Régulateur centrifuge L'invention est relative à un régulateur centri fuge et elle concerne, notamment, un régulateur pour une machine à combustion interne dont la pompe d'injection est commandée par un régulateur centri fuge.
Le régulateur centrifuge selon l'invention, dans lequel, à côté d'un plateau moteur tournant et co- axialement avec lui, est disposé un ensemble à masses centrifuges, des billes étant intercalées entre ledit plateau et ledit ensemble dont l'écartement axial l'un de l'autre varie dans un sens à l'encontre d'une force de rappel, lorsque les masses centrifuges s'éloi gnent de l'axe de rotation, et dans le sens opposé lorsque les masses centrifuges se rapprochent de cet axe,
est caractérisé en ce que des évidements à génératrice inclinée par rapport à l'axe du régula teur sont ménagés dans la surface du plateau mo teur qui se trouve en face de l'ensemble à masses centrifuges, et que dans la surface, tournée vers ledit plateau, de l'ensemble à masses centrifuges sont ménagés également des évidements, l'un des évidements du plateau et l'un des évidements dudit ensemble à masses centrifuges constituant chaque fois une paire d'évidements recevant une seule et même bille, de sorte que les billes assurent l'entraî nement en rotation dudit ensemble à masses cen trifuges à partir du plateau moteur,
et que des moyens sont prévus pour guider radialement les masses centrifuges lorsqu'elles s'écartent de l'axe de rotation sous l'effet de la force centrifuge ou s'ap prochent de cet axe sous l'effet de ladite force élas tique de rappel, les billes étant obligées de rouler pendant ces mouvements des masses centrifuges au moins sur les parois des évidements ménagés dans le plateau moteur. Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du régulateur centrifuge selon l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement et en coupe axiale, un régulateur centrifuge établi selon une pre mière forme d'exécution de l'invention et servant à commander la crémaillère d'une pompe d'injection d'un moteur Diesel.
La fig. 2 montre, en élévation et en coupe, l'en semble des masses centrifuges et de leurs moyens de guidage.
La fig. 3 représente, à échelle agrandie, un dé tail du régulatetur centrifuge représenté par la fig. 1. Les fig. 4 à 6 montrent, respectivement, en élé vation, en coupe selon la ligne V-V et en coupe selon la ligne VI-VI de la fig. 4, l'ensemble constitué par les masses centrifuges et leurs moyens de gui dage d'une autre forme d'exécution d'un régulateur centrifuge établi selon l'invention.
Les fig. 7 et 8 représentent une variante de la forme d'exécution montrée par les fig. 4 à 6. Enfin, les fig. 9 et 10 montrent une variante du plateau moteur d'un régulateur centrifuge établi se lon l'invention.
Le régulateur centrifuge représenté par la fig. 1 sert au réglage de la pompe d'injection d'un moteur Diesel dont l'organe de réglage est constitué, ainsi que cela est connu, par une crémaillère 1 qui, par suite de son déplacement, fait tourner le piston (non représenté) de la pompe muni d'une rampe ou analogue autour de son axe. Selon la fig. 1, le régulateur centrifuge propre ment dit en entraîné par un arbre 2 pouvant être l'arbre à came du moteur ou l'arbre de la pompe.
Le régulateur centrifuge comporte un plateau moteur 3 fixé à l'une des extrémités de l'arbre 2, et il est disposé, à côté dudit plateau moteur 3, un ensemble comportant des masses centrifuges 4 ré gulièrement réparties autour de l'axe de rotation de l'ensemble qui se confond avec l'axe de l'arbre 2, le nombre de ces masses centrifuges étant, par exemple, de 3.
Ces masses centrifuges 4 sont guidées, dans des plans radiaux, par un organe de guidage comportant, selon la forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2, autant de tiges radiales 5 qu'il y a de masses 4, ces tiges étant fixées sur un anneau 6 qui est libre aussi bien en ce qui concerne son, mou vement axial qu'en ce qui concerne son mouvement de rotation autour de l'axe de l'ensemble. Chaque masse 4 est enfilée sur l'une des tiges 5 et coiffe, par sa partie inférieure,
l'anneau 6 qui, lorsque chaque masse est mise à sa place sur l'anneau, rentre dans une gorge 41 ménagée dans chaque masse de son côté intérieur. De cette façon, les masses peuvent coulisser uniquement dans un plan radial parallèle au plan de l'anneau 6 et perpendiculaire à l'axe de rotation.
En outre, entre le plateau moteur 3 et les mas ses centrifuges 4, sont intercalées des billes 7 qui sont logées dans des évidements coniques 8 et 9 mé nagés dans les faces en regard du plateau et des masses centrifuges. Chaque évidement 8 et chaque évidement 9 forment une paire d'évidements rece vant la même bille 7.
D'une part, ces billes assurent l'entrainement en rotation des masses 4 à partir du plateau 3 et, d'autre part, lorsque les masses 4 s'écar tent de l'axe de rotation sous l'effet de la force cen trifuge, les billes roulent sur les parois des évidements 8 et 9 le long des génératrices 8a et 9a de ceux-ci, ce qui oblige l'ensemble constitué par les masses centrifuges 4 et leur organe de guidage 5-6 à accom plir un mouvement de coulissement axial.
Par suite du roulement des billes 7 sur les parois des évide ments 8 et 9, le mouvement axial dudit ensemble est obtenu avec un minimum de frottement.
Bien entendu, on pourrait utiliser le mouvement axial de l'ensemble 4, 5, 6 pour actionner la crémail- lère 1. Il est cependant plus avantageux de doubler l'amplitude de ce mouvement axial en prévoyant, du côté de l'ensemble 4, 5, 6 qui est opposé à celui où se trouve le plateau moteur 8 un second plateau ap pelé plateau récepteur 10,
et en intercalant une deuxième série de billes 11 entre les masses centri fuges 4 et ce second plateau. Des évidements coni ques 12 et 13 sont ménagés dans les faces en regard des masses 4 et du plateau récepteur 10 pour y lo ger les billes 11.
Il est à noter ici que les évidements 13 du plateau récepteur 10 pourraient être remplacés par une gorge circulaire à section angulaire, étant donné que les billes 11 n'ont à transmettre et à agrandir que le coulissement axial de l'ensemble à masses centrifuges, tandis qu'il n'est pas nécessaire que le plateau 10 soit rendu solidaire en rotation de l'ensemble à masses centrifuges.
Il est évident que si le diamètre des billes 7 et 11 et les pentes des parois des évidements 8, 9, 12 et 13 sur lesquelles roulent les billes 11 sont les mê mes, l'amplitude du coulissement axial du plateau récepteur 10 est pratiquement le double de l'ampli tude du coulissement axial de l'ensemble à masses centrifuges 4, 5, 6. On obtient donc une multiplica tion du coulissement axial sans frottement apprécia ble étant donné que les billes 11, comme les billes 7, roulent sur les parois de leurs évidements.
Vu l'amplitude importante du coulissement du plateau récepteur 10, ce mouvement peut être trans mis, directement et sans autre multiplication qui né cessiterait l'emploi d'articulations à frottement im portant, sur la crémaillère 1.
Il résulte de ce qui précède qu'il est important d'obtenir un mouvement de roulement des billes 7 et 11 et de les empêcher de glisser radialement vers l'extérieur sous la force centrifuge qui agit évidem ment également sur ces billes.
Afin d'assurer ce mou vement de roulement, il est avantageux de donner aux parois des évidements 8 et 9, non pas des pen tes parallèles, mais des pentes légèrement inclinées l'une par rapport à l'autre et cela de façon qu'elles se rapprochent d'autant plus qu'elles s'éloignent de l'axe de rotation de l'ensemble.
Afin de réaliser cette condition, on peut donner à l'angle P (voir fig. 3), au sommet du cône qui détermine la forme des évide ments 9 ménagés dans les masses centrifuges 4, une valeur légèrement supérieure à celle de l'angle a qui est l'angle au sommet du cône formé par les évide ments 8 ménagés dans le plateau moteur 3. De fa çon correspondante, on donne, aux évidements Co niques 12 des masses centrifuges 4, une ouverture supérieure à celle des évidements 13 du plateau ré cepteur 10.
Il est encore à noter que l'anneau 6 repose sur une douille 10a, solidaire du plateau récepteur 10, et que cette douille 10a entoure avec frottement doux une douille 3a solidaire du plateau moteur 3.
Bien entendu et comme dans n'importe quel ré gulateur, il faut faire agir, sur les masses centrifuges, une force de rappel qui agit à l'encontre de la force centrifuge et qui a tendance à maintenir les masses centrifuges le plus près possible de l'axe de rotation de l'ensemble.
Dans le régulateur centrifuge représenté par la fig. 1, cette force de rappel est fournie par un sys tème à ressort 14-15 et agit à l'encontre du coulisse ment axial du plateau récepteur dont le coulisse ment a l'amplitude la plus grande.
Le système de rappel agit de façon telle qu'il cherche à rapprocher au maximum le plateau 10 des masses centrifuges 4 et les masses centrifuges 4 du plateau 8, c'est-à-dire à resserrer axialement au maximum l'ensemble du régulateur centrifuge, ce resserrage correspondant à la position la plus rapprochée des masses centrifuges 4 de l'axe de rotation du régulateur.
Cette disposition du système à ressort 14-15 per met de le loger axialement à l'intérieur du régula teur centrifuge ainsi que cela est indiqué par la fig. 1, ce qui diminue encore l'encombrement du régula teur centrifuge. En effet et ainsi que cela résulte de ladite figure, les ressorts 14-15 se trouvent à l'in térieur d'une douille 16 contre le fond de laquelle s'appuie le système à ressorts,
tandis que son extré mité opposée est reliée par une tige 17 à la cré maillère 9 et appliquée par son épaulement 18 con tre le roulement de butée 19 qui transmet les mou vements axiaux du plateau récepteur sur la crémail lère 1 et la douille 16 et inversement les. mouvements axiaux de la douille 16 sur le plateau 10. La ten sion du système de rappel 14-15 est réglable à l'aide d'un doigt 20 qui est commandé, par exemple, par le conducteur du véhicule sur lequel est monté le moteur muni de la pompe d'injection en question et qui détermine la position axiale d'un coulisseau 21 contre lequel s'appuie l'extrémité du ressort 15.
La position du doigt 20 représentée parle dessin et qui est déterminée par la butée d'un prolongement 20a du doigt 20 contre une vis de réglage 22 est celle pour laquelle la tension du système de rappel est maximum.
De préférence, chaque masse 4 forme un secteur d'anneau circulaire. Avantageusement, on donne à ce secteur d'anneau un rayon de courbure supérieur au rayon du cercle susceptible d'être inscrit entre les masses centrifuges angulaires lorsque celles-ci se trou- vent le plus près de leur axe de rotation (voir fig. 2).
C'est ainsi que la courbure de la surface 23 qui s'ap plique au voisinage des racines des tiges radiales 5 contre la surface cylindrique de l'anneau 6 a un rayon plus grand que ladite surface cylindrique. On obtient ainsi une plus grande distance entre le centre de gravité de chaque masse et l'axe de rotation, ce qui augmente l'effet de la force centrifuge sur les masses.
De préférence, on donne aux surfaces des secteurs d'anneau qui constituent les masses 4, un rayon qui est égal à la distance qui sépare ces sur faces de l'axe de rotation de l'ensemble au moment où les masses centrifuges ont, sous l'effet de la force centrifuge, le plus grand écartement possible de leur axe de rotation.
Le régulateur de vitesse qui vient d'être décrit est sensible, non seulement, à une variation de vi tesse qui, par suite de la variation de la force cen trifuge, fait varier l'écartement radial des masses cen trifuges 4 avec l'axe de rotation mais répond égale ment à des variations d'accélération. En effet, en cas d'accélération ou de décélération brusque, l'inertie des masses 4 dans le sens circonférentiel donne lieu à des déplacements angulaires relatifs entre ces mas ses et le plateau moteur 8.
Par suite de la forme co nique des évidements 8 et 9, ce déplacement angu laire donne lieu également à un mouvement axial de l'ensemble 4-5-6 à masses centrifuges. Cette sensibi- lité du régulateur de vitesse à des accélérations ou à des décélérations lui donne une spontanéité remar quable, c'est-à-dire que chaque variation de vitesse provoque pratiquement immédiatement un effet de réglage correspondant.
Au cas où le plateau récepteur 10 est entraîné en rotation par les masses centrifuges 4, l'inertie du plateau dans le sens circonférentiel s'ajoute encore à l'inertie des masses 4 dans ce même sens.
Les fig. 4 à 6 montrent une autre forme d'exécu tion d'un régulateur centrifuge établi selon l'inven tion.
Selon cette forme d'exécution, les billes 7a et l la, logées dans chaque masse centrifuge 4a, se touchent par paire ; ce qui les oblige de rouler l'une sur l'au tre lorsque les masses 4a, sous l'effet de la force centrifuge, s'éloignent radialement de l'axe de rota tion de l'ensemble. Comme dans la forme d'exécu tion du régulateur représenté par les fig. 1 à 3, les parties des billes 7a et lla qui font latéralement saillie au-delà des masses 4a sont logées dans des évidements coniques 8 et 13 ménagés respectivement dans le plateau entraîneur et le plateau récepteur.
Dans les masses 4a sont ménagés des logements pour les billes, le diamètre de ces logements étant lé gèrement plus grand que celui des billes et les deux lo gements prévus dans chaque masse communiquent l'un avec l'autre pour permettre aux billes de se toucher. La profondeur de chaque logement est légèrement plus grande que le rayon des billes pour que celles-ci puissent être serties dans ces logements et partant dans la masse centrifuge correspondante tout en con servant la possibilité de rouler à l'intérieur de leurs logements.
Le guidage dans un plan radial des masses 4a est assuré selon les fig. 4 à 6, par un anneau plat 24 muni intérieurement de saillies 25 qui délimitent par paire entre elles des glissières 26 dans lesquelles sont disposées les masses<I>4a</I> avec leurs billes<I>7a</I> et 11a. Des rainures 27 et 28, ménagées dans les masses 4a, assurent le guidage, dans le plan de l'anneau 24 et de ses saillies 25, des masses 4a. Au repos, les mas ses 4a et les extrémités intérieures des saillies 25 de l'anneau 24 reposent, sur une douille, non représen tée dans les fig. 4 à 6, analogue à la douille 10a de la fig. 1.
Le fonctionnement d'un régulateur réalisé con formément aux fig. 4 à 6 est tout à fait similaire à celui représenté par les fig. 1 à 3 et résulte claire ment de ce qui précède.
Les fig. 7 et 8 montrent une variante de la forme d'exécution représentée par les fig. 4 à 6. En effet, selon ces figures ainsi que d'ailleurs selon les fig. 1 à 3, la génératrice des évidements coniques 8, mé nagés dans les plateaux moteur et récepteur 3 et 10, est une ligne droite qui fournit aux billes 7 une rampe à inclinaison constante.
Par conséquent, le rapport qui existe entre la force centrifuge agissant sur les masses centrifuges et la force recueillie sur le pla teau récepteur 10 reste toujours constant et le rap- port entre le mouvement radial des masses centrifu ges et le mouvement axial dudit plateau récepteur reste également constant.
Pour certaines applications il peut cependant être intéressant d'obtenir une pro gressivité dans ces rapports. Dans ce cas, on peut donner à la génératrice des évidements ménagés dans les susdits plateaux la forme d'une ligne courbe ou d'une ligne brisée, cette dernière forme étant celle représentée par les fig. 7 et 8.
Selon ces figures, la génératrice de chaque évidement 81 et 131 est cons tituée par deux parties <I>a</I> et<I>b</I> parmi lesquelles l'angle d'inclinaison, par rapport à l'axe du régulateur de la partie a, est inférieur à l'angle d'inclinaison, par rap port à l'axe du régulateur de la partie b.
En d'autres termes, l'évidement 81, au lieu d'avoir la forme d'un simple cône, se compose d'une partie conique obte nue par la révolution de la partie a de la génératrice et d'une partie tronconique obtenue par la révolution de la partie b de la génératrice. Aussi longtemps que les billes<I>7a</I> sont en contact avec la partie<I>a</I> de la génératrice des évidements 81 et 131, le rap port des forces est relativement réduit et le rap port des mouvements est relativement grand,
tandis qu'on obtient un grand rapport des forces et un pe tit rapport des mouvements dès que les billes entrent en contact avec la partie b de la génératrice des évidements.
La forme des évidements telle que décrite permet notamment de plus grands déplacements du plateau récepteur pendant la période d'approche et de plus grands efforts avec déplacements plus petits pen dant la période de travail. Bien entendu, les effets peuvent être modifiés à volonté selon les angles que l'on donne aux parties des lignes brisées qui forment les génératrices des évidements.
Les fig. 9 et 10 montrent un plateau moteur qui se distingue des plateaux moteurs décrits jusqu'à pré sent par la simplicité de sa fabrication.
Selon les fig. 9 et 10, au lieu de prévoir dans le plateau moteur 3 des évidements coniques pour re cevoir les billes 7 qui assurent l'entraînement en ro tation de masses centrifuges (non représentées dans les fig. 9 et 10) à partir dudit plateau, on donne aux surfaces 8a de ces évidements, surfaces qui consti tuent des surfaces de roulement pour lesdites billes, la forme de portions de surfaces cylindriques,
les axes<I>8b de</I> ces surfaces s'étendant dans des plans axiaux du plateau 3 et étant inclinés, par rapport à l'axe du plateau O-O, sous un angle aigu.
On fait avantageusement supporter ces surfaces 8a par un rebord périphérique 3a du plateau moteur 3, ce re bord ayant, de préférