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Le présent brevet a pour objet un variateur.hydraulique de vitesse entre un arbre primaire (moteur) et un arbre secondaire (mené).
Le variateur envisagé se compose essentiellement de deux pompes à pistons rotatives travaillant en circuit fermé, formant l'une un groupe primaire ou générateur et l'autre un groupe secondaire ou récepteur, constitués d'une part, d'un rotor susceptible d'être déplacé excentriquement pourvu de pistons disposés en étoile, d'autre part d'un bloc cylindre.
Les blocs cylindres des groupes primaire et secondaire sont respecti- vement solidaires de l'arbre primaire (moteur) et de l'arbre secondaire (mené) et tournant sur un arbre central creux de façon à mettre les deux éléments en commu- nication directe.
Le débit de chaque rotor est contrôlé par un excentrique qui détermine la course des pistons de sorte que le secondaire doit toujours reprendre la tota- lité du débit du primaire. Sa vitesse de rotation est donc fonction du rapport volumétrique des deux pompes.
Le primaire tourne à vitesse constante et est conçu de façon à pou- voir porter l'excentricité maximum de part et d'autre de l'axe de l'arbre d'entrée, ce qui permet d'inverser le sens de circulation du fluide, d'où l'on obtient le renversement de marche au secondaire qui peut tourner indifféremment dans les deux sens en développant le même couple.
Afin de mieux faire comprendre l'exposé ci-dessus, les dessins sché- matiques annexés représentent à titre explicatif et non limitatif une forme de réalisation au variateur hydraulique envisagé.
A cet effet, la Fig. 1 représente une vue extérieure en élévation de profil du variateur hydraulique envisagé.
La fig. 2 représente une coupe en élévation suivant l'axe longitudinal du variateur.
La Fig. 3.représente une coupe en élévation en sens diamétral dans 1' élément primaire ou secondaire montrant le rotor excentré.
La Fig. 4 représente une coupe en élévation suivant IV - IV, Fig. 2, dans une des bagues de support et de guidage formant la cage dans laquelle tourne le rotor, permettant le déplacement excentré du rotor.
La fig. 5 représente une coupe en élévation suivant V - V, Fig. 2, montrant comment s'effectue la commande du déplacement de la cage renfermant le ro- tor pour en permettre l'excentration.
La Fig. 6 représente une coupe en élévation suivant VI- VI, Fig. 2, montrant la disposition des soupapes contrôlant la communication directe entre les deux éléments primaire et secondaire.
En se reportant aux figures ci-dessus, la représente la partie supé- rieure et 1b la partie inférieure du bâti ou stator assemblées par les flasques latéraux 1c et comprenant un corps central fixe 1d.
Les éléments primaire et secondaire sont de conception similaire et on se bornera à en indiquer pour un seul élément les chiffres de référence des organes le composant. Toutefois l'arbre primaire est désigné par 2 et l'arbre se- condaire par 2a.
Suivant l'axe longitudinal X - Y est disposé dans le bâti la - 1b, un arbre fixe 5 comportant deux évidements longitudinaux 5b, 5c ou chambres sépa- rés par une nervure radiale 5a. Sur chaque extrémité de l'arbre 5 tourne l'extré- mité centrale creuse du bloc cylindre 12 solidaire de l'arbre 2 tournant sur les roulements à billes 4.
Dans l'exemple, le bloc cylindre 12 comporte sept cylindres 12a dis-
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posés en étoile, dans lesquels sont engagés les pistons correspondants 11 dont les extrémités supérieures sont articulées sur des patins 10 logés dans des évi- dements circulaires latéraux et intérieurs des flasques 7 formant avec la couron- ne annulaire 6 rapportée, le rotor ou élément secondaire.
Ce rotor 6 - 7 tourne par l'intermédiaire des roulements à billes 8 dans des bagues 9 formant la cage de support et de guidage du rotor 6 - %..et amé- nagées pour pouvoir coulisser sur des portées 13 pratiquées dans l'intérieur de la partie oentrale 1d fixe disposée dans le bâti en vue de permettre l'excentra- tion Ce) du rotor 6 -7, voir Fig. 3, par rapport à l'axe longitudinal X - Y. A cet effet, les bagues 9, voir Fig. 4, dans lesquelles tourne le rotor 6 - 7 sont réunie à leur périphérie par des entretoises diamétralement opposées 14.
L'une de aelles-ci comporte une douille 15 filetée intérieurement dans laquelle est engagée l'extrémité correspendemment filetée 16 d'une vis de commande 17 traversant la paroi du bâti la - 1b et munie extérieurement d'une tête extérieure 18 à laquelle peut être donné un mouvement de rotation par le bras de manivelle 19, voir Figs.
1, 4 et 5. '
Les chambres 5b et 5.2.de l'arbre central fixe 5, sont disposées pour mettre en communication le bloc cylindrique de chacun des éléments primaire et secondaire. Dans chacune des chambres 5b et 5c, voir Fig. 6, débouche un canal 20 en communication d'une part, avec un conduit 21 comportant une soupape 22 con- trôlant la tuyauterie d'aspiration 23 plongeant dans le carter à huile 24, aména- gé dans la partie inférieure 1b du bâti ou stator, d'autre part avec un conduit 25 comprenant une soupape de surpression 26 contrôlée par un ressort 27 et débou- chant par l'orifice 28 dans le carter 24.
Le fonctionnement du variateur envisagé se comprend comme suit.
Le générateur d'huile sous pression constituant le groupe primaire, fonctionne de la façon suivante.
Par l'intermédiaire des patins 10, les pistons 11 sont maintenus à la périphérie de la couronne 6 - 7 tournant librement dans les bagues 9 formant coulisseàux. Ces bagues ou coulisseaux 9 permettent d'excentrer la couronne 6 - 7 par rapport au bloc cylindre 12, voir Fig. 3, et ce, par l'intermédiaire de la vis de commande 17 et de son levier de manoeuvre 19.
Il apparait que pour un tour du bloc cylindre 12, la couronne 6 - 7 entraînée par les pistons 11 et les patins 10 fera également un tour. Or, la valem de son excentricité par rapport au bloc cylindre 12 détermine la course.des pis- tons 10 qui seralle double de l'excentricité e. Pour un tour du bloc cylindre 12, les pistons 10 vont donc aspirer l'huile d'un conduit 5.2.de l'arbre creux 5 de la refouler dans l'autre conduit 5b, voir Fig. 2 . On se trouve donc en présence d' une pompe aspirante et foulante à débit variable suivant l'excentricité choisie.
Le récepteur d'huile sous pression constituant le groupe secondaire et comprenant des organes de même conception que l'élément primaire c'est-à-dire, l'arbre mené 2a formant corps avec son bloc cylindre et un rotor est monté comme celui du primaire, de manière à pouvoir aussi être excentré par rapport à l'axe principal X - Y, par un bras de manivelle 19a, voir Fig. 1, et fonctionne comme suit.
L'huile sous pression amenée du groupe primaire par un conduit 5b de l'arbre creux fixe 5, agit directement'sur les pistons 10 du groupe secondaire débouchant du côté de l'extrémité du conduit considéré 5b.
Les déplacements angulaires des bras de manivelle 19 et 19a, occasion- nent le fonctionnement du variateur dans les conditions suivantes.
Ces pistons 10 prenant appui sur la couronne excentrique 6 - 7, il en résultera un coue direct et constant agissant dans le sens de l'excentricité.
La valeur du couple est en liaison directe avec l'excentricité et la pression in- terne fournie par le groupe primaire.
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Le groupe secondaire devant toujours reprendre la totalité du débit du primaire, il en résultera un rapport de vitessedéterminé par le rapport volumétrique des deux éléments.
La Figo 6 représente les positions des bras de manoeuvre 19, comman- dant l'excentricité des rotors respectifs du groupe primaire et du groupe secon- daire, placés sur zéroo
Si on place, voir Figo 1, le rotor du groupe secondaire sur l'excen- tricité maximum soit à gauche ou à droite en manoeuvrant 19a et le rotor du grou- pe primaire sur l'excentricité zéro en laissant 19 dans la position zéro, c'est- à-dire débit nul, on aura l'arrêt de l'arbre secondaire 2a.
Lorsque l'on augmente progressivement l'excentricité du rotor du grou- pe primaire, celui-ci débite et l'arbre du groupe secondaire 2a prendra progressi- vemeht de la vitesse jusqu'à concurrence du débit maximum possible de l'élément primaire.
Pendant cette variation, le couple disponible à l'arbre secondaire 2a est maximum et constant car la pression interne se trouve limitée par les soupapes de surpression 26.
