from cylinder to cylinder takes place independently of a suction force, it is possible to obtain an infinitely variable speed ratio within any predetermined limits, with any particular section of the cylinder light. - dre, just by varying the speed of rotation of Control unit9 so that under certain conditions, the valve in question can be dispensed with, although its presence is always desirable to allow the section to be varied. lights, in order to compensate for differences in temperature (which modify the viscosity of the oil)
or variations in the load (which influence the speed of oiling
Moreover, since the passage of oil from cylinder to cylinder takes place with the exclusion of air, the heating of the oil remains within operating limits which would not be possible if one were allowed to air to enter the system, since the high pressure air will generate heat and transfer it to the oil, which could then catch fire.
In addition, if one relied on a suction force, the filling of the working cylinders would not fall off in the time available to maintain the effective work there =. given the viscosity of the oil and the smallness of the section of the ports -, because although the section of ports may be suitable for the passage of oil under pressure, this section
<Desc / Clms Page number 4>
would be insufficient for filling the cylinders by inductive force.
The projecting ends of the pistons are provided beforehand with plain or toothed rollers for contact with the guide path or other obstacle against which the pistons exert their action; the controlled element, which carries the guide path, is in the form of a chamber filled with oil as much as it can contain, and the pistons and cylinders (these also being filled with oil according to the capacity of desired work) of the control element are bathed in this oil.
Passing through the guide path, the pistons therefore perform a reciprocating movement in the oil-filled chamber, and the maximum working volume of oil will be maintained between the respective pistons, so as to ensure efficient operation. pistons and keep the piston rollers in contact with the guide path. The tightened orifices of the cylinders preferably have the shape of a "Venturi" tube.
The radial dimensions of the pistons are set so that the extended length is greater than the restricted portion of the cylinder chamber.
By rotating with its chamber, a radial piston will therefore enter its cylinder and will move the oil content by injection into one or more associated cylinders, the piston of which extends or recedes at the same time so that the last cylinders can receive the oil expelled from the first cylinder. If the passage of oil between the cylinders is restricted, the freedom of action of the pistons is correspondingly restricted, and the speed of the oil flow by a cy-
<Desc / Clms Page number 5>
lint to the other is reduced volumetrically per unit time;
if the oil passage is completely obstructed, the movement of the pistons is stopped, and they will no longer be able to pass on the guide path if the cylinders continue to rotate p the chamber which carries said guide path must necessarily advance in the same direction and at the same speed as the control element. If the cylinder openings are partially obstructed, the speed of the reciprocating movement of the pistons is retarded or accelerated according to the section of light available, and since this condition introduces into the operation the element of time ,, and this This element is important for the satisfactory operation of the device, its effect should now be said more precisely.
The surrounding chamber is connected directly with the final drive to which it is a question of transmitting the driving force, while the cylinders are positively connected with the force generator, possibly if desired through the intermediary of a clutch-release. If it is assumed that the shaft of the motive power generator rotates at a constant speed and that communication between the cylinders is free, the pistons, as a result of their rotating movement within the chamber in this mo - motionless - freely perform a reciprocating movement, pass the oil and circulate on the guide path without exerting any tensile force on the controlled element resulting from the load thereof and from the reciprocating movement pistons relative to the element in question.
If you restrict the passage of oil from one cylinder to another, while
<Desc / Clms Page number 6>
assuming that the speed of rotation of the motor shaft remains constant, a longer time will pass before the operating pistons have completed their outward and return travel, and a tensile force will be transmitted to the oil chamber / which, however, is not proportional to the speed of the rotating cylinders, as the pistons complete their alternating stroke in a unit of time commensurate with the restriction of the passage of oil, and can thus move on the guide path after having advances the chamber by a time commensurate with the difference between the free movement and the restricted movement of the pistons.
As the restriction of the oil passage between the cylinders is pushed further, the entire reciprocating stroke of the pistons will take even longer, resulting in longer effective contact between the piston rollers and the guide path. When the cylinder lights are finally fully closed, the pistons - as has already been said - can no longer perform their reciprocating movement; being thus unable to move on the guiding path, they drag the surrounding chamber with them, causing it to rotate at a speed equal to their own speed of rotation.
In order to allow the speed of the force generator to exceed that of the oil chamber, the oil is allowed to flow from cylinder to cylinder, thus allowing an increase in the speed of the pistons relative to the speed of the pistons,
The issue of "slippage" between the control element and the ordered feed does not arise. the actual motor effect arising after
<Desc / Clms Page number 7>
of a more or less long period of effective pressure, or of a continuous effective pressure between the rollers of the pistons and the guide path.
Steps are taken to prevent oil leaks, and where desired, the apparatus may be provided with a tipping device described above.
As the correct operation depends on maintaining the desired quantity of oil in the cylinder, the surrounding chamber is filled with oil which gives the guarantee that no leaks can occur in the working cylinders, since the only place to receive the leaking oil is the said chamber, the capacity of which will not be able to increase. It is also possible to use additional oil chambers with automatic filling devices, to replace oil losses in the cylinders and in the surrounding chamber.
To prevent leaks where the motor shaft enters this chamber, care must be taken to ensure that the shaft works in close contact with the element which surrounds it, and a suitable suitable household garnish. To reduce the oil thrust, it is possible / on the motor shaft, grooves which lead inwards the oil which seeks to escape from this part of the surrounding chamber; other suitable means may be used to keep the outward oil pressure within the normal operating limits of the apparatus.
The accompanying drawings show by way of example different embodiments of the object of the invention.
<Desc / Clms Page number 8>
Fig. 1 and 2 represent respectively in cross section and in longitudinal section, an embodiment of the new device.
Fig. 3 is a sectional view of a reversing mechanism applicable to the apparatus according to Figures 1 and 2.
Figo 4 is a partial section of a hand control device.
Fig. 5 shows an automatic control device.
Fig. 6 is a section taken on line A-A @e in figure 1.
Fig. 7, 8 and 9 are cross-sections showing variants of execution.
In figures 1 and 2, 1 is the control shaft, 2 is the controlled shaft In the radial cylinders 3 formed in the disc 4 formed on the shaft 1, are installed the pistons 5 which at their outer end are each provided with a roller 6, resting on a circular guide path 7 which is eccentric with respect to the axis of the shafts 1 and 2. Said path 7 is provided on the casing in two parts 8, placed at the end of the shaft 2 and filled with oil so as to form a sealed chamber around the disc 4 with the pistons 5.
Thanks to the immersion of these members 4 and 5 in the oil contained in the chamber, a maximum quantity of oil for the work of the apparatus is constantly held between the pistons, and the rollers 6 always remain in contact with the path 7.
Each cylinder 3 of the disc 4 communicates by a slot 9 with an axial channel 10 in the shaft 1
<Desc / Clms Page number 9>
and in this channel is placed a valve stem 11 which can be adjusted axially and which has recessed parts 12 which can come into contact with the cylinder lights 9, under the action of a fork 13 (fig. 4);
this fork acts on a collar 14 which can slide on the shaft 1. in order to put the cylinders 3 between the slot 9 and the adjacent piston head 5, so as to link the pistons positively together
When the retreating part 12 of the valve 11 matches the slots 9 (fig. 1 and 2), 1 oil contained in the cylinders 3 circulates freely from cylinder to cylinder, so that the disc 4 and the pistons 5 rotate with the 'shaft 1 without rotating chamber 8; the oil between the pistons keeps each piston in contact with the guide path 7, via the rollers 6;
this oil is continuously transported from cylinder to cylinder because each piston moves back and forth freely in its cylinder and performs a full back and forth stroke, traversing guide path 7 once.
When the reduced part 12 of the valve 11 is moved longitudinally, the channel 10 of the shaft will no longer communicate with the cylinder ports 9; these lights are closed by the valve, and the oil at this time contained in each cylinder 5 is then trapped; the pistons will no longer be able to move, and while the shaft 1 continues to rotate, the rollers 6 of the pistons which protrude from the cylinders will be stuck in contact with the path 7 of the chamber 8; under these conditions, shaft 2 will turn integrally with shaft 1.
<Desc / Clms Page number 10>
If the free passage of oil from cylinder to cylinder is restricted by axial displacement of the valve 11, there is a slowing down of the reciprocating operation of the pistons, and this will result in either a rotating movement in the piston. chamber 8, or a slowdown in the speed of the shaft of control 1; the restriction of the passage of oil can be graduated by differential degrees, until this passage from cylinder to cylinder is finally stopped completely, and then a direct control is established between the disc 4 and the chamber 8; by thus graduating the restrictions on the flow of oil, it is possible, by actuating the valve, to establish speed differences between shafts 1 and 2.
The cylinder lights are in the form of a "Venturi" tube, in order to reduce the agitation of the oil as it passes, and to reduce the friction between the oil and the light walls. besides the control by hand, the device also operates mechanically with regard to the differentiation of the relative speeds between the chamber 8 and the disc 4, resulting from the elasticity of the oil speeds in the ports;
this condition is used advantageously with regard to the automatic or mechanically automatic choice of the relative speeds between the control and controlled elements, imposed and responding to the load on one side and to the increase in the oil speed of the other side, and decrease of this speed when the imposed load is reduced, with corresponding reduction of the oil speed, reciprocating movement of the pistons and consequently an appearance of closer mutual progress of the
<Desc / Clms Page number 11>
control and ordered items.
