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Perfectionnements aux turbo-couplages hydrauliques.
Cette invention se rapporte à des turbo-couplages hydrauliques ou convertisseurs de couple.'comprenant un élément impulseur et un élément rotor ailettes' rotatifs qui coopèrent de.façon à former un circuit de travail dàns lequel un.anneau de tourbillonnement liquide s'établit pendant le fonctionnement)du couplage.
Le but de l'invention est de procurer un turbo- couplage dans lequel des dispositions sont prises pour ef- fectuer une vidange partielle rapide du circuit de tra- vail dans le cas ou la charge sur l'appareil de couplage et par conséquent le couple transmis et le glissement dépassent une valeur prédéterminée.
Cette condition doit être réalisée dans de très nombreuses applications des turbo-couplages actionnés'par des moteurs thermiques ou 'des moteurs électriques, ou doit par exemple être envisagé dans le cas d'un turbo-couplage faisant partie d'une ins- tallation de propulsion marine actionnée par un moteur Diesel, de façon que le moteur et l'engrenage de trans-
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mission puissent être soustraits à une charge excessive dans le cas où le propulseur ou L'hélice rencontre un obstacle, par exemple de la.glace,
Suivant l'invention,
l'appareil de turbo-couplage hydraulique comprend un -élément impulseur et un élément rotor conjointement avec un bottier formant la chambre de travail et est caractérisé en ce que les parties ailet- tées de ces éléments forment ensemble un circuit de tra- vail dans lequel s'établit un tourbillon annulaire de li- quide moteur, en ce que des dispositifs sont prévus pour amener.le liquide de travil ou liquide moteur au couplage lorsque celui-ci se trouve en action, et en ce qu'il est pourvu de dispositifs de décharge du liquide, communiquant avec l'extérieur de.la chambre de travail et situés de ma- nière à éjecter de cette dernière le liquide qui quitte le circuit de travil dans une région de diamètre inférieur à celui du profil'interne de-ce circuit,
Dans le brevet britannique n 692.286 qui se rap- porte à un turbo-couplage hydraulique dépourvu de disposi- tifs.d'amenée du liquide au couplage lorsque celui-ci est en actions on avait proposé d'établir,, dans une région du profil interne de l'impulseur, un réservoir dans lequel le liquide de travail s'écoule lorsque le glissement est élevé et,que la'vitesse du rotor tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée et d'où le liquide, pouvant revenir sous l'action de la force centrifuge dans le.réservoir,
tend à retourner direotement dans le-circuit de travail* La présente invention de distingue de cette disposition antérieure en ce que, dans celle-ciil y a une limite à la quantité de liquide qui'peut s'écouler du circuit de travail dans la récipient,.tandis que, dans le couplage qui est pourvu d'un dispositif pour y amener le liquide de travail lorsqu'il'fonctionne, l'écoulement du'liquide éject du circuit de travail par ce dispositif de décharge.continua
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à se faire jusqu'à ce que le liquide dans le circuit de, travail atteigne la région de diamètre inférieur au dia- mètre du profil intérieur du circuit de travail.
Quelques exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, 'dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du convertisseur de couple ou turbo-couplage hydraulique suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe du convertisseur de couple ou turbo-couplage hydraulique suivant l'invention, pourvu d'une valve ajustable pour pouvoir rendre inopérant le dispositif servant à l'éjection du liquide, et les figures 3, 4, 5 et 6 montrent d'autres'formes d'exécution du convertisseur de couple ou turbo-couplage hydraulique suivant l'invention..
Ainsi que le,montre la,figure 1, le turbo-couplage hydraulique comprend un arbre* - manchon d'entrée 1 couplé par-un disque moteur 2 à une couronne 3 soudée à la péri- phérie d'un boîtier qui comprend une partie cylindrique 4 , une partie 5 située derrière la calotte sphérique d'impul- Beur 6 et reliée le long de sa périphérie interne à une bague de palier 7 à laquelle la partie radialement intérieu- re de la calotte d'impulsaur 6 est boulonnée, et une partie 8 qui est située derrière la calotte de rotor 9 et est sou- dée à une bague de palier 10dans laquelle est tourillonné l'arbre de sortie 11 du convertisseur de couple.
Dans la ' .. bague 7 est également tourillonné l'arbre de sortie 11, qui est pourvu d'une bride 12 à laquelle est boulonnée la par- tie du rotor 9 située radialement à l'intérieur.
L'impulseur 6 présente une languette annulaire ou collerette 13 dont la surface radialement extérieure se raccorde graduellement à la surface interne du restant de la calotte d'impulseur et dont la surface radialement in- térieure est approximativement cylindrique et coaxiale à
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.1''.axé &. ouplage,, 11 impuls èui, et'le rotor étant pouileuk d"aiie.ét.eh.'14 et'15 respectivement..
