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Perfectionnements aux accouplements hydrauliques.
La présente invention concerne les accouplements hydrauliques du type dans lequel de la force est transmise d'un arbre menant à un arbre mené par l'intermédiaire d'une série de cylindres et de pistons que l'un des arbres fait tourner, les pistons comportant des galets qui attaquent une piste de came portée par l'autre arbre, tandis que le mouvement alternatif des pistons pendant la rotation relative des arbres, engendre un écoulement pulsatoire d'un fluide, tel que de l'huile, par la voie de conduits, cet écoulement étant contrôlé par une soupape pour obtenir un obstacle désiré quelconque, et une variation conséquente dans la prise de l'accouplement hydraulique entre les arbres menant et mené.
D'après la présente invention, l'un des arbres, qui peut être l'arbre menant ou l'arbre mené, porte un carter externe formant un réservoir de fluide sans pression, la piste de came possédant un contour ou profil symétrique et étant disposée sur l'intérieur cylindrique de ce carter, extérieurement
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aux pistons et cylindres disposés radialement, qui sont établis dans un carter interne porté par l'autre arbre et monté et tournant dans le carter externe, tandis que le contour de la piste de came et la disposition et le nombre de cylindres et de pistons sont tels que ces pistons exécutent leur mouvement alternatif en équilibre rotatif.
Les cylindres communiquent entre eux par la voie de conduits et d'un creux commun situé dans le carter interne, et les lumières de conduit situées dans ce carter sont commandées par une soupape à lumières. Le carter externe forme une zône de réservoir pour le fluide qui n'est pas soumis à la pression de la pulsation fluide engendrée par les pistons, cette pulsation étant confinée à la zône de compression close formée par les cylindres et leurs conduits de communication.
Des soupapes de retenue sont prévues dans les cylindres, et sont disposées pour s'ouvrir et laisser passer du fluide du réservoir dans les cylindres pour compenser toute fuite de fluide se produisant dans la zône de compression ; ces soupapes remplissent le double rôle de permettre le rechargement de la zône de compression aussi bien par action centrifuge, que par aotion d'aspiration lorsque les pistons se meuvent vers l'extérieur en suivant le contour de la came, ces soupapes évitant ainsi la formation derrière les pistons d'un vide quelconque qui tendrait à empêcher ces pistons de se mouvoir librement vers l'extérieur pour suivre la came. Les pistons peuvent être contrôlés par des ressorts. Le carter interne, ou le carter externe, peut être équipé de palettes propulsives.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale centrale de l'accouplement.
La fig. 2 est une vue en bout, la moitié supérieure en
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coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, tandis que l'autre moitié inférieure montre le mécanisme interne, la plaque de bout du côté droit de la fig. 1 étant enlevée.
La fig. 3 est une vue de détail, partie en coupe et à plus grande échelle, de l'une des soupapes de retenue pour recharger la zone de pression.
La fig. 4 est une vue de détail, en coupe et à plus grande échelle, de la soupape de désaération de la zône de pression.
Dans la construction représentée, le carter externe ou réservoir comprend une enveloppe cylindrique 1 pourvue sur sa surface interne. d'une piste de came 2, l'enveloppe étant boulonnée en 3 entre des plaques de bout 4, 5, dont l'une est reliée à l'arbre 6 qui peut être l'arbre mené. Les plaques de bout sont équipées de paliers à rouleaux ou autres paliers 7, 8, et dans l'un de ces paliers 8 est monté et tourne l'autre arbre 9, qui peut être l'arbre menant. Cet arbre comporte une bride par laquelle il est boulonné en 10 au carter interne 11, dont l'autre côté est pourvu d'un bout d'arbre 12 fixé par les boulons 10 et tournant dans le palier 7 prévu dans l'autre plaque de bout du carter externe. Les deux arbres 6 et 9 sont en alignement et peuvent tourner l'un par rapport à l'autre.