Note that the term "speed" is conventionally used and can be expressed in terms of force or pressure in kilograms; it is then sufficient to say that the load imposed by the controlled element is by reflected reaction in pressure-kilograms created at the cylinder ports 9p and as it is a natural condition that this pressure must decrease in accordance with the factor imposing the load, we achieve a balance apart from other considerations.
Knowing the forces of the control element and the load that the controlled element presents, it is possible to determine the stroke of the pistons 5 by dividing the section of the slots 9, so as to automatically establish a corresponding adjustment of the speeds. relative to the control and controlled elements, within the scope of arrangements made in advance.
In other words, since the pistons are positively linked together by the oil, we will only have to vary the speed of rotation of the control element to obtain an infinitely variable ratio. automatic in a field controlled by the lumen section, so that when a limited variable ratio is required, valve 11 can be dispensed with; this valve could moreover be used to effect smaller variations in the section of the cylinder ports, with a view to compensating for variations in the working conditions.
The valve 11 may be provided with a packing piece 15 (or resilient rings similar to those with which the pistons 5 are packed) in order to reduce the possibility of oil loss between said.
<Desc / Clms Page number 12>
valve and channel 10, and in the shaft 1 helical grooves 16 have been made which act as an oil repellent by returning into chamber 8 the oil which may have entered between said shaft and the support surface or pad 8a. Additionally, a packing washer 20 and an adjustable gland 20 are fitted to the end of chamber 8, to prevent leaks from said pad 8a. It is also possible to spare on chamber 8,
spaced reservoirs 17 which contain additional oil which can replace that which might escape from said chamber 8 after prolonged use of the apparatus. The oil is injected automatically through ball-controlled lights 18, with the aid of plungers 19 loaded by springs, while the device is at rest.
If desired, the reversal mechanism shown in Figure 3 could be associated with the apparatus. This mechanism comprises toothed wheels 21, mounted so as to be able to turn on the shafts 22 which are supported by a pair of plates 23; a yoke 24 provided with an internal toothing in engagement with the wheels 21, and wedged on the shaft 1;
a pinion 25 which is wedged on a separate extension 1a of the shaft 1, a coupling plate 26 which can slide but not rotate on said shaft extension 1a, and a claw coupling part 27 provided on the end of the shaft 1.when the coupling part 27 is in engagement with a coupling part is in engagement with a corresponding coupling part provided on the pinion 25 'the control is direct between the parts control shaft 1 and 1a, and
<Desc / Clms Page number 13>
all the members of the mechanism will turn integrally with the shaft 1, except however the coupling plate 26.
If the part 27 is released and the plate 26 is coupled with the neighboring plate 23, this plate will be held and the pinion 25 will turn the wheels 21 on their shafts 22 which are now stationary; the toothed clevis 24 will start to rotate, and the shaft 1 will rotate in the opposite direction at a reduced speed with respect to the shaft extension la If the two coupling pieces 26 and 27 are released from the plate 23 and the pin. gnon 25, the shaft extension 1a will not rotate the shaft 1, since the wheels 21 rotate around the pinion 25 without rotating the toothed yoke 24 internally.
We can make different changes to the device. Figures 7, 8 and 9 show alternative embodiments of the piston guide path.
In figure 7, the path 7a is formed by two curves, the centers of which are offset with respect to the axis of the disc 4. In figure 8, the path 7b is also formed of two curves as in figure 7, but it is provided with teeth which mesh with toothed wheels, mounted on the pistons in place of the rollers 6.
The path 7 according to FIG. 1 may be toothed with the same heel. The path 7c according to FIG. 9 has undulations and other profiles may apply depending on the destination of the device in each case.
Instead of controlling by hand the passage of the oil in the cylinders 3, it is possible to provide an automatic valve known as the one shown in Figure 5, so that the apparatus can operate at
<Desc / Clms Page number 14>
the manner of a freewheel., where the live force is used to allow the controlled element to rotate faster than the control element. Normally the diametral openings 12a of the valve stem 11a do not correspond to the cylinder lights 9; the chamber 8 rotates integrally with the shaft 1, thanks to the pin 28 which penetrates into the notch 29 of this shaft.
As the speed of the chamber 8 increases relative to that of the shaft 1, the valve stem 11a rotates with said chamber (since the spring 30 clamps the stem shoulder 31 in rubbing contact with the casing) until 'that the openings 12a coincide with the openings 9, by operating the pistons 5; the openings 12a remain in correspondence with the lumens until the speed of the chamber 8 decreases, and then the correspondence ceases and the chamber in question will rotate integrally with the disc.
As an alternative, the shaft 2 can act as a drive shaft, the shaft 1 then being driven.