<Desc/Clms Page number 1>
TRANSMISSION HYDRAULIQUE POUR
VEHICULES AUTOMOBILES ET AUTRES MACHINES UTILISANT UN TYPE DE TURBINE A PALETTES SPECIAL
L'objet de la présente invention est destiné à remplacer sur les machines à vitesse variable, et en particulier, sur les véhicules automobiles de toutes natures, l'embrayage et la boite de vitesse.
L'organe essentiel utilisé est une turbine ou pompe représentée, à titre d'exemple de construction, en coupe longitudinale par la Fig. 1 et en coupe axiale par la Fig. 2.
Cette turbine est du type de pompe à palettes sur lequel les perfectionnements suivants ont été apportés:
Les types de pompes à palettes classiques comportent des palettes opposées solidaires l'une de l'autre, tournant dans une alvéole excentrée suivant la courbe connue sous le nom de "chenille de Pascal". Le défaut de cette disposition est que les arêtes des palettes s'usent au frottement et l'étanchéité n'est plus parfaite après un service prolongé.
D'autres pompes comportent des palettes non solidaires, poussées par des ressorts qui n'assurent pas non plus une bonne étanchéité.
<Desc/Clms Page number 2>
Les perfectionnements apportés à ces systèmes consistent essentiellement en l'introduction de la pression de la pompe ou d'une source de pression auxiliaire, à l'arrière des palettes indépendantes qui sont, de ce fait, plaquées sur la circulaire de l'alvéole.
La turbine ou pompe est composée d'un corps (1) fermé de part et d'autre, par des flasques (2) et (3). Un rotor (4) tourne dans une alvéole de mme rayon dans la partie supérieure (5), et de rayon plus grand dans la partie inférieure (6). Des palettes (7) sont placées dans des logements (8) qui communiquent en sui vant la rotation du rotor (4) tantôt avec l'arrivée d'huile sous pression par l'échancrure- circulaire (9) alimentée par l'ajutage (10); tantôt avec l'échancrure (11) reliée à l'ajutage (12) d'évacuation.
Sous la pression, les palettes,(7) sont uniformément plaquées sur la circulaire de l'alvéole dans la partie inférieure (6) qui est la zone d'action; puis, dans la partie supérieure (5) hors de la zone d'action les palettes refoulent l'huile qui est éjectée de la turbine.
Les palettes (7) portent des épaulements (13) ajustés pour laisser un très faible jeu entre' les arêtes des palettes et la circulaire de l'alvéole, afin de diminuer le frottement.
Pour cette même raison, une dépression peut être créée deriière les palettes dans la zone hors d'action, en prévoyant un piquage sur l'orifice en dépression de la pompe.
La circulation de l'huile dans ce cas, est celle représen tée par la Fig. Schématique 3. L'huile pénètre dans l'échancrure (9) par le conduit (14) piqué sur l'orifice en pression de la tnr bine, et est aspirée par le conduit (15) piqué sur l'orifice en dépression. La turbine dans ce cas, n'est pas réversible.
Cet effet de dépression peut être remplacé aussi, .pour l'éjection de l'huile dans la zone hors d'action, par l'action
<Desc/Clms Page number 3>
de ressorts (16) tel que l'indique la Fig. 4 à plus grande échelle. Ces ressorts (16) agissent sur des épaulements (17) solidaires de la palette (7.) L'huile chassée par les ressorts retourne par l'ajutage (12) au réservoir d'alimentation.
Les palettes peuvent être réparties afin d'établir une compensation entre une palette entrant dans la zône hors d'action et qui refoule son huile, et une palette entrant dans la zône d'action et dont le logement doit être empli d'huile qui recevra la pression; l'huile allant de la première à la seconde des palettes sus-indiquées, et ainsi de suite.
EMI3.1
La zône d'action de la turbine peut stre prévue égale ment dans la partie supérieure de- l'alvéole sans sortir du cadre de l'invention.
.,Pu dehors des perfectionnements nouveaux décrits, la construction de la turbine peut être exécutée classiquement.
C'est ainsi qu'à titre d'exemple, le rotor spécial (4) peut être monté sur un arbre (18) tournant sur des roulements à billes ou dans des paliers lisses. L'arbre peut sortir d'un seul côté comme représenté par la Fig. 2, ou des deux côtés.
Des presse-étoupes (19) de types connus, en assurent
EMI3.2
.,' E: s;trAG'3:1 .