Le carter interne est en forme de cuvette et comporte une série de cylindres 13 disposée radialement et pourvus chacun d'un piston 14 possédant à son extrémité externe un galet 15 disposé pour s'appliquer contre la came 2. Chaque piston est porté sur un axe transversal 16 pourvu sur chaque côté de pièces de guidage 17 coulissant dans des rainures 18 des cylindres. Ces pièces de guidage ont pour but de s'opposer à une poussée oblique exercée sur les pistons et les galets lorsque ces derniers circulent sur la piste de came. Des segments de garniture 19 sont montés dans les pistons, et pour aider les galets de piston à conserver
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un contact d'implication étroit avec la came, des ressorts (non représentés) peuvent être disposés dans les cylindres, sous les pistons.
Mais ces ressorts ne sont pas absolument nécessaires, car l'action centrifuge des pistons se produisurit lorsque l'accouplement marche à des vitesses normales, est tout à fait suffisante pour maintenir les galets en contact, mais à de faibles vitesses et si les pistons ne se trouvent pas sur l'arbre menant, ces ressorts aideront à maintenir le contact jusqu'à ce que l'arbre mené ait atteint une vitesse normale.
Chaque cylindre est pourvu d'une soupape de retenue 20 qui s'ouvre vers l'intérieur et est maintenue fermée par la pression du fluide dans les cylindres lorsque les pistons se meuvent vers l'intérieur dans la course de pression, mais lorsque des fuites de fluide se produisent dans la zône de compression 21, cette soupape s'ouvre vers l'intérieur lors du mouvement du piston vers l'extérieur. Un conduit 23 mène de chaque cylindre, à travers le bossage du carter interne 11, à un creux de soupape 24, les conduits se terminant en forme de lumières dans la paroi du creux, lumières avec lesquelles coopèrent les lumières d'une soupape cylindrique rotative 26 pour commander leur ouverture et leur fermeture et empêcher l'écoulement entre les cylindres.
La tige 27 de cette soupape passe axialement le long d'une percée de l'arbre menant 9, et est garnie en 28, et elle est commandée pour un mouvement rotatif par une fourche attaquant un collet à gorge 29 dont le mouvement de glissement sur l'arbre 9 provoque de manière connue le mouvement angulaire de la soupape au moyen de rainures hélicoïdales 30 prévues dans l'arbre et de rainurea longitudinales 31 prévues dans la tige de soupape 27, un téton 32, fixé dans le collet 29, passant à travers les parties coïncidentes de ces rainures. La soupape 26 est montée et tourne sur la tige de soupape 27 au moyen
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d'une rainure 41 prévue dans la tige, rainure que traversent des clavettes 42 qui attaquent des rainures prévues dans les faces opposées de la soupape.
En conséquence, lorsque le collet glisse le long de l'arbre 9, la soupape 26 tourne et ses lumières sont amenées plus ou moins en regard des conduits 23, ou ferment complètement ces conduits. Le carter interne 11 est pourvu d'une série de palettes propulsives 33, disposées radialement ou d'autre manière équivalente ; ces palettes propulsives s'étendent latéralement sur ce carter et sont disposées de façon à détourner radialement vers l'extérieur l'huile sans pression contenue dans le réservoir. Des ajutages 34, qui peuvent être fermés par des bouchons, sont prévus pour remplir le réservoir d'huile.
En fonctionnement la zone de réservoir externe 22 est alimentée d'huile, pendant qu'elle est stationnaire, approximativement au niveau indiqué en 4-4 (fig. 1), ou d'une quantité telle que lorsque l'accouplement tourne et que l'huile exéoute un tourbillonnement centrifuge vers l'extérieur dans le carter de réservoir 22, aidée par les palettes 33, la surface interne périphérique de l'huile tourbillonnante adopte une position indiquée approximativement par les lignes 3-3. de la fig. 1, et se trouve radialement à l'intérieur des soupapes de cylindre 20 qui sont ainsi toujours baignées.
De petits trous axiaux 35 (fig. 3) sont formés dans les tiges de ces soupapes; ces trous débouchent dans le réservoir et communiquent avec de petits trous transversaux 36 prévus au col de la soupape et menant à des creux 37, qui peuvent être fermés par la tête de soupape quand les pressions de commande règnent. Lorsque les soupapes 20 se soulèvent dans des conditions de recharge, une quantité d'huile peut passer par les trous 35, 36, dans les cylindres, pour remplacer toute perte qui peut s'être produite dans la z8ne de pression.