- La surface radiàlemenf intérieure -d-e la collerette . 13 est eoartéeradialeatent vers -1l,extérieur. de l'extrémité intérieure'du,, diamètre .du profil interne du. rotor, de façon à ménager une cavité 'annulaire''16.radialement.à l'intérieur dé la collerette 13 et adjacente à-la'.Partie centrale de la calo tte.. d'ipilsur, .6. - 'Le'circuit de'travail du couplage' est. formé par
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les parties a.léttés de 1!impuleuta.ret..les' parties ailettées coopérantes, du rotor,.et pendant?le "fonctionnement normal, du couplage xn . tôrb.llo2'arin,ûla:ré de liquide mo- teur éxiete 5.' intéxieur du circuit de travail radialemeu'b ..au-delà= de 1ÊCollerette 13. Le boîtier comprenant les Pièces'4,5 et ';8 déiimi%e' la. chambre -de travail-du couplage.
Une série de tuyaux 17 uniformément répartis autour de l'axe du couplage'ou,convertisseur de couplé. s'étendent
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comme c'est représenté de la,,cavité 16 - l'etérieizr de la chàiùore tr)Iail, les extrémités des éhéaux située chambre travail, Les extrémités des tuyaux z situe& l'extérieur (lï cette chambre étant plus'espacés radiai.::mont de. l'axe du c'ouplagég.ue les extrémités qui s'ouvrent d'mn la cavité 16.
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Pendant le fonctionnement normal de l'apparcl , le fluide moteur forme comme il a été dit un tourbillon annu- laire qui s'établitdans le circuit de travail, c'est-à- dire dans la partie radialement , l'extérieur.de-la colle-
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rette 13 Dans le,cas'.ou. le"couple transmis et p'ar consé- quent le glissement augmentent, de même que lorsque l'arbre de sortie du convertisseur de couple est surchargée'la vi- -
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fesse de circulation dans..'anneâû tourbillonnant augmente.
et la force centrifuge dans la partie du ëiçuït de'tra- vail correspondant au roter, c'est-à-dire 'la-forcé-qui maintient l'anneau tourbillonnant-dans là-position.radiale-, ment extérieure, -diminue,'ce qui'fait que' le liquide moteur-@
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au liéu de quitter la surface interne de la calotte 9 du rotor en un point tel qu'en réalité la totalité du li- quide passe radialement à l'extérieur de la collerette 13 de l',impulseur, continue à suivre la surface intérieure dE la calotte de rotor 9 au-delà de ce point, de telle sorte que lorsqu'il quitte calotte 9, il quitte le circuit de travail en passant dans une région d'un diamètre de profil;
inférieur au diamètre de profil du circuit de tra- vail et passe radialement à l'intérieur de la collerette pour être éjecté de la chambre de travail par les tuyaux
17, dont la section transversale totale peut être choisie de manière à n'offrir pratiquement aucune résistance à l'écoulement du liquide qui y passe. La décharge du liquide continue à se faire aussi longtemps que le couple et la vitesse se trouvent dans les conditions voulues pour provo- quer l'écoulement, en un point situé radialement à l'inté- rieur de la collerette 13, du liquide quittant la calotte du rotor.
L'appareil de couplage qui a été choisi pour illus- .trer l'invention sur la figure 1 est du type pourvu d'un tube de puisage ajustable pour régler le degré de remplis- Sage du circuit de travail. Les appareils de couplage ou convertisseurs de couple de', ce type sont bien connus en principe. Suivant une variante, le tube de puisage peut'être non ajustable.
L'appare, -de est pourvu d'une
L'appareil de couplage, représenté est pourvu d'une chambre formant réservoir,' constitué par une enveloppe 18 susceptible de tourner en même temps que l'impulseur, et' d'un tube puiseur coulissable longitudinalement 19, dont la position est réglée au moyen d'un levier 20. Des ajutages de fuites, dont un est'représenté en 21, sont montés dans la pièce 4 pour établir une communication de section réduite entre la chambre de travail de l'appareil de couplage et le', réservoir.
Comme c' est représenté, la position dans le sens
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radial de l'orifice de puisage du tube puiseur 19 déter- mine la quantité de liquide de travail qui se trouve dans la circuit de travail de l'appareil de couplage pendant le fonctionnement normal, un écoulement continu de liquide se faisant de la chambre de travail par les ajutages 21 dans le r.éservoir et un écoulement continu de liquide de tra- vail se faisant,du réservoir au circuit de travail par le tube puiseur 19, un réfrigérant (si on le désire), un con-
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dit'de re.plissage 22, des ouvertures 23 dans la paroi 5 du boftier" 'et l'espace entre la pièc'e 5 et le dos de la calottle 6 de l'impuloleuré ,Le liquide est. guidé dans les ' ," ouyertrres 23 pAr unel pi:
e en forze de cuvette 24 au tra- vers Q. laqel1e les 17 pa'ssent.
@Le liquide 6jei, de la chambre de travàil de l'ap- art 1 de couplage ; tuyaux 17 passent dans la cham- k+eii oeupiage %els tuyàux Passent dans cham- ii,,e f,çli ant, ebridi6n, e résevâ.r, toù. il> forme conjoïnte- , fra',...ò':Ú)ti oi 0 rvo. CjOlnte- ent' v 0 le,:liqude ec lergé par, 'les ajutages fuite$ : i nt 'v 1 c lé.: liquide , j pàf,'les a jute,es . de fgites l,un anèglt. l'* quidè,.. Li' lur'e le tube puiseur ' ,,e.m' n.e, .e ..iqûi ne la@ oro\.1.i;t!:!Îe :t;ravail est '.h ria,' m rt déterminé. fd açoii . tre 1'eie 'à, l'allure à le liquide jeat4. de .la.eh.m,'bre de,travail à:" :+i1' ,V'>" a , ..
Il ; , < >, ..., .1 ' travail ..s dari aonài%floàs' jùrèhàrge et de 'o' ,l,stl,ux da,! l oondi on' dé urohge gli$sem nt accrue' r, .. ) ' 4ventiOg Peut étie. appiiquàe à des conver- "L'ivent1on' pe'ú.i aussi être' apPliqu'ée des zonier- 'isseuré\e 0 oule ât appaeils , d ooup.age tûrbo hydrauli- ques du type Vulcan bien , où, le liquide déchargé du ,
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o1rou d travail est ri1 dans une enveloppé fixe pourvue puisard en' 'oçmbinaison avec lequel des disposi- tifs de pompage sont prévus pour ramener le.liquide à l'ap-
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pareil de couplage. Pendant le fgnotlon*nement normal le circuit de travail est rempli de liquide et le volume en
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ecs :dbité par la pompe est, refoulé à travers des ajutage de fuite et/ou les dispositifs de décharge qui sont prévus suivant l'invention.
En cas de surcharge, le liquide est
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éjecté rapidement du circuit de travail par ces dispositif. de décharge, ce qui occasionne la vidange partielle du cir- cuit de travail. Lorsque les conditions de charge et de vi- tesse dit'fonctionnement normal auront été rétablies, les dispositifs de pompage rempliront de nouveau automatique- ment le circuit de travail parce que l'anneau tourbillon- nant liquide normal à l'intérieur du circuit de travail aura été rétabli et que l'éjection rapide du liquide par les dispositifs de décharge aura cessé.
Dans une variante.de la forme d'exécution, ci-dessus décrite, la collerette annulaire peut être formée séparé- ment de la-calotte de l'impulseur et être ajustable axia- lement de façon à s'étendre dans une mesure plus ou moins grande vers le rotor. Dans ce cas les ailettes du rotor peuvent être raccourcies à l'extrémité radialement inté- rieure, de manière à déager la collerette ajustable lors- qu'elle est entièrement prolongée dans la direction du rotor.
'Si l'on se reporte de nouveau au couplage décrit spécifiquement ci-dessus avec référence à la figure 1, on constate que le liquide est éjecté de la chambre de tra- vail chaque fois que le liquide quitte celle-ci dans une' région située radialement à l'intérieur du diamètre du profil interne du circuit de travail.
Si l'appareil de. cou- plage est mis en marche sous une forte charge, le liquide qui se trouve dans le circuit de travail ne sera pas capa- ble de former un anneau de'tourbillonnement complet et sera déchargé dans la chambre réservoir 18, d'où il sera ramené par le tube puiseur 19 et.le conduit de remplissage 22 dans le circuit de travail. Fars conséquent le degré de vidangé du circuit de travail dépend du rapport entre l'écoulement par les tuyaux de décharge 17 et l'écoulement de retour par 'le conduit 22.
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Cette forme d'exécution de l'appareil de couplage ne convient que dans le cas où le couple de démarrage est faible comme dans les installations de propulsion marines.
Les figures 2, 3,4 et 5 montrent entre autres certaines modifications qui peuvent être apportées pour permettre à l'appareil de-couplage de démarrer dans les conditions de charge normale ou de charge élevée, comme par exemple dans le cas d'une'pompe à table centrifuge employée pour des travaux de dragage.
Comme le montre la figure 2 la calotte 6 de l'im- pulseur est reliée à un bottier 25, qui s'étend à l'arrière deLa calotte 9 du rotor, de telle sorte que la chambre de travail est délimitée par la calotte d'impulseur 6 et le bottier 25. La face arrière de la calotte 6 présente une battée annulaire 26 dans laquelle sont ménagées des lumiè- res de déchargé 27 qui font communiquer la cavité avec l'ex- térieur de la chambre de travail.
Ces lumières 27 sont uni- formément réparties autour de l'axe du couplage et il est fait usage d'une valve sous forme d'une bague 28 qui peut glisser axialement sur la battée 26 sous l'aotion d'un dis- positif de réglage approprié (non représenté) de telle sor- te qu'au démarrage de l'appareil de oouplage la bague 28 peut être amenée dans la position représentée où elle ferme les lumières 27 et empêche ainsi l'éjection de liquide de la chambre de travil . Lorsque le'rotor a atteint sa vitesse de marche normale, la bague 28 est déplacée (vers la gauche sur la figure) de manière à découvrir les lumières 27 pour permettre l'éjeotion de liquide de la chambre de travail dans le cas où. le couple et le glissement augmentent,
comme par exemple lorsque l'organe récepteur, notamment une pompe centrifuge à sable ou un propulseur marin rencontre un ob- stacle'.
L'appareil de couplage est pourvu d'une enveloppe fixe 18 associée avec un puisard non représenté, où le li- quide peut s'écouler à une vitesse restreinte de la chaîne
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de travail par les ajutages de fuites 21 et/ou les lumières de décharge 27. Le liquide est ramené dans le circuit de- travail, du dispositif de pompage dans ce puisard par un conduit d'entrée 29 formé dans l'arbre de sortie 11. Une bagué de guidage 30 est employée pour que le liquide aliéné par le conduit-29-pénètre bien.dans le circuit de travail au lieu de s'échapper de ..celle-ci par la cavité 16 et les lumières de décharge 27.
Dans 1.'appareil'suivant la figure 3, la calotte de rotor 9 est reliée à une enveloppe 31 qui s'étend à l'ar- rière de la calotte d'impulseur 6, laquelle présente une battée annulaire'26 percée de lumières de décharge 27. Une bague coulissable 28 sert à fermer les lumières 27 lorsqu' on met en marche.'le couplage ou convertisseur de couple, du fait qu'elle peut dans ce but glisser entre la battée 26 et la périphérie interne de l'enveloppe 31.
Tout dispositif de commande / approprié ' peut être ' ' employé . pour déplacer la bague 28 et ce dispositif de commande peut être relié posi- tivement aux extrémités intérieures de leviers 32 qui sont montés sur pivot à l'intérieur du carter fixe 18, les extré- mités extérieures des leviers 32 s'engageant dans une rainu- re annulaire 33 de la bague 28. ,
Dans ce cas, l'huile amenée par le conduit 29 est guidée par une buselure 34 vers des tubes 35 qui sont uni- formément répartis autour de l'axe du couplage et envolent le liquide par la cavité 16 dans les espaces entre les ai-. lettes de l'impulseur.
Dans cé cas, l'appareil de couplage est agencé pour un remplissage constant dans les conditions de fonctionnement normal et aucun ajutage de fuite n'est prévu. L'appareil de couplage dans son ensemble contient plus de liquide qu'il est nécessaire pour remplir le circuit de travail de telle sorte que- lorsque ce dernier est rempli, le liquide en excès débité par les dispositifs de pompage retourne dans le puisard (non représenté) par les lumières de décharge 27 qui sont découvertes pendantle fonctionne- mont normal de l'appareil de couplage, ce qui Fait qu'en,
cas'
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de surcharge le circuit de travail se vide partiellement par ces lumières de décharge.
Sur la figure 4, la calotte d'impulseur est reliée à un bottier 25 qui s'étend sur le dos de la calotte' de rotor 9. Dans ce.cas,'les lumières de décharge 36 ménagées pour l'éjection de liquide du circuit de travail dans les conditions d'accroissement du couple et du glissement sont formées dans la calotte de.rotor 9, et une bague de guida- ge 37 est prévue pour faine dévier dans ces lumières 36 le liquide qui est éjecté du circuit de travail par suite de l'augmentation du coupler et du glissement, et pour guider le liquide du circuit de travail amené par le conduit d'entrée 29.
La calotte de rotor 9 présente un rebord annu- laire,27 et une bague 38 est boulonnée au moyeu 39 du rotor de manière à former un intervalle annulaire 40 pour l'écou- lement du liquide éjecté. Pour'.permettre à l'appareil de couplage de démarrer*dans des conditions de couple et de glissement élevées,.il est fait usage d'une bague 41 pou- vant glisser axialement sur l'arbre de sortie 11, cette bague étant pourvue d'un rebord 42 qui peut pénétrer dans l'intervalle annulaire 40 et l'obturer.'La bague 41 peut être agencée de manière à être actionnée dans le sens de la fermeture par une série de servo-mouteurs à fluide sous pres- sion,
à rencontre de l'action de ressorts de rappel 44.
Dans ce.cas, l'appareil de'couplage est pourvu d'a- jutages de'fuite 21 pour vider la chambre de travail lorsque l'admission de Liquide par le conduit de remplissage 29 est arrêtée. -
Dans l'appareil de couplage représenté sur la figure
5 la.calotte de*rotor 9, est reliée à un boîtier 31 qui s'é- tend sur.la partie arrière de la calotte d'impulseur 6.
Les lumières 44'Par lesquelles le liquide 'est éjecte du circuit de travail sont ménagées dans la-calotte de rotor 9, qui présente un rebord annulaire 45 qui est espacé d'une
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bague 46¯ boulonnée au moyeu 47 du rotor de manière à former un intervalle ou jeu annulaire 48 pour l'échappement du liquide de la chambre de travail. L'intervalle 48 peut être fermé lorsque c.'est nécessaire au moyen d'une bague 49 coulissable axialement sur l'arbre de sortie 11.
La bague
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49 peut être agpncée pour gtre déplacée en vue de fermer l'intervalle 48 au moyen de servo-moteurs, ou par une fourche s'engageant dans une -gorge 50, à rencontre de l'action de ressorts de rappel 51.'Une bague 52 sert à guider vers les lumières'44 le liquide qui quitte le air- cuit de travail et à guider dans celui-ci le liquide refou- lé.par le conduit d'entrée'.29. Dans ce cas on ne prévoit pas d'ajutages de fuite.' .
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-L'appareil de.tur ô 6'duplage hydraulique ou con- vertisseur.de'couple représenté sur la figure 6 possède un impulser et un rotor disposés 'à"l'intérie ur d'un boîtier .
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55 raccordé à la bride 56 de ,.l'arbre d 1 éiit éo, bu arbre moteur 1, Ilimplilpeur ëtaht bquionné à la brie 56 et le . rotor étant boulonné à un; cb'.le 57 de l 1bri de sortie ou larbre récepteur' 11. bottie:p est r f 'un bol- ou!arbre récepteur 11. Au boîtier 55'est boulonné un boî- tier 58 qui forme une chambre de puisage 9,dans laquelle
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>. >, long:L,udïnalement-60. pé0étre un tube puiseur'culisëable longiudinalement'60.
Un( communication non étranglée entre la'chambre 60'et le circuit de travail'de l'appareil de couplage est établie. par'les lumières 61 ménagées dans le boîtier 55.' Lorsque le couplage est en action un anneau de liquide moteur'se forme dans la chambre 59, la profondeur de cet anneau étant déterminée par l'ajustement du tube puiseur 60 qui enlève du liquide de la chambre de puisage 'et l'envoie par la lu- mière 62 et le tuyau 63 dans un puisard (non représenté),.
Une pompe éjecte du liquide du puisard dans le circuit de travail du couplage par un conduit d'entrée 64. Le tube
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puiseur 60 est guidé lonôitudinale:¯2nt dans un guide fixe 65 relié à un carter fixe 66 d'où l'huile évacuée s'écoule dans le puisard par un tuyaa 67.
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Tel qu'il est décrit, l'appareil de couplage repré- senté sur la figure 6 est d'un type connu où la régression du tube puiseur se retirant de la périphérie externe de la chambre de puisage donne lieu à une augmentation du rem- plissage du circuit de travail et où l'introduction du tube puiseur vers la périphérie externe de la chambre de ce tube provoque' une diminution du remplissage.
Suivant l'invention l'impulseur présente une collerette annulaire 13 de manière à former une cavité 16 qui communique libre- ment avec l'extérieur de,.-la chambre de travail du couplage ,par les'tubes de décharge 68 qui passent au travers de l'impulesur et du boîtier 55, de telle sorte que le liquide qui quitte le.circuit de travail en. cas d'accroissement du couple et du glissement dans une région située radialement à l'intérieur du diamètre du profil interne du circuit de travail est éjecté de la chambre,de travail dans le carter
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..fixe 66-et ''éaâuT :dane. e,puisard par le tuyau 67.
.. iÉ"3 VI 3 N'D T' l'jO " t/ Mwbo-co4l e hydraulique/comprenant,un élément imp'ulaeur,et un ' ro' 4ït'emènt- v ec un bol- .a ,>) vàl'il,t et dans;lequel des tier .fbrma.nt une'chambre .d.. 'trvail et dans, lequel des partiejs ai'iettëes/'de des éléments forment ensemble un or cuit de travail-dans lequel.s'établit un anneau de tour- billonnement du liquide moteur, un dispositif étant prévu pour envoyer le liquide moteur-au couplage lors de son fonc- tionnement, tandis que un dispositif de décharge du liquide se trouve en communication avec l'extérieur de la chambre de travail et est situé de manière éjecter de celle-ci le liquide qui quitte le circuit de travail dans une région
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de diamètre inférieur-.au diamètre du profil interne de ce circuit de travail.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Improvements to hydraulic turbo-couplings.
This invention relates to hydraulic turbo-couplings or torque converters comprising a impeller member and a rotating vane rotor member which cooperate to form a working circuit in which a liquid swirl ring is established. operation) of the coupling.
The object of the invention is to provide a turbo-coupling in which provisions are made to effect a rapid partial draining of the working circuit in the event that the load on the coupling device and consequently the torque. transmitted and the slip exceeds a predetermined value.
This condition must be fulfilled in a very large number of applications of turbo-couplings actuated by heat engines or by electric motors, or must for example be considered in the case of a turbo-coupling forming part of a heating installation. marine propulsion powered by a diesel engine, so that the engine and the transmission gear
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mission can be removed from an excessive load in the event that the thruster or propeller encounters an obstacle, for example ice,
According to the invention,
the hydraulic turbo-coupling apparatus comprises an impeller element and a rotor element together with a casing forming the working chamber and is characterized in that the finned parts of these elements together form a working circuit in which An annular vortex of motor liquid is established, in that devices are provided for bringing the working liquid or motor liquid to the coupling when the latter is in action, and in that it is provided with devices discharge of the liquid, communicating with the outside of the working chamber and located so as to eject from the latter the liquid which leaves the working circuit in a region of diameter smaller than that of the internal profile of this latter. circuit,
In British Patent No. 692,286 which relates to a hydraulic turbo-coupling devoid of devices for supplying liquid to the coupling when the latter is in action, it had been proposed to establish, in a region of the profile. internal impeller, a reservoir into which the working liquid flows when the slip is high and, the rotor speed falls below a predetermined value and hence the liquid, being able to return below the 'action of centrifugal force in the tank,
The present invention differs from this previous arrangement in that there is a limit to the quantity of liquid which can flow from the working circuit into the container. , while, in the coupling which is provided with a device for supplying the working liquid therein when it is operating, the flow of the liquid ejected from the working circuit by this discharge device continues.
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to be done until the liquid in the working circuit reaches the region of diameter less than the diameter of the internal profile of the working circuit.
Some examples of execution of the invention will be described below by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a view in longitudinal section of the torque converter or hydraulic turbo-coupling according to the invention.
Figure 2 is a sectional view of the torque converter or hydraulic turbo-coupling according to the invention, provided with an adjustable valve to be able to disable the device used for ejection of the liquid, and Figures 3, 4, 5 and 6 show other embodiments of the torque converter or hydraulic turbo-coupling according to the invention.
As shown in, figure 1, the hydraulic turbo-coupling comprises a shaft * - input sleeve 1 coupled by a drive disc 2 to a ring gear 3 welded to the periphery of a housing which comprises a part cylindrical 4, a part 5 located behind the spherical impeller cap 6 and connected along its inner periphery to a bearing ring 7 to which the radially inner part of the impeller cap 6 is bolted, and a part 8 which is located behind the rotor cap 9 and is welded to a bearing ring 10 in which the output shaft 11 of the torque converter is journaled.
Also journaled in the ring 7 is the output shaft 11, which is provided with a flange 12 to which the part of the rotor 9 located radially inward is bolted.
The impeller 6 has an annular tongue or flange 13, the radially outer surface of which gradually merges with the inner surface of the remainder of the impeller cap and the radially inner surface of which is approximately cylindrical and coaxial with each other.
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.1 ''. Focused &. ourange ,, 11 pulses èui, and the rotor being pouileuk of aiie.ét.eh.'14 and'15 respectively ..
- The inner radiating surface of the collar. 13 is eoartéeradialeatent towards -1l, exterior. of the inner end 'of ,, diameter .du internal profile of. rotor, so as to provide an 'annular' cavity16.radially. inside the flange 13 and adjacent to it '. Central part of the shell .. d'ipilsur, .6. - 'The' coupling work circuit 'is. trained by
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the parts a.léttés of 1! impuleuta.ret..the 'cooperating finned parts, of the rotor, .and during? the "normal operation, of the coupling xn. tôrb.llo2'arin, ûla: re of engine liquid exhausts 5. ' inside the working circuit radialmeu'b .. beyond = 1ÊCollette 13. The box comprising the Parts'4,5 and '; 8 deiimi% e' the.working-chamber of the coupling.
A series of pipes 17 evenly distributed around the axis of the coupling 'or coupling converter. extend
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as it is represented from the ,, cavity 16 - the etérieizr of the chàiùore tr) Iail, the ends of the blades located in the working chamber, The ends of the pipes z located on the outside (where this chamber is more radially spaced: : mount the. axis of the coupling with the ends which open from cavity 16.
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During normal operation of the apparatus, the working fluid forms, as has been said, an annular vortex which is established in the working circuit, that is to say in the radial part, the exterior. glue-
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rette 13 In the, case '. or. the "transmitted torque and consequently the slip increase, as well as when the output shaft of the torque converter is overloaded" the vi- -
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buttock circulation in .. 'anneâû swirling increases.
and the centrifugal force in the part of the workpiece corresponding to the burping, that is, the-forced-which keeps the swirling ring-in the-radially outward position, -decreases , 'which' causes' the motor fluid- @
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without leaving the internal surface of the cap 9 of the rotor at a point such that in reality all of the liquid passes radially outside the flange 13 of the impeller, continues to follow the internal surface of the impeller. the rotor cap 9 beyond this point, so that when it leaves the cap 9 it leaves the working circuit passing through a region of a profile diameter;
smaller than the profile diameter of the working circuit and passes radially inside the flange to be ejected from the working chamber through the pipes
17, the total cross section of which can be chosen so as to offer practically no resistance to the flow of the liquid passing therethrough. The discharge of the liquid continues to take place as long as the torque and speed are under the conditions desired to cause the flow, at a point situated radially inside the collar 13, of the liquid leaving the chamber. rotor cap.
The coupling apparatus which has been chosen to illustrate the invention in FIG. 1 is of the type provided with an adjustable draw-off tube to control the degree of filling of the working circuit. Coupling devices or torque converters of this type are well known in principle. According to one variant, the drawing tube can be non-adjustable.
The device, -de is provided with
The coupling apparatus, shown is provided with a chamber forming a reservoir, 'constituted by a casing 18 capable of rotating at the same time as the impeller, and' with a longitudinally slidable suction tube 19, the position of which is adjusted to means of a lever 20. Leakage nozzles, one of which is represented at 21, are mounted in the part 4 to establish a communication of reduced section between the working chamber of the coupling apparatus and the ', reservoir.
As it is represented, the position in the direction
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radial radius of the draw-off port of the draw-off tube 19 determines the quantity of working liquid which is in the working circuit of the coupling apparatus during normal operation, with a continuous flow of liquid taking place from the working chamber. working through the nozzles 21 in the tank and a continuous flow of working liquid taking place from the tank to the working circuit via the drawing tube 19, a coolant (if desired), a con-
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said 're.plissage 22, openings 23 in the wall 5 of the boftier "' and the space between the part 5 and the back of the cap 6 of the impuloleuré, The liquid is. guided in the ', "ouyertrres 23 par unel pi:
e in forze of bowl 24 through Q. laqel1e les 17 pa'ssent.
@The liquid 6jei, from the working chamber of the coupling device 1; pipes 17 pass in the chamber k + eii egg plating% els pipes Pass through chamber ii ,, e f, çli ant, ebridi6n, e resevâ.r, toù. il> form conjointe-, fra ', ... ò': Ú) ti oi 0 rvo. CjOlnte- ent 'v 0 le,: liqude ec lergé par,' les nozzles leak $: i nt 'v 1 clé: liquid, j pàf,' a jute, es. of fgites there, an anomalies. l '* quidè, .. Li' lur'e the sucker tube ',, em' ne, .e ..iqûi ne la @ oro \ .1.i; t!:! Îe: t; ravail is' .h ria, 'm rt determined. fd here. be 1'eie 'at, the pace at the liquid jeat4. de .la.eh.m, 'bre de, work at: ": + i1', V '>" a, ..
He ; , <>, ..., .1 'work ..s dari aonài% floàs' jùrèhàrge and from 'o', l, stl, ux da ,! l oondi on 'de urohge gli $ sem nt increased' r, ..) '4ventiOg May be. appiiquàe to converters, can also be applied to zoners or to baits, turbo-hydraulic d ooup.age of the Vulcan type well, where, the liquid discharged from,
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The working hole is housed in a fixed casing provided with a sump in combination with which pumping devices are provided to return the liquid to the inlet.
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similar coupling. During normal operation the working circuit is filled with liquid and the volume in
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DHW: flowed by the pump is, delivered through leak nozzles and / or the discharge devices which are provided according to the invention.
In the event of an overload, the liquid is
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quickly ejected from the working circuit by these devices. discharge, which causes the partial emptying of the work circuit. When the load and speed conditions known as normal operation have been re-established, the pumping devices will automatically fill the working circuit again because the normal liquid swirl ring inside the working circuit has been restored and the rapid ejection of liquid from the discharge devices has ceased.
In an alternative embodiment, described above, the annular flange may be formed separately from the impeller cap and be axially adjustable so as to extend to a greater or lesser extent. smaller towards the rotor. In this case the rotor fins can be shortened at the radially inner end, so as to disengage the adjustable collar when it is fully extended in the direction of the rotor.
Referring again to the coupling specifically described above with reference to Figure 1, it will be seen that liquid is ejected from the working chamber each time liquid leaves it in a region. located radially inside the diameter of the internal profile of the working circuit.
If the device of. Coupling is started under a heavy load, the liquid which is in the working circuit will not be able to form a complete swirl ring and will be discharged into the reservoir chamber 18, from where it will be brought back by the siphon tube 19 et.le filling duct 22 in the working circuit. Therefore the degree of draining of the working circuit depends on the ratio between the flow through the discharge pipes 17 and the return flow through the duct 22.
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This embodiment of the coupling device is suitable only in the case where the starting torque is low, as in marine propulsion installations.
Figures 2, 3, 4 and 5 show inter alia certain modifications which can be made to enable the de-coupling apparatus to start under normal load or high load conditions, as for example in the case of a centrifugal table pump used for dredging works.
As shown in figure 2 the cap 6 of the impeller is connected to a casing 25, which extends behind the cap 9 of the rotor, so that the working chamber is delimited by the cap d The impeller 6 and the casing 25. The rear face of the cap 6 has an annular flap 26 in which discharge lights 27 are provided which communicate the cavity with the exterior of the working chamber.
These slots 27 are evenly distributed around the axis of the coupling and use is made of a valve in the form of a ring 28 which can slide axially on the flap 26 under the aotion of a control device. appropriate adjustment (not shown) in such a way that when starting the coupling device the ring 28 can be brought into the position shown where it closes the ports 27 and thus prevents the ejection of liquid from the working chamber. . When the rotor has reached its normal running speed, the ring 28 is moved (to the left in the figure) so as to uncover the openings 27 to allow the ejeotion of liquid from the working chamber in the event that. torque and slip increase,
such as, for example, when the receiving member, in particular a centrifugal sand pump or a marine propellant, encounters an obstacle.
The coupling apparatus is provided with a fixed casing 18 associated with a sump not shown, where the liquid can flow at a restricted speed of the chain.
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working through the leakage nozzles 21 and / or the discharge ports 27. The liquid is returned to the working circuit, from the pumping device into this sump via an inlet duct 29 formed in the outlet shaft 11 A guide ring 30 is employed so that the liquid discharged through the conduit 29 enters the working circuit well instead of escaping from it through the cavity 16 and the discharge ports 27.
In the apparatus following FIG. 3, the rotor cap 9 is connected to a casing 31 which extends to the rear of the impeller cap 6, which has an annular flap'26 pierced with openings. discharge 27. A sliding ring 28 serves to close the ports 27 when the coupling or torque converter is switched on, since it can for this purpose slide between the ram 26 and the inner periphery of the envelope 31.
Any suitable / control device 'may be' employed. to move the ring 28 and this control device can be positively connected to the inner ends of levers 32 which are pivotally mounted inside the fixed housing 18, the outer ends of the levers 32 engaging in a groove. - annular re 33 of the ring 28.,
In this case, the oil supplied by the conduit 29 is guided by a nozzle 34 towards tubes 35 which are uniformly distributed around the axis of the coupling and fly the liquid through the cavity 16 into the spaces between the ai- . impeller slats.
In this case, the coupling apparatus is arranged for constant filling under normal operating conditions and no leakage nozzle is provided. The coupling apparatus as a whole contains more liquid than is necessary to fill the working circuit so that - when the latter is filled, the excess liquid discharged by the pumping devices returns to the sump (no shown) by the discharge ports 27 which are uncovered during normal operation of the coupling apparatus, so that,
case'
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of overload, the working circuit is partially emptied by these discharge lights.
In Fig. 4, the impeller cap is connected to a housing 25 which extends over the back of the rotor cap 9. In this case, the discharge ports 36 provided for the ejection of liquid from the rotor. working circuit under conditions of increased torque and slippage are formed in the cover of the rotor 9, and a guide ring 37 is provided to deflect into these slots 36 the liquid which is ejected from the working circuit as a result of the increase in the coupling and the slip, and to guide the liquid of the working circuit brought by the inlet duct 29.
The rotor cap 9 has an annular rim, 27 and a ring 38 is bolted to the hub 39 of the rotor so as to form an annular gap 40 for the flow of the ejected liquid. In order to enable the coupling apparatus to start under high torque and sliding conditions, use is made of a ring 41 which can slide axially on the output shaft 11, this ring being provided a flange 42 which can penetrate the annular gap 40 and close it. The ring 41 can be arranged so as to be actuated in the closing direction by a series of pressurized fluid actuators ,
counter to the action of return springs 44.
In this case, the coupling apparatus is provided with leakage nozzles 21 for emptying the working chamber when the admission of liquid through the filling line 29 is stopped. -
In the coupling apparatus shown in figure
5 The rotor cap 9, is connected to a housing 31 which extends over the rear part of the impeller cap 6.
The ports 44 'through which the liquid' is ejected from the working circuit are formed in the rotor cap 9, which has an annular rim 45 which is spaced apart at a distance.
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ring 46¯ bolted to the hub 47 of the rotor so as to form an annular gap or clearance 48 for the liquid to escape from the working chamber. The gap 48 can be closed when necessary by means of a ring 49 which can slide axially on the output shaft 11.
The ring
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49 can be agpncée to be moved in order to close the gap 48 by means of servomotors, or by a fork engaging in a -throat 50, against the action of return springs 51. A ring 52 serves to guide the liquid leaving the working air to the ports '44 and to guide the liquid discharged through the inlet duct'.29 therein. In this case no leakage nozzles are provided. ' .
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The hydraulic torque converter or torque converter shown in Fig. 6 has an impeller and a rotor disposed within a housing.
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55 connected to the flange 56 of, .l'arbre d 1 éiit éo, bu motor shaft 1, Ilimplilpeur ëtaht bquonné to the brie 56 and the. rotor being bolted to one; cb'.le 57 of the output shroud or the receiving shaft '11. bottie: p is rf' a bowl or! receiving shaft 11. To the housing 55 is bolted a housing 58 which forms a drawing chamber 9, in which
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>. >, long: L, ultimately -60. Pe0eter a longiudinally'culisable '60' tube.
An unthrottled communication between the 'chamber 60' and the working circuit 'of the coupling apparatus is established by' the lumens 61 provided in the housing 55. 'When the coupling is in action a ring of motor liquid' is formed in chamber 59, the depth of this ring being determined by the adjustment of the sump tube 60 which removes liquid from the drawing chamber 'and sends it through the light 62 and the pipe 63 into a sump ( not shown) ,.
A pump ejects liquid from the sump into the working circuit of the coupling through an inlet duct 64. The tube
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sump 60 is guided lonôitudinally: ¯2nt in a fixed guide 65 connected to a fixed casing 66 from which the discharged oil flows into the sump through a pipe 67.
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As described, the coupling apparatus shown in Fig. 6 is of a known type where the regression of the sucker tube withdrawing from the outer periphery of the drawing chamber results in an increase in the filling. pleating of the working circuit and where the introduction of the draw tube towards the outer periphery of the chamber of this tube causes a decrease in filling.
According to the invention the impeller has an annular flange 13 so as to form a cavity 16 which communicates freely with the exterior of the working chamber of the coupling, by the discharge tubes 68 which pass through. impulse and housing 55, so that the liquid leaving the working circuit in. case of increased torque and slip in a region located radially inside the diameter of the internal profile of the working circuit is ejected from the chamber, working into the housing
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..fixed 66-and '' éaâuT: dane. e, sump through pipe 67.
.. iÉ "3 VI 3 N'D T 'l'jO" t / Mwbo-co4l e hydraulic / comprising, an impulse element, and a' ro '4ït'emènt- v ec a bol- .a,> ) vàl'il, t and in which of the tiers .fbrma.nt a 'room. of ..' working and in, which parts i'iettëes / 'of the elements together form a fired gold of work-in which. A swirling ring of the motor liquid is established, a device being provided to send the motor liquid to the coupling during its operation, while a device for discharging the liquid is in communication with the exterior of the motor. working chamber and is located so as to eject therefrom the liquid which leaves the working circuit in a region
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of smaller diameter-. the diameter of the internal profile of this working circuit.
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