Un premier mode de réalisation du procédé, appliqué à la propulsion des véhicules automobiles, avec utilisation de turbines ainsi décrites, est représenté schématiquement par la Fig. 5,
La turbine (20) fonctionne en génératrice de puissance; elle est actionnée par un moteur (21) qui peut être un moteur à explosions ou un moteur électrique. La turbine (20) reçoit, par la conduite (22) l'huile d'un réservoir d'alimentation (23) Elle refoule, par la conduite (24) munie d'un clapet de retenue (25) évitant les retours de pression, sur un robinet (26) utilisé pour la mise en route du véhicule. Un by-pass (27)
<Desc/Clms Page number 4>
autorise la rotation à vide de la turbine (20) quand le robi net (26) est fermé.
A l'ouverture eue ce dernier, l'huile atteint par la conduite (28) un distributeur (29) d'un type quelconque adapté au dispositif, et qui peut être manoeuvré automatiquement par l'intermédiaire d'un régulateur (30) à ressorts ou à boules, et commandé par une courroie trapézoïdale ou une .chaîne à rouleaux (31), ou bien directement accouplé à un des arbres de transmission (32).
Sur les arbres (Se-,) sont disposées des turbines à palettes réceptrices dont les dimensions sont calculées pour tourner respectivement à des vitesses différentes sous la môme pression unitaire.
C'est ainsi qu'à titre d'exemple, les turbines (33) serviront au démarrage jusqu'à une certaine vitesse - les turbines (34) donneront plus de vitesse et les turbines (35) atteindront la vitesse maximum. Les turbines (36) dont la cir culation d'huile est inversée, pourront servir à provoquer la marche arrière.
Au repos, le distributeur est amorcé sur l'orifice (37). En ouvrant le robinet (36) l'huile sous pression passe par cet orifice (37). et rejoint, par la conduite (38) un robinet à trois voies (39) qui peut être ouvert sur la marche avant ou sur la marche arrière.
Pour la marche avant, l'huile continue son cheminement par la conduite (40) et actionne les turbines (33) Le véhicule se met en mouvement' faisant tourner en même temps le régulateur (30) qui agit sur le distributeur (29) pour faire communiquer la conduite (28) avec la conduite (41) et obturer la conduite (38). La pression est transmise cette fois, aux turbines (34) et la vitesse s'accélère. A la vitesse maximum de la turbine (34) le régulateur agira comme précédemment pour relier la conduite (28) à la conduite (42) pour actionner les turbines (35).
<Desc/Clms Page number 5>
On pourra ralentir ou augmenter la vitesse du véhicule en agissant sur le débit de la turbine génératrice (20) par. l'intermédiaire de l'accélérateur du moteur (21). L'arrêt du véhicule s'opérera en fermant le robinet (26) .
Pour la marche arrière, la manette du robinet (39) sera placée sur AR, et l'huile passera par la conduite (43) pour agir sur les turbines (36) à rotation inversée.
Pour isoler la marche arrière de l'action des turbines (34) et (35) et éviter des fausses manoeuvres, le régulateur (30) peut être à un seul sens d'entraînement dépendant d'un embrayage à rochet (44) ou autres. Sur la marche arrière, le distributeur (39) ne fonctionnera pas et seules, les turbines (36) recevront la pression.
En utilisant les types de turbines réversibles, on peut supprimer les turbines (36) et utiliser les turbines (33) pour la marche avant comme pour la marche arrière, en prévoyant un jeu de tuyauteries détermine.
A la sortie des turbinas, l'huile s'échappe par le collecteur (45) pour retourner au réservoir (23)
Pour freiner le véhicule, on peut agir sur une vanne (46) commandée par le conducteur, qui intercale une résistance sur le collecteur (45) et par consèquent, applique une contre- pression sur les palettes des turbines, opérant ainsi un ralen tissement plus ou moins rapide selon que la vanne (46) est plus ou moins fermée. Celle-ci est munie d'une soupape (47) qui évitera les coups de bélier qui pourraient être provoqués par une fermeture trop brusque de la vanne (46).
L'ensemble des turbines réceptrices, au lieu d'être solidaire des arbres (32), peut être monté sur l'arbre longitù dinal d'entraînement du véhicule; dans ce cas, une seule des turbines réceptrices de chaque puissance suffiront à l'entrai nement.
