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" PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS HYDRAULIQUES DE
TRANSMISSION DE MOUVEMENT "
La présente invention est relative aux dispositifs hydrauliques de transmission de mouvement dans lesquels on dispose, co-axialement à une pompe centrifuge calée sur l'arbre menant, une turbine hydraulique calée sur l'arbre mené et un anneau circulaire récupérateur dont les aubades sont disposés à la sortie des ailettes soit de la pompe, soit de la turbine, soit de la turbine et de la pompe, mais de préférence à la sortie des Blettes de la turbine.
Le dit
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anneau récupérateur peut être solidarisé avec une partie fixe de l'appareil, soit automatiquement, soit à volonté, soit les deux simultanément au moyen de tous dispositifs convenables, soit également être immobilisé en permanence.
La présente invention concerne plus spécialement le circuit du fluide dans de tels dispositifs. On voit, en effet que, en supposant que les aubages de la pompe ou de la turbine et de préférence ceux de la turbine sont fixes, les angles d'entrée et de sortie des aubages de la pompe et de ceux du récupérateur doivent varier pour chaque régime de marche du dispositif si l'on veut obtenir à chaque, instant le rendement optimum.
Le demandeur a déjà songé à utiliser, dans ce but, des ailettes dont les parties d'entrée et de sortie sont mobiles à volonté ou automatiquement; mais de tels dispositifs, outre qu'ils conduisent à des organes complexes et par suite très onéreux, ne permettent pas, vu la grande variation re- quise pour certains des angles précités, d'obtenir à chaque instant la valeur optimum pour chacun de ces angles.
Le demandeur a également songé à utiliser, pour la pompe et le récupérateur, des aubages constitués par des lamelles élastiques fixées respectivement à l'une de leurs extrémités aux coquilles de -la pompe-. et du récupérateur et guidées respectivement à l'autre extrémité par des rainures pratiquées dans les dites coquilles de manière à pouvoir se déplacer lorsque l'ailette se déforme sous l'effet de la poussée du fluide, laquelle est fonction des vitesses rela- tives existant entre les divers organes du dispositif.
Une telle disposition présente l'inconvénient que toutes les ailettes se courbent indépendamment les unes des autres et que l'effort de poussée du fluide est supporté en totalité et uniquement par les dites ailettes dont il est nécessaire de limiter la déformation à des valeurs acceptables,
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En outre, une telle disposition présente l'inconvénient de nécessiter l'exécution d'un grand nombre de rainures de guidage des extrémités libres des ailettes, ce qui conduit à un prix de revient élevé du dispositif.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et, à cet effet, elle se caractérise en ce que les ailettes du récupérateur, qui sont constituées par des lamelles flexibles, sont fixées, d'une part, sur la. coquille du récupérateur et, dtautre part, sur une couronne mobile, par rapport à cette coquille en antagonisme avec des dispositifs élastiques de rappel appropriés, sous Inaction de la poussée du fluide s'exerçant sur les ailettes du dit récupérateur, laquelle est fonction de la vitesse restante du fluide à l'entrée du récupérateur.
La présente invention se caractérise également en ce que les ailettes de la pompe sont montées de la même façon que les ailettes du récupérateur, la couronne ou anneau mobile étant, dans ce cas, déplacé angulairement par rapport à la coquille de la pompe, en fonction de la vitesse de rota- tion de cette pompe, à l'aide de masselottes soumises à l'ac- tion de la force centrifuge en antagonisme avec des moyens élastiques de rappel.
La présente invention se caractérise en outre en ce que les anneaux mobiles ci-dessus mentionnés sont respecti- vement disposés à l'entrée de la pompe et à la sortie du récupérateur de façon que les plus grandes variations d'angle se produisent respectivement en ces endroits comme cela est nécessaire si l'on veut obtenir les conditions de rendement optimum.
L'invention s'étend également au montage des ailettes
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sur les coquilles de la pompe et du récupérateur et sur les couronnes ou anneaux mobiles montés sur ces derniers.
Une forme de réalisation se caractérise en ce que chaque ailette est montée à ses extrémités sur des axes soli- daires respectivement des coquilles et des couronnes ou anneaux mobiles montés sur ces derniers et dans ce but, chaque ailette flexible est formée d'une lame d'acier dont les ex- trémités sont rabattues de manière à formel deux parties tubulaires raccordées par des arrondis à la partie plane de 1+ailette, l'un des rabattements pouvant s'étendre sur la totalité de la longueur de l'ailette de manière à former une ailette à double épaisseur, les dits rabattements pou- vant être soudés ou rivés sur la partie plane de l'ailette.
Une autre forme de réalisation du montage des ailettes, plus particulièrement avantageuse du fait qu'elle évite toute perte de rendement due au passage des filets fluides sur des parties en saillie sur la surface de l'ai- lette et qu'elle permet d'augmenter le nombre de ces ailettes et par suite d'obtenir un meilleur guidage des filets fluides, se caractérise en ce que chaque ailette comporte, à chacune de ses extrémités, deux saillies latérales plates, de pré- férence prises dans la masse de l'ailette et par suite de même épaisseur que celle-ci, qui sont logées dans des cavités convenables pratiquées respectivement dans la coquille de l'organe correspondant (pompe et récupérateur) et dans la couronne ou anneau mobile monté sur cet organe.
La distance entre les saillies latérales des deux extrémités d'une ail- lette est telle qu'elle permet une déformation convenable de cette ailette.
La présente invention a également pour but un nou- veau dispositif d'étanchéité destiné à empêcher les fuites de liquide qui se produisant inévitablement du fait des pressions très élevées s'exerçant en sens contraires sur les
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demi-coquilles de la. pompe et se caractérise à cet effet en ce que l'on interpose entre les deux coquilles de la pompe une bague conique formant joint disposée de telle sorte que la pression, s'exerçant sur les deux demi-coquilles, provoque .le serrage du dit joint dont l'étanchéité augmente avec la pression.
La présente invention s'étend également à un certain nombre d'objets de détails appliqués séparément ou en toutes combinaisons.
1) La turbine est disposée périphériquement,. de façon que l'entrée et la sortie de ses aubes soient situées sensiblement à la même distance de l'axe de rotation commun. aux arbres menant et mené.
2) Chaque ailette de la turbine est emboutie et constituée par une surface sensiblement cylindrique d'axe orthogonal à celui des arbres menant et mené limitée laté- ralement par deux flasques également inclinés et parallèle$, dont l'un,. de contour sensiblement semblable à la forme de l'ailette,sert à guider le fluide, et dont l'autre, en forme de segment circulaire, sert à raidir l'ailette.
3) La largeur des ailettes de la pompe et du récu- pérateur décroît du centre vers l'extérieur pour obtenir la circulation optimum du fluide dansles aubes.
4) Le fluide est maintenu sous pression à l'in- térieur du dispositif hydraulique au moyen d'une pompe et les conduits démenée du fluide sous pression sont dis- posés de façon à déboucher à l'endroit où le fluide, contenu dans la dispositif, a la pression minimum.
5) L'arbre solidaire de la turbine, normalement en prise avec l'arbre mené dans le sens de la marche avant, peut être soit désolidarisé de cet arbre, soit solidarisé avec lui, par l'intermédiaire d'un inverseur de marche de - préférence à 'engrenages.
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6) Une formff de réalisation particulièrement inté- ressante se caractérise en ce que les satellites sont montés sur des axes solidaires d'un tambour qui peut 'être immobilisé en rotation ou rendu solidaire de l'arbre mené de manière à produire, soit la rotation en sens inverses des deux ar- bres, soit la rotation dans le même sens.
La présente invention s'étend également à un certain nombre de points particuliers qui apparaîtront dans le texte suivant fait en référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple seulement, dans lequel : La figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un dispositif hydraulique de trans- mission de mouvement selon l'invention.
La figure 2 est une couple partielle suivant II, II de la figure 1 montrant les aubages du récupérateur et ceux de la turbine.
La figure 5 est une coups partielle, suivant
III-III de la figure 1 montrant les eubages de la pompe et leurs masselottes d'actionnement.
La figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 1 montrant plus en détail le dispositif de commande de la marche arrière.
La figure 5 est une coupe partielle suivant V-V de la figure 1, montrant le renvoi à engrenages pour la marchearrière.
La figure 6 est une coupe partielle montrant une variante de réalisation des ailettes du récupérateur.
La figure 7 est une vue de détail en perspective et à plus grande échelle d'une forme de réalisation des ailettes de la turbine, cette ailette étant montrée coupée suivant un plan médian pour en représenter la section.
La figure 8 est une coupe longitudinale à plus grande échelle montrant une variante du montage des ailettes flexibles de la pompe et du récupérateur-
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La figure 9 est un profil correspondant à la figure 8.
La figure 10 est un schéma d'une variante de la figure 1 montrant le récupérateur relié au bâti par l'in- termédiaire d'une roue libre.
Se reportant à la figure 1, le dispositif hydrau- lique comporte une pompe 1, qui est solidaire d'un plateau 2 calé sur l'arbre moteur ou arbre menant 3. La coquille de la pompe 1 est constituée de deux demi-coquilles dont l'une est constituée par le plateau 2. Ce plateau 2 com- porte à sa périphérie une gorge annulaire 2a dans laquelle a s'engage une couronne 1 solidaire de la coquille 1 de la pompe. La face périphérique de la couronne 1a est co- c nique et une bague conique 1 s'engage entre la couronne la et la face externe de la gorge 2a, cette bague 1c étant maintenue par une bague fendue 1d logée dans une gorge annulaire pratiquée dans le plateau 2.