Comme dans certaines applications de l'accouplement, il
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est essentiel que l'huile contenue dans la zône de pression interne 21 reste libre de tout contenu d'air, qui rendrait la masse compressible dans cette zône, cependant que l'efficacité de l'accouplement dépend de l'incompressibilité du fluide dans cette zône, on peut prévoir des moyens pour permettre l'échappement hors de cette zône de tout faible contenu d'air, bien qu'une semblable disposition ne soit pas absolument nécessaire car, pour une raison exposée dans la suite, cette zône centrale est en général libre d'air.
Dans ce but un très petit trou d'air 38 est formé dans le carter interne, trou contrôlé par un clapet ou autre valve 39 et menant à un plus grand trou 40 prévu dans le bout d'arbre 12, de façon à communiquer ainsi avec le réservoir externe. Si un faible contenu d'air est présent dans la zôné de travail, cet air est expulsé avec une certaine quantité d'huile, par l'action de compression des pistons 14, au-delà du clapet 39 dans le réservoir, et l'air ne retourne pas par les soupapes 20 à la zône de pression, car en raison de l'action centrifuge engendrée dans l'huile tournant dans le carter externe, et du fait des différentes densités de l'air et de l'huile, cette huile déplace tout contenu d'air du réservoir vers sa partie centrale,
de sorte que les soupapes 20 étant baignées par le tourbillon d'huile du réservoir, l'air expulsé de la zône de pression, n'y retourne pas, mais reste dans la partie centrale. De plus, en raison de ce tourbillon centrifuge d'huile, aucune huile ne se trouve dans la partie centrale autour de l'arbre 9, et en conséquence le besoin de garnitures compli- qaées pour l'arbre sortant du carter externe 1, jusqu'ici nécessaires dans les accouplements hydrauliques connus, est supprimé.
En équipant l'accouplement de deux zônes distinctes, une zône de pression interne 21 à laquelle la pulsation de fluide engendrée par les pistons est confinée, et une zône
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de réservoir externe 22, isolée de la zone de pression et libre de pulsation, une action centrifuge sans obstacle peut se manifester dans le réservoir externe, en permettant une recharge de la zone interne avec la partie.d'alimentation fluide effective se trouvant radialement à l'intérieur des soupapes 20. De plus, en raison du refoulement d'air et d'huile hors de la zône interne 21 par la voie des conduits 38 et 40, au réservoir 22, et du retour d'huile du réservoir par les soupapes 20 à la zone interne, il se produit un changement continu d'huile dans la zône de pression.
Dans certaines applications de l'accouplement, il peut ne pas être nécessaire de prévoir des palettes propulsives, mais en général elles seront désirables, et lorsque, comme par exemple dans une commande de tour, les vitesses relatives des éléments menant et mené sont soumises à une différentiation continuelle, les palettes seront toujours disposées sur l'arbre menant pour aider à l'établissement du tourbillon initial d'huile dans le réservoir.
D'autre part, dans les applications où une diffétence entre les vitesses des arbres respectifs ne se produit qu'au démarrage, tandis que les parties respectives de l'accouplement tournent finalement et principalement à l'unisson, les palettes peuvent être disposées de manière que leur effet au démarrage consiste à baratter le contenu d'huile et d'air du réservoir en un mélange qui est chargé dans la zône de pression par les soupapes 20 et assure temporairement une action d'amortissement pour les pistons.
Après démarrage et en raison du cycle normal de la fuite d'huile de la zône de pression et du retour d'huile à cette zone, ce mélange d'huile et d'air se décompose rapidement dans le réservoir sous l'action centrifuge, l'huile de la zône de pression étant finalement
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débarrassée d'air lorsque les vitesses des arbres menant et mené sont approximativement égales.
Le contour de la piste de came et le nombre de pistons et de cylindres sont prévus de manière que les pistons se trouvent toujours en équilibre rotatif lorsqu'ils alternent, Par exemple, avec une came à deux sommets, ou de forme ovale, on peut ne prévoir que quatre pistons, disposés par paires diamétralement opposées, mais on préfère, avec une came ovale du type représenté, employer un nombre pair de pistons supérieur à quatre, l'aotion d'une série de ce genre donnant un couple plus uniforme, tout en assurant l'équilibre rotatif.