Le schéma de la Fig. 6 en donne l'application en
<Desc/Clms Page number 6>
utilisant cette fois, des turbines réceptrices de même puissance ou de puissances différentes, telles que (1)- (II) - (III),etc; montées en parallèle et couplées sur l'arbre d'entrainement (48) La pression sous les palettes est fournie par une ou plusieurs pompes auxiliaires (49) du type à pistons ou à engrenages, ou tous autres modèles connus, et les palettes sont munies de ressorts de rappel suivant la disposition de la Fig. 4, pour éjecter l'huile et la renvoyer au réservoir (23). La ou les pompes auxiliaires, ainsi que la pompe génératrice (20) sont montées sur l'arbre du moteur (21).
Entre la turbine (20) et'les turbines réceptrices, sont intercalés:
Un robinet de manoeuvre (50) placé à portée du conducteur et comportant trois directions: arrêt (A) - Marche avant (AV) Marche arrière (AR). Ce robinet schématisé sur la Fig. 6, peut être conçu suivant toutes dispositions appropriées à son service.
Un distributeur (51) adapté au dispositif et manoeuvré automatiquement par' 1- 1 intermédiaire d'un régulateur (52) d'un type connu. Ce distributeur a pour rôle: a) de mettre ou retirer du circuit, successivement par les lumières (53), les turbines réceptrices (I - II - III) b) Parallèlement, d'appliquer ou supprimer simultanément avec le mouvement précédent, par les lumières (54) la pression sous les palettes des turbines réceptrices.
Par le jeu de tuyauteries représentées sur la Fig. 6, et en partant du réservoir d'alimentation (23) les manoeuvres ci-après peuvent être effectuées, l'huile motrice suivant la direction des flèches. La pompe'(49) alimente également le dispositif de pression sous les palettes de la turbine généra trice (20) par les conduites (55).
I - Moteur en marche - véhicule arrété.- Le robinet de manoeuvre (50) est placé sur (A); AV et AR étant obturés. Le fluide moteur
<Desc/Clms Page number 7>
suit les flèches (X) en circuit fermé cana passer par les organes moteurs - Le véhicule reste immobile.
2 - Marche avant (AV) .- L'huile partant de la turbine (20) traverse le robinet (50) placé sur (AV) - les passages A et
AR étant obturés. Elle suit le circuit des flèches (Y) en alimentant par l'intermédiaire du distributeur (51), trois, deux ou une turbine réceptrices. Le retour de l'huile se fai sant toujours dans la direction des flèches (Y) par le deuxième conduit du robinet (50) pour retourner au réservoir (23) 3- Marche arrière (AR) L'huile suit les flèches (Z), passe par le robinet (50) placé sur (AR), les passages A et AV étant obturés. Et, sans traverser le distributeur (SI) agit en sens inverse sur les turbines réceptrices, pour âtre évacuée en suite au travers du robinet (50) sur le réservoir (23).
La pression sous les palettes, en z8ne d'action, est exercée suivant la circulation donnée par les flèches (P).
L'huile traverse le distributeur (SI) pour alimenter, parallèle ment à la cadence de marche, les turbines réceptrices.
Le freinage peut s'effectuer comme indiqué dans le premier mode de réalisation de la Fig. 5, à l'aide de la vanne (46) protégée par la soupape (47).
Le fluide moteur utilisé peut être constitué par de l'huile, de l'eau, ou encore par de l'air. Les deux modes de réalisation représentés schématiquement par les Fig. 5 et 6 ne sont pas limitatifs. Toutes autres applications utilisant les modes circulatoires et les turbines à palettes munies des perfectionnements décrits, peuvent être adoptées sans sortir du cadre de l'inventions.
Le système peut être industriellement utilisé pour la mise en route et la rotation de machines à forte inertie de démarrage - 'Par une ou plusieurs turbines, l'entraînement à distance de toutes machines peut être réalisé ( Pompes pour
<Desc/Clms Page number 8>
<Desc / Clms Page number 1>
HYDRAULIC TRANSMISSION FOR
MOTOR VEHICLES AND OTHER MACHINES USING A SPECIAL TYPE OF BLADE TURBINE
The object of the present invention is intended to replace on variable speed machines, and in particular, on motor vehicles of all types, the clutch and the gearbox.
The essential component used is a turbine or pump shown, by way of example of construction, in longitudinal section in FIG. 1 and in axial section by FIG. 2.
This turbine is of the type of vane pump on which the following improvements have been made:
Conventional types of vane pumps have opposing vanes integral with one another, rotating in an eccentric cell following the curve known as the "Pascal crawler". The drawback of this arrangement is that the edges of the pallets wear out by friction and the seal is no longer perfect after prolonged service.