Concentrique- ment à la pompe 1 est disposée une turbine 4 de forme semi-torique dont les aubages 5 sont situés à la sortie des aubages 6 de la pompe l,la sortie des aubages 5 étant à la même distance de l'axe de rotation que' l'entrée des dits aubages. Cette turbine 4 est clavetée sur un ar- bre 7 par l'intermédiaire d'un moyeu 8 solidaire de la coquille de la turbine 4 et qui est centré sur le plateau 2 au moyen d'un roulement à billes 9. Un récupérateur 10, de forme intérieure identique à celle de la pompe, est claveté sur une douille 11 qui est solidaire, dans l'exemple représenté, du bâti 12 de l'ensemble du dispositif.
On pourrait, comme déjà indiqué dans les brevets antérieurs du demandeur, relier ledit récupérateur au bâti 12 par l'intermédiaire, soit d'une roue libre 12a ou similaire solidarisant ces deux parties lorsque le récupérateur tend à tourner en sens inverse de la pompe 1, voir figure 10 soit d'un dispositif convenable, à friction, par exemple.
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commandé à la main ou automatiquement à partir de tout organe convenable ou les deux en combinaison. Le récupérateur 10 est disposé entre la sortie des ailettes 5 de la turbine 4 et l'entrée des ailettes 6 de la pompe 1. Une pompe à engrenages a l'une de ses roues 13 duvetée sur une douille 14 entraînée en rotation par la pompe 1, l'autre roue dentée 15 étant montée folle sur un axe 16 fixé au bâti 12 du dispositif.
Ces deux roues dentées sont disposées à l'intérieur d'un carter 17 fixé à un flasque 21 soli- daire du bâti 12. Le refoulement du fluide, à partir de la pompe, se fait à la partie centrale, entre le récupérateur 10 et la pompe 1, par une ouverture 18 et un espace 19 laissé libre entre ces deux organes. Le refoulement du fluide dans l'espace annulaire 19 a compris entre l'arbre 7 et la douille 11 se fait par des orifices 19b pratiqués dans la douille 11 et dans la douille 14 et par des cannelures faites dans le moyeu du carter 17, ces cannelures communi- quant avec le côté de refoulement de la pompe.
Des joints d'étanchéité sont prévus en tous endroits convenables et plus spécialement entre les divers manchons et l'arbre 7 et entre la coquille de la.pompe 1 et le carter 17 solidaire du bâti 12, ce dernier joint étant de préférence constitué par un joint flottant 20.
-4 l'extrémité de l'arbre 7 est fixé un pignon denté 22 qui engrène avec un certain nombre de pignons satellites 23, en prise avec des pignons satellites 24, qui engrènent à leur tour avec un pignon denté planétaire 25 solidaire de l'arbre 26, comme mieux montré à la figure 5.
L'arbre 7 porte un téton 27 qui vient se centrer dans un alésage 28 de l'arbre mené 26, lequel est solidaire d'une douille 29 tourillonnée, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 30a,Sur le bâti 12. Les pignons satellites 23 et 24 sont montés fous respectivement sur des axes 30 et 31 qui sont tourillonnés dans des flasques latéraux 32 et
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33.
Ces flasques sont solidaires à leur périphérie d'un tambour 34 terminé par une partie tronconique 35 qui peut porter respectivement sur ses faces extérieure et in- térieure des garnitures de freins appropriées, En regard de la face extérieure 36 est pratiquée sur le bâti 12 une partie conique 38 avec laquelle cette face externe 36 peut venir en prise par un déplacement de l'ensemble dans le sens inverse de celui- de la flèche 39. Par un déplacement dans le sens de la flèche, la fa.ce interne 37 du tambour peut venir en prise avec la périphérie tronconique d'un flasque 40 solidaire de la douille 29, elle-même soli- daire de l'arbre mené 26.
Les flasques 32 et 33 sont solidaires angulairement d'un disque 41 par l'intermédiaire des axes 30 et 31 des pignons saillies. Ce disque 41 est fixe en position axiale par l'intermédiaire d'une butée à billes 42 prenant appui sur la flasque 40 solidaire de l'arbre mené 26. Le flasque 32 prend appui sur le dis- que 41 par l'intermédiaire de ressorts 42a qui tendent à repousser ce flasque et les parties qui en sont solidaires dans le sens de la flèche 39 amenant en prise de cette façon la face interne 37 du tambour avec la périphérie du flasque 40. Le flasque 32 s'appuie sur son autre face, par l'intermédiaire d'une butée à billes 43, sur un disque 44 qui prend appui, lui-même, sur une partie 45 solidaire du bâti 12 du dispositif par une butée à écartement ré- glable.
Cette butée est constituée par des billes, galets ou similaires 46 qui se déplacent sur des rampes coniques 47 et 48 pratiquées respectivement sur la partie fixe 45 du bâti et sur le disque 44. On voit donc que, par une rotation convenable de ce disque 44, on éloigne plus ou moins ce disque et par suite le flasque 32 et ses parties associées en antagonisme avec les ressorts 42 . La rota- tion du disque 44 est obtenue en agissant par un câble 49 sur un axe 50 solidaire du disque: et passant dans une
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lumière 51 du bâti 12. Le câble 49 est convenablement guidé par des galets de .guidage 52 montés sur le bâti 12 du dispositif.
On voit, que par un tel dispositif, on peut obtenir une rotation de l'arbre mené dans le même sens ou en sens contraire de celle de l'arbre menant. En effet, si le tambour 34, solidaire des flasques 32 et 33 sur lesquels sont montés les pignons satellites, est en prise avec la disque 40, on a un véritable clavetage entre les arbres menant et mené. Au contraire, si le tambour 34 est en prise avec la portée 38 du bâti 12, on a entraînement de l'arbre mené en sens inverse de l'arbre menant et avec une démultiplication qui dépend des pignons utilisés. Si le tambour 34 est dans une position intermédiaire, l'arbre mené reste immobile.
Le montage des ailettes flexibles 6 de la pompe 1 représenté plus en détail à la figure 3, ainsi que le montage des ailettes flexibles 54 du récupérateur 12 représenté plus en détail à la figure 2 sont réalisés de manière si- milaire. L'extrémité périphérique de chacune des ailettes est montée sur un axe 55 fixé à la coquille de l'organe correspondant tandis que l'autre extrémité est montée sur un axe 56 fixé à une couronne mobile par rapport à la coquille de l'organe considéré et disposée dans une gorge de la dite coquille. La couronne mobile 57, montée sur la. coquille du récupérateur 10, est reliée par des ressorts 58 à la dite coquille. Ces ressorts 58 sont disposés de manière que la déformation des ailettes, sous l'action de la poussée du fluide, se produise en antagonisme à la tension des res- sorts 58.
La couronne mobile 59, montée sur la coquille de la pompe 1 est reliée à l'extrémité de masselottes 60 excentrées par rapport à l'axe de rotation et articulées autour d'axes 61, (figure 3). Ces masselottes sont disposées pour se déplacer en antagonisme avec des ressorts 62 reliés
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d'autre part à des axes fixes 63 disposés sur la coquille de la pompe 1, le déplacement des masselottes étant tel qu'il provoque un déplacement convenable de la couronne mo- bile 59 entraînant une déformation des ailettes 54 qui sera évidemment fonction de la vitesse de la pompe.
Chacune des ailettes de la pompe 1 et du récupé- rateur 10 est constituée par une lame flexible (acier à ressort par exemple) dont les extrémités sont repliées de façon à constituer des douilles dans lesquelles s'engagent les axes sur lesquels ces ailettes sont montées. Les rabat- tements ainsi constitués sont de préférence rivés ou soudés au corps de l'ailette de manière à éviter leur soulèvement sous l'action de la poussée du fluide. De même l'un des rabattements peut s'étendre sur toute la longueur de l'ailette pour augmenter la résistance de celle-ci.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 6 et relative à une ailette flexible 54 du récupérateur 10, cette ailette 54, montée sur l'axe 55 solidaire de la coquille du récupérateur 10 comme déjà décrit, comporte une boucle ouverte 65 à son autre extrémité. Cette boucle s'engage normalement sur l'axe 56 solidaire de la couronne mobile 57 lorsque le fluide agit sur l'ailette.
Lorsque le dispositif fonctionne comme accouplement hydraulique, c'est-à-dire lorsque la pompe et la turbine tour- nent à la même vitesse, l'ailette se dégage alors de l'axe 56 et vient dans la position montrée en 54a située dans le lit du fluide circulant à l'intérieur du dispositif hydrau- lique .
La figure 7 représente en perspective une ailette 5 de turbine, cette ailette se compose d'une partie 66 qui., l'ailette 5 une fois en place sur la coquille de la turbine 4 , constitue la partie torique interne de cette turbine.
Cette partie 66 se raccorde, sur une de ses faces latérales, avec un flasque incliné 67, constituant à proprement parler
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l'ailette de la turbine,dont le bord extérieur a la forme intérieure de la coquille de la turbine. Ce flasque 67 sert également à la fixation de l'ailette sur la coquille par soudure électrique par exemple. Sur l'autre face, la -partie 66 se raccorde à un flasque 68 incliné de la même façon que le flasque 67 et servant à raidir l'ailette.
Dans la variante de réalisation des ailettes fle- xibles de la pompe et du récupérateur représentée aux figures 8 et 9, on va décrire uniquement l'une des ailettes, ces ailettes étant identiques pour la pompe et le récupérateur.