A ce moment, les deux groupes primaire.et secondaire sont à leur débit maximum
En laissant le rotor du groupe primaire dans cette position et en ré- duisant progressivement l'excentricité du rotor du groupe secondaire, on réduira donc son débit par touro La vitesse de ce dernier va devoir augmenter de façon à absorber le débit total du groupe primaire et ainsi jusqu'à la vitesse maximum admise.
Dans cette zone du réglage, on aura un couple décroissant avec l'aug- mentation de la vitesse et la puissance disponible à l'arbre de sortie sera con- stante.
Pour l'inversion du sens de rotation de l'arbre de sortie 2a, il suf- fira de ramener le rotor du groupe primaire en position zéro et ensuite de l'ex- centrer en sens contraire, ce qui aura pour résultat d'inverser le sens de circu- lation de l'huile entre les deux groupes, d'où le renversement de marche de l'arbre de sortie ou mené 2a.
Il va de soi que d'autres détails ou variantes d'exécution peuvent être envisagés sans que pour cela on s'écarte du cadre du domaine du présent brevet pouvant se caractériser par ce qui suito
REVENDICATIONS.
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The present patent relates to a hydraulic speed variator between a primary shaft (motor) and a secondary shaft (driven).
The variator envisaged consists essentially of two rotary piston pumps working in a closed circuit, one forming a primary or generator group and the other a secondary or receiving group, made up on the one hand of a rotor capable of being eccentrically displaced provided with pistons arranged in a star, on the other hand with a cylinder block.
The cylinder blocks of the primary and secondary groups are respectively integral with the primary shaft (motor) and the secondary shaft (driven) and rotating on a hollow central shaft so as to put the two elements in direct communication.
The flow of each rotor is controlled by an eccentric which determines the stroke of the pistons so that the secondary must always take up the full flow of the primary. Its speed of rotation is therefore a function of the volumetric ratio of the two pumps.
The primary rotates at constant speed and is designed so as to be able to carry the maximum eccentricity on either side of the axis of the input shaft, which makes it possible to reverse the direction of fluid flow. , from where we obtain the reversal of rate at the secondary which can turn indifferently in both directions while developing the same couple.
In order to better understand the above description, the attached schematic drawings represent, by way of explanation and not by way of limitation, an embodiment of the hydraulic variator envisaged.
For this purpose, FIG. 1 shows an exterior side elevational view of the hydraulic variator envisaged.
Fig. 2 shows a sectional elevation along the longitudinal axis of the variator.
Fig. 3.shows a cross sectional elevation in the primary or secondary direction showing the eccentric rotor.
Fig. 4 shows a sectional elevation along IV - IV, FIG. 2, in one of the support and guide rings forming the cage in which the rotor turns, allowing the eccentric displacement of the rotor.
Fig. 5 shows a sectional elevation along V - V, FIG. 2, showing how the movement of the cage enclosing the rotor is carried out to allow it to be offset.
Fig. 6 shows a sectional elevation along VI-VI, FIG. 2, showing the arrangement of the valves controlling direct communication between the two primary and secondary elements.
Referring to the figures above, 1a represents the upper part and 1b the lower part of the frame or stator assembled by the lateral flanges 1c and comprising a fixed central body 1d.
The primary and secondary elements are of similar design and we will limit ourselves to indicating for a single element the reference figures of the components composing it. However, the primary shaft is designated by 2 and the secondary shaft by 2a.
Along the longitudinal axis X - Y is disposed in the frame 1a - 1b, a fixed shaft 5 comprising two longitudinal recesses 5b, 5c or chambers separated by a radial rib 5a. On each end of the shaft 5 rotates the hollow central end of the cylinder block 12 integral with the shaft 2 rotating on the ball bearings 4.
In the example, the cylinder block 12 comprises seven cylinders 12a dis-
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placed in a star shape, in which are engaged the corresponding pistons 11, the upper ends of which are articulated on pads 10 housed in lateral and internal circular recesses of the flanges 7 forming with the annular crown 6 attached, the rotor or secondary element .
This rotor 6 - 7 rotates by means of the ball bearings 8 in rings 9 forming the support and guide cage of the rotor 6 -% .. and arranged to be able to slide on surfaces 13 made in the interior. of the fixed central part 1d arranged in the frame in order to allow the offset Ce) of the rotor 6 -7, see Fig. 3, with respect to the longitudinal axis X - Y. For this purpose, the rings 9, see Fig. 4, in which the rotor 6 - 7 rotates are joined at their periphery by diametrically opposed spacers 14.
One of these comprises an internally threaded bush 15 in which is engaged the correspondingly threaded end 16 of a control screw 17 passing through the wall of the frame 1a - 1b and provided on the outside with an external head 18 which can be be given a rotational movement by the crank arm 19, see Figs.
1, 4 and 5. '
The chambers 5b and 5.2. Of the fixed central shaft 5 are arranged to place the cylindrical block of each of the primary and secondary elements in communication. In each of the chambers 5b and 5c, see Fig. 6, opens a channel 20 in communication on the one hand, with a duct 21 comprising a valve 22 controlling the suction pipe 23 immersed in the oil sump 24, arranged in the lower part 1b of the frame or stator , on the other hand with a duct 25 comprising a pressure relief valve 26 controlled by a spring 27 and opening through the orifice 28 into the casing 24.
The operation of the considered variator is understood as follows.
The pressurized oil generator constituting the primary group operates as follows.
By means of the pads 10, the pistons 11 are held at the periphery of the crown 6-7 rotating freely in the rings 9 forming the slide. These rings or slides 9 allow the crown 6 - 7 to be offset from the cylinder block 12, see Fig. 3, and this by means of the control screw 17 and its operating lever 19.
It appears that for one revolution of the cylinder block 12, the ring gear 6-7 driven by the pistons 11 and the pads 10 will also make one revolution. Now, the valem of its eccentricity with respect to the cylinder block 12 determines the stroke of the pistons 10 which will be twice the eccentricity e. For one revolution of the cylinder block 12, the pistons 10 will therefore suck the oil from a duct 5.2. Of the hollow shaft 5 to deliver it into the other duct 5b, see FIG. 2. We are therefore in the presence of a suction and pressure pump with variable flow rate according to the chosen eccentricity.
The pressurized oil receiver constituting the secondary group and comprising members of the same design as the primary element, that is to say, the driven shaft 2a forming a body with its cylinder block and a rotor is mounted like that of the primary, so that it can also be eccentric with respect to the main axis X - Y, by a crank arm 19a, see Fig. 1, and works as follows.
The pressurized oil supplied from the primary group via a duct 5b of the fixed hollow shaft 5 acts directly on the pistons 10 of the secondary group opening out on the side of the end of the duct in question 5b.
The angular displacements of the crank arms 19 and 19a, cause the operation of the variator under the following conditions.
These pistons 10 bearing on the eccentric ring 6-7, this will result in a direct and constant coue acting in the direction of eccentricity.
The torque value is directly related to the eccentricity and the internal pressure supplied by the primary group.
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Since the secondary group must always take up the entire flow of the primary, this will result in a speed ratio determined by the volumetric ratio of the two elements.
Figo 6 represents the positions of the maneuvering arms 19, controlling the eccentricity of the respective rotors of the primary group and of the secondary group, placed on zero.
If we place, see Figo 1, the rotor of the secondary group on the maximum eccentricity either on the left or on the right by maneuvering 19a and the rotor of the primary group on the zero eccentricity leaving 19 in the zero position, that is to say zero flow, we will stop the secondary shaft 2a.
When the eccentricity of the rotor of the primary group is gradually increased, the latter delivers and the shaft of the secondary group 2a will gradually increase in speed up to the maximum possible flow of the primary element.
During this variation, the torque available at the secondary shaft 2a is maximum and constant because the internal pressure is limited by the pressure relief valves 26.
At this time, the two primary and secondary groups are at their maximum flow
By leaving the rotor of the primary group in this position and by gradually reducing the eccentricity of the rotor of the secondary group, its flow rate per revolution will therefore be reduced. The speed of the latter will have to increase in order to absorb the total flow of the primary group and so up to the maximum permitted speed.
In this adjustment zone, there will be a decreasing torque with the increase in speed and the power available at the output shaft will be constant.
To reverse the direction of rotation of output shaft 2a, it will suffice to return the rotor of the primary group to zero position and then to offset it in the opposite direction, which will result in reversing the direction of oil circulation between the two groups, hence the reversal of the direction of the output or driven shaft 2a.
It goes without saying that other details or variants of execution can be envisaged without departing from the scope of the scope of this patent, which may be characterized by the following:
CLAIMS.
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