Other pumps have non-integral vanes, pushed by springs which also do not ensure a good seal.
<Desc / Clms Page number 2>
The improvements made to these systems consist essentially in the introduction of the pressure from the pump or from an auxiliary pressure source, at the rear of the independent vanes which are, therefore, pressed against the circular of the cell.
The turbine or pump is made up of a body (1) closed on either side, by flanges (2) and (3). A rotor (4) rotates in a cell with the same radius in the upper part (5), and with a larger radius in the lower part (6). Pallets (7) are placed in housings (8) which communicate by following the rotation of the rotor (4) sometimes with the arrival of pressurized oil through the circular notch (9) supplied by the nozzle ( 10); sometimes with the notch (11) connected to the discharge nozzle (12).
Under the pressure, the paddles (7) are uniformly pressed against the circular of the cell in the lower part (6) which is the action zone; then, in the upper part (5) outside the action zone, the vanes discharge the oil which is ejected from the turbine.
The pallets (7) have shoulders (13) adjusted to leave a very small clearance between the edges of the pallets and the circular of the cell, in order to reduce the friction.
For this same reason, a vacuum can be created behind the vanes in the out of action zone, by providing a tapping on the vacuum port of the pump.
The circulation of the oil in this case is that shown in FIG. Schematic 3. The oil enters the notch (9) through the duct (14) stitched on the pressure port of the tnr bine, and is sucked through the duct (15) stitched on the vacuum port. The turbine in this case is not reversible.
This depression effect can also be replaced, for the ejection of the oil in the non-effective zone, by the action
<Desc / Clms Page number 3>
of springs (16) as shown in Fig. 4 on a larger scale. These springs (16) act on shoulders (17) integral with the pallet (7.) The oil expelled by the springs returns through the nozzle (12) to the supply tank.
The pallets can be distributed in order to establish a compensation between a pallet entering the out of action zone and which discharges its oil, and a pallet entering the action zone and whose housing must be filled with oil which will receive pressure; the oil going from the first to the second of the above-mentioned pallets, and so on.
EMI3.1
The area of action of the turbine can also stre provided in the upper part of the cell without departing from the scope of the invention.
., Apart from the new improvements described, the construction of the turbine can be carried out conventionally.
Thus, by way of example, the special rotor (4) can be mounted on a shaft (18) rotating on ball bearings or in sliding bearings. The shaft can come out from one side only as shown in Fig. 2, or both sides.
Known types of cable glands (19) ensure
EMI3.2
., 'E: s; trAG'3: 1.
A first embodiment of the method, applied to the propulsion of motor vehicles, with the use of turbines thus described, is shown schematically in FIG. 5,
The turbine (20) operates as a power generator; it is actuated by a motor (21) which may be an explosion motor or an electric motor. The turbine (20) receives, through the pipe (22) the oil from a supply tank (23) It delivers, through the pipe (24) provided with a check valve (25) preventing pressure returns , on a valve (26) used for starting the vehicle. A bypass (27)
<Desc / Clms Page number 4>
allows the idle rotation of the turbine (20) when the valve (26) is closed.
When the latter is opened, the oil reaches through line (28) a distributor (29) of any type suitable for the device, and which can be operated automatically by means of a regulator (30) to springs or balls, and controlled by a trapezoidal belt or a roller chain (31), or else directly coupled to one of the transmission shafts (32).
On the shafts (Se-,) are arranged receiving vane turbines, the dimensions of which are calculated to rotate respectively at different speeds under the same unit pressure.
Thus, by way of example, the turbines (33) will be used for starting up to a certain speed - the turbines (34) will give more speed and the turbines (35) will reach the maximum speed. The turbines (36), the oil circulation of which is reversed, may be used to cause reverse gear.
At rest, the distributor is primed on the orifice (37). By opening the valve (36) the pressurized oil passes through this orifice (37). and joined, via line (38), a three-way valve (39) which can be opened in the forward or reverse gear.
For forward travel, the oil continues to flow through the pipe (40) and actuates the turbines (33) The vehicle begins to move 'simultaneously turning the regulator (30) which acts on the distributor (29) to make the pipe (28) communicate with the pipe (41) and seal the pipe (38). The pressure is transmitted this time to the turbines (34) and the speed is accelerated. At the maximum speed of the turbine (34) the regulator will act as before to connect the pipe (28) to the pipe (42) to actuate the turbines (35).