Chaque ailette se compose du corps 70 de l'ailette propre- ment dite. A chacune des extrémités sont.prévues des saillies latérales 71 qui s'engagent dans des encoches 72 en forme de V pratiquées respectivement dans la coquille de l'organe correspondant et dans la couronne mobile montée sur cet organe.
On voit que, lorsque les ailettes du récupérateur se déforment sous l'influence de la poussée du fluide, elles entraînent en rotation la couronne mobile de ce récupérateur; au con- traire, lorsque la couronne mobile de la pompe se déplace sous l'action, de la force centrifuge agissant sur les masselottes, elle{provoque la déformation des ailettes comme on l'a ex- pliqué plus haut et comme montré à la figure 9. Le montage reste le même que dans la forme de réalisation précédemment décrite. On voit que, par l'emploi de telles ailettes, on supprime les pertes par frottement sur les parties cylindri- ques des ailettes servant à la fixation de celles-ci sur les axes.
En outre, et du fait de l'épaisseur réduite de ces ai- lettes, il est possible d'en augmenter la nombre, sans réduire la section totale de passage du fluide, et par suite d'obtenir un meilleur guidage, une meilleure orientation des veines fluides et, partant, un meilleur rendement.
L'invention ne se limite pas aux formes de réalisa- tion ci-dessus décrites et représentées mais s'étend à toutes celles mettant en oeuvre les caractéristiques énoncées plus
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haut et répondant au but poursuivi.
REVENDICATIONS
1 - Perfectionnements aux dispositifs hydrauliques de transmission de mouvement dans lesquels on dispose co- axialement . une pompe centrifuge calée sur l'arbre menant, une turbine hydraulique calée sur l'arbre mené et un anneau circulaire récupérateur dont les aubages sont disposés à la sortie des ailettes, soit de la pompe, soit de la turbine, soit de la turbine et de la pompe, mais de préférence à la sortie des ailettes de la turbine, le dit anneau récupérateur pouvant être solidarisé avec une partie fixe de l'appareil soit automatiquement, soit à volonté, soit les deux simultané- ment, au moyen de tous dispositifs convenables, soit égale- ment être immobilisé en permanence, caractérisés en ce que les ailettes du récupérateur sont constituées par des lamelles flexibles et sont fixées :
d'une part, sur la coquille du récupérateur et, d'autre part, sur une couronne mobile angu- lairement par rapport à cette coquille, en antagonisme avec des dispositifs élastiques de rappel appropriés, sous l'ac- tion de la poussée du fluide, s'exerçant sur les ailettes du dit récupérateur, laquelle est fonction de la vitesse restante du fluide à l'entrée du récupérateur.
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"IMPROVEMENTS TO HYDRAULIC DEVICES FOR
MOVEMENT TRANSMISSION "
The present invention relates to hydraulic motion transmission devices in which there is, co-axially with a centrifugal pump wedged on the driving shaft, a hydraulic turbine wedged on the driven shaft and a circular recovery ring whose vanes are arranged. at the outlet of the vanes either of the pump, or of the turbine, or of the turbine and of the pump, but preferably at the outlet of the Chard from the turbine.
The said
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recovery ring can be secured to a fixed part of the device, either automatically or at will, or both simultaneously by means of any suitable devices, or also be permanently immobilized.
The present invention relates more especially to the fluid circuit in such devices. It can be seen, in fact, that, assuming that the blades of the pump or of the turbine and preferably those of the turbine are fixed, the inlet and outlet angles of the blades of the pump and those of the recuperator must vary for each operating speed of the device if the optimum output is to be obtained at all times.
The applicant has already considered using, for this purpose, fins whose inlet and outlet parts are movable at will or automatically; but such devices, in addition to leading to complex and therefore very expensive components, do not allow, given the large variation required for some of the aforementioned angles, to obtain at each instant the optimum value for each of these angles.
The applicant has also considered using, for the pump and the recuperator, blades formed by elastic lamellae fixed respectively at one of their ends to the shells of the pump. and of the recuperator and guided respectively at the other end by grooves made in said shells so as to be able to move when the fin deforms under the effect of the thrust of the fluid, which is a function of the relative speeds existing between the various organs of the device.
Such an arrangement has the drawback that all the fins bend independently of each other and that the thrust force of the fluid is supported entirely and only by said fins, the deformation of which must be limited to acceptable values,
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In addition, such an arrangement has the drawback of requiring the execution of a large number of guide grooves for the free ends of the fins, which leads to a high cost of the device.
The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks and, to this end, it is characterized in that the fins of the recuperator, which consist of flexible strips, are fixed, on the one hand, on the. shell of the recuperator and, on the other hand, on a movable ring, with respect to this shell in antagonism with appropriate elastic return devices, under Inaction of the thrust of the fluid exerted on the fins of said recuperator, which is a function of the remaining fluid speed at the inlet of the recuperator.
The present invention is also characterized in that the fins of the pump are mounted in the same way as the fins of the recuperator, the ring or movable ring being, in this case, displaced angularly with respect to the shell of the pump, as a function of of the rotational speed of this pump, using weights subjected to the action of centrifugal force in antagonism with elastic return means.
The present invention is further characterized in that the movable rings mentioned above are respectively arranged at the inlet of the pump and at the outlet of the recuperator so that the greatest variations in angle occur respectively in these. places like this is necessary if one is to obtain optimum performance conditions.
The invention also extends to the assembly of the fins.
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on the shells of the pump and the recuperator and on the rings or movable rings mounted on the latter.
One embodiment is characterized in that each fin is mounted at its ends on solid axes respectively of the shells and of the movable rings or rings mounted on the latter and for this purpose, each flexible fin is formed of a blade of 'steel, the ends of which are folded down so as to form two tubular parts connected by roundings to the flat part of the fin, one of the folds being able to extend over the entire length of the fin so in forming a double-thickness fin, said drawdowns being able to be welded or riveted to the flat part of the fin.
Another embodiment of the mounting of the fins, more particularly advantageous in that it avoids any loss of efficiency due to the passage of the fluid threads over protruding parts on the surface of the blade and that it allows to increasing the number of these fins and consequently obtaining better guidance of the fluid threads, is characterized in that each fin has, at each of its ends, two flat lateral projections, preferably taken from the mass of the fin and consequently of the same thickness as the latter, which are housed in suitable cavities formed respectively in the shell of the corresponding member (pump and recuperator) and in the ring or movable ring mounted on this member.
The distance between the lateral projections of the two ends of a fin is such as to allow a suitable deformation of this fin.
The present invention also has for its object a novel sealing device intended to prevent liquid leaks which inevitably occur due to very high pressures exerted in opposite directions on the tubes.
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half-shells of the. pump and is characterized for this purpose in that there is interposed between the two shells of the pump a conical ring forming a seal arranged so that the pressure, exerted on the two half-shells, causes the clamping of said seal whose tightness increases with pressure.
The present invention also extends to a certain number of objects of detail applied separately or in any combination.
1) The turbine is arranged peripherally ,. so that the inlet and outlet of its blades are located substantially at the same distance from the common axis of rotation. to trees leading and led.
2) Each blade of the turbine is stamped and consists of a substantially cylindrical surface with an axis orthogonal to that of the driving and driven shafts limited laterally by two equally inclined and parallel flanges $, one of which ,. of contour substantially similar to the shape of the fin, serves to guide the fluid, and the other of which, in the form of a circular segment, serves to stiffen the fin.
3) The width of the vanes of the pump and of the recuperator decreases from the center outwards to obtain the optimum circulation of the fluid in the vanes.
4) The fluid is kept under pressure inside the hydraulic device by means of a pump and the conduits for the pressurized fluid are arranged so as to open out where the fluid contained in the device, at minimum pressure.
5) The shaft integral with the turbine, normally engaged with the driven shaft in the forward direction, can be either detached from this shaft, or secured to it, by means of a gear reverser. - preference to 'gears.
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6) A particularly interesting embodiment is characterized in that the satellites are mounted on axles integral with a drum which can be immobilized in rotation or made integral with the driven shaft so as to produce either the rotation in opposite directions of the two shafts, ie rotation in the same direction.
The present invention also extends to a number of particular points which will appear in the following text made with reference to the accompanying drawing, given by way of example only, in which: FIG. 1 is a longitudinal section of one form of realization of a hydraulic device for transmitting movement according to the invention.
FIG. 2 is a partial torque along II, II of FIG. 1 showing the vanes of the recuperator and those of the turbine.
Figure 5 is a partial shot, following
III-III of FIG. 1 showing the eubages of the pump and their actuating weights.
FIG. 4 is a section along IV-IV of FIG. 1 showing the reverse gear control device in more detail.
Figure 5 is a partial section along V-V of Figure 1, showing the gear transmission for the rear walk.
FIG. 6 is a partial section showing an alternative embodiment of the fins of the recuperator.
FIG. 7 is a detail view in perspective and on a larger scale of an embodiment of the blades of the turbine, this fin being shown cut along a median plane to represent the section thereof.
Figure 8 is a longitudinal section on a larger scale showing a variant of the assembly of the flexible fins of the pump and of the recuperator.
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Figure 9 is a profile corresponding to Figure 8.
FIG. 10 is a diagram of a variant of FIG. 1 showing the recuperator connected to the frame by means of a free wheel.
Referring to FIG. 1, the hydraulic device comprises a pump 1, which is integral with a plate 2 wedged on the motor shaft or driving shaft 3. The shell of the pump 1 consists of two half-shells of which one is formed by the plate 2. This plate 2 comprises at its periphery an annular groove 2a in which a engages a ring 1 integral with the shell 1 of the pump. The peripheral face of the crown 1a is conical and a conical ring 1 engages between the crown 1a and the external face of the groove 2a, this ring 1c being held by a split ring 1d housed in an annular groove made in tray 2.
Concentrically to the pump 1 is disposed a semi-toric-shaped turbine 4, the blades 5 of which are located at the outlet of the blades 6 of the pump 1, the outlet of the blades 5 being at the same distance from the axis of rotation. that 'the entry of the said blades. This turbine 4 is keyed to a shaft 7 by means of a hub 8 integral with the shell of the turbine 4 and which is centered on the plate 2 by means of a ball bearing 9. A recuperator 10, of internal shape identical to that of the pump, is keyed on a sleeve 11 which is secured, in the example shown, to the frame 12 of the entire device.
One could, as already indicated in the prior patents of the applicant, connect said recuperator to the frame 12 via either a freewheel 12a or the like joining these two parts when the recuperator tends to rotate in the opposite direction to the pump 1 , see Figure 10 or a suitable device, friction, for example.
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controlled by hand or automatically from any suitable organ or both in combination. The recuperator 10 is arranged between the outlet of the fins 5 of the turbine 4 and the inlet of the fins 6 of the pump 1. A gear pump has one of its impellers 13 fluffed on a sleeve 14 driven in rotation by the pump. 1, the other toothed wheel 15 being mounted idly on a pin 16 fixed to the frame 12 of the device.
These two toothed wheels are arranged inside a casing 17 fixed to a flange 21 solid with the frame 12. The delivery of the fluid from the pump takes place at the central part, between the recuperator 10 and the pump 1, through an opening 18 and a space 19 left free between these two members. The discharge of the fluid into the annular space 19a between the shaft 7 and the sleeve 11 is effected through orifices 19b made in the sleeve 11 and in the sleeve 14 and by grooves made in the hub of the housing 17, these splines communicating with the delivery side of the pump.
Seals are provided in all suitable places and more especially between the various sleeves and the shaft 7 and between the shell of la.pompe 1 and the casing 17 integral with the frame 12, the latter seal preferably consisting of a floating seal 20.
-4 the end of the shaft 7 is fixed a toothed pinion 22 which meshes with a number of planet gears 23, meshing with planet gears 24, which in turn mesh with a planetary toothed pinion 25 integral with the shaft 26, as best shown in figure 5.
The shaft 7 carries a stud 27 which is centered in a bore 28 of the driven shaft 26, which is secured to a journaled bush 29, via a ball bearing 30a, on the frame 12. The planet gears 23 and 24 are mounted idle respectively on axes 30 and 31 which are journalled in lateral flanges 32 and
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33.
These flanges are integral at their periphery with a drum 34 terminated by a frustoconical part 35 which can bear respectively on its outer and inner faces suitable brake linings. Opposite the outer face 36 is formed on the frame 12 a conical part 38 with which this external face 36 can come into engagement by a displacement of the assembly in the opposite direction to that of the arrow 39. By a displacement in the direction of the arrow, the internal face 37 of the drum can come into engagement with the frustoconical periphery of a flange 40 integral with the sleeve 29, itself integral with the driven shaft 26.
The flanges 32 and 33 are angularly secured to a disc 41 by means of the axes 30 and 31 of the protruding pinions. This disc 41 is fixed in the axial position by means of a ball stop 42 bearing on the flange 40 integral with the driven shaft 26. The flange 32 is supported on the disc 41 by means of springs. 42a which tend to push back this flange and the parts which are integral with it in the direction of arrow 39, thereby bringing the internal face 37 of the drum into engagement with the periphery of the flange 40. The flange 32 rests on its other face , by means of a ball stop 43, on a disc 44 which itself rests on a part 45 integral with the frame 12 of the device by a stop with adjustable spacing.
This stop is formed by balls, rollers or the like 46 which move on conical ramps 47 and 48 formed respectively on the fixed part 45 of the frame and on the disc 44. It can therefore be seen that, by a suitable rotation of this disc 44 , this disc is moved away more or less and consequently the flange 32 and its associated parts in antagonism with the springs 42. The rotation of the disc 44 is obtained by acting by a cable 49 on an axis 50 integral with the disc: and passing through a
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light 51 of the frame 12. The cable 49 is suitably guided by guide rollers 52 mounted on the frame 12 of the device.
It can be seen that by such a device, it is possible to obtain a rotation of the driven shaft in the same direction or in the opposite direction to that of the driving shaft. Indeed, if the drum 34, integral with the flanges 32 and 33 on which the planet gears are mounted, is engaged with the disc 40, there is a real keying between the driving and driven shafts. On the contrary, if the drum 34 is in engagement with the bearing surface 38 of the frame 12, the driven shaft is driven in the opposite direction to the driving shaft and with a reduction which depends on the pinions used. If the drum 34 is in an intermediate position, the driven shaft remains stationary.
The mounting of the flexible fins 6 of the pump 1 shown in more detail in Figure 3, as well as the mounting of the flexible fins 54 of the recuperator 12 shown in more detail in Figure 2 are carried out in a similar manner. The peripheral end of each of the fins is mounted on a pin 55 fixed to the shell of the corresponding organ while the other end is mounted on a pin 56 fixed to a ring movable relative to the shell of the organ considered. and disposed in a groove of said shell. The movable crown 57, mounted on the. shell of the recuperator 10 is connected by springs 58 to said shell. These springs 58 are arranged so that the deformation of the fins, under the action of the thrust of the fluid, occurs in antagonism to the tension of the springs 58.
The movable ring 59, mounted on the shell of the pump 1, is connected to the end of weights 60 eccentric with respect to the axis of rotation and articulated around axes 61 (FIG. 3). These weights are arranged to move in antagonism with springs 62 connected
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on the other hand to fixed axes 63 arranged on the shell of the pump 1, the displacement of the weights being such as to cause a suitable displacement of the movable ring 59 causing a deformation of the fins 54 which will obviously be a function of the pump speed.
Each of the fins of the pump 1 and of the recuperator 10 is made up of a flexible blade (spring steel for example), the ends of which are bent so as to constitute bushings in which the pins on which these fins are mounted engage. . The flaps thus formed are preferably riveted or welded to the body of the fin so as to prevent their lifting under the action of the pressure of the fluid. Likewise, one of the folds can extend over the entire length of the fin to increase the resistance of the latter.
In the embodiment shown in Figure 6 and relating to a flexible fin 54 of the recuperator 10, this fin 54, mounted on the axis 55 integral with the shell of the recuperator 10 as already described, comprises an open loop 65 to its other end. This loop normally engages on the axis 56 integral with the movable ring 57 when the fluid acts on the fin.
When the device operates as a hydraulic coupling, that is to say when the pump and the turbine are rotating at the same speed, the vane then disengages from the shaft 56 and comes into the position shown at 54a located in the bed of the fluid circulating inside the hydraulic device.
FIG. 7 shows in perspective a turbine fin 5, this fin is composed of a part 66 which, the fin 5 once in place on the shell of the turbine 4, constitutes the internal toric part of this turbine.
This part 66 is connected, on one of its lateral faces, with an inclined flange 67, constituting strictly speaking
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the turbine fin, the outer edge of which has the inner shape of the turbine shell. This flange 67 is also used for fixing the fin to the shell by electric welding for example. On the other face, the -partie 66 is connected to a flange 68 inclined in the same way as the flange 67 and serving to stiffen the fin.
In the variant embodiment of the flexible fins of the pump and of the recuperator shown in FIGS. 8 and 9, only one of the fins will be described, these fins being identical for the pump and the recuperator.
Each fin consists of the body 70 of the fin itself. At each of the ends there are lateral projections 71 which engage in V-shaped notches 72 formed respectively in the shell of the corresponding member and in the movable ring mounted on this member.
It can be seen that, when the fins of the recuperator are deformed under the influence of the thrust of the fluid, they drive the movable ring of this recuperator in rotation; on the contrary, when the movable crown of the pump moves under the action of the centrifugal force acting on the weights, it causes the deformation of the fins as has been explained above and as shown in FIG. 9. The assembly remains the same as in the embodiment described above. It can be seen that, by using such fins, the friction losses on the cylindrical parts of the fins serving for fixing them to the pins are eliminated.
In addition, and due to the reduced thickness of these fins, it is possible to increase the number thereof, without reducing the total section of passage of the fluid, and consequently to obtain better guidance, better orientation. fluid veins and hence better performance.
The invention is not limited to the embodiments described and shown above, but extends to all those implementing the characteristics stated above.
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high and responding to the goal pursued.
CLAIMS
1 - Improvements to hydraulic motion transmission devices in which it is available coaxially. a centrifugal pump wedged on the driving shaft, a hydraulic turbine wedged on the driven shaft and a circular recovery ring whose blades are arranged at the outlet of the fins, either of the pump, or of the turbine, or of the turbine and of the pump, but preferably at the outlet of the blades of the turbine, the said recovery ring being able to be secured to a fixed part of the apparatus either automatically or at will, or both simultaneously, by means of any device suitable, or also be permanently immobilized, characterized in that the fins of the recuperator are formed by flexible lamellae and are fixed:
on the one hand, on the shell of the recuperator and, on the other hand, on a ring movable angularly with respect to this shell, in antagonism with appropriate elastic return devices, under the action of the thrust of the fluid, acting on the fins of said recuperator, which is a function of the remaining speed of the fluid at the inlet of the recuperator.