<Desc / Clms Page number 5>
The speed of the vehicle can be slowed down or increased by acting on the flow rate of the generator turbine (20) by. through the engine accelerator (21). The vehicle will be stopped by closing the valve (26).
For reverse gear, the lever of the valve (39) will be placed in AR, and the oil will pass through the pipe (43) to act on the reverse rotation turbines (36).
To isolate the reverse gear from the action of the turbines (34) and (35) and prevent false operations, the regulator (30) can be in one direction of drive depending on a ratchet clutch (44) or other . In reverse gear, the distributor (39) will not work and only the turbines (36) will receive the pressure.
By using the types of reversible turbines, it is possible to omit the turbines (36) and to use the turbines (33) for both forward and reverse, by providing a set of pipes determined.
At the outlet of the turbines, the oil escapes through the collector (45) to return to the reservoir (23)
To brake the vehicle, it is possible to act on a valve (46) controlled by the driver, which inserts a resistance on the manifold (45) and consequently, applies a back pressure on the turbine vanes, thus effecting a more slowing down. or slower depending on whether the valve (46) is more or less closed. This is fitted with a valve (47) which will prevent water hammer which could be caused by too abrupt closing of the valve (46).
The assembly of receiving turbines, instead of being integral with the shafts (32), can be mounted on the longitù dinal drive shaft of the vehicle; in this case, only one of the receiving turbines of each power will suffice for the drive.
The diagram of FIG. 6 gives its application in
<Desc / Clms Page number 6>
this time using receiving turbines of the same power or of different powers, such as (1) - (II) - (III), etc; mounted in parallel and coupled to the drive shaft (48) The pressure under the vanes is supplied by one or more auxiliary pumps (49) of the piston or gear type, or any other known models, and the vanes are fitted of return springs according to the arrangement of FIG. 4, to eject the oil and return it to the reservoir (23). The auxiliary pump or pumps, as well as the generator pump (20) are mounted on the motor shaft (21).
Between the turbine (20) and the receiving turbines are interposed:
An operating valve (50) placed within reach of the driver and comprising three directions: stop (A) - Forward (FWD) Reverse (Reverse). This valve, shown schematically in FIG. 6, can be designed according to any provisions appropriate to its service.
A distributor (51) adapted to the device and operated automatically by '1- 1 through a regulator (52) of a known type. The role of this distributor is: a) to put or remove from the circuit, successively by the lights (53), the receiving turbines (I - II - III) b) At the same time, to apply or remove simultaneously with the previous movement, by the lights (54) the pressure under the vanes of the receiving turbines.
By the set of pipes shown in Fig. 6, and starting from the supply tank (23) the following maneuvers can be carried out, the driving oil following the direction of the arrows. The pump '(49) also supplies the pressure device under the vanes of the generator turbine (20) via the pipes (55).
I - Engine running - vehicle stopped - The control valve (50) is placed on (A); AV and AR being closed. Motor fluid
<Desc / Clms Page number 7>
follow the arrows (X) in a closed circuit cana pass through the engine components - The vehicle remains stationary.
2 - Forward (AV) - The oil leaving the turbine (20) passes through the valve (50) placed on (AV) - passages A and
AR being closed. It follows the circuit of the arrows (Y) by supplying through the distributor (51), three, two or one receiving turbine. The return of the oil always taking place in the direction of the arrows (Y) through the second pipe of the valve (50) to return to the reservoir (23) 3- Reverse gear (AR) The oil follows the arrows (Z) , passes through the tap (50) placed on (AR), passages A and AV being closed. And, without passing through the distributor (SI) acts in the opposite direction on the receiving turbines, in order to be subsequently evacuated through the valve (50) on the reservoir (23).
The pressure under the pallets, in action zone, is exerted according to the circulation given by the arrows (P).
The oil passes through the distributor (SI) to supply, parallel to the speed of operation, the receiver turbines.
Braking can be carried out as indicated in the first embodiment of FIG. 5, using the valve (46) protected by the valve (47).
The motor fluid used can consist of oil, water, or even air. The two embodiments shown schematically in FIGS. 5 and 6 are not limiting. All other applications using circulatory modes and vane turbines provided with the improvements described can be adopted without departing from the scope of the invention.
The system can be used industrially for starting and rotating machines with high starting inertia - 'By one or more turbines, the remote drive of all machines can be achieved (Pumps for
<Desc / Clms Page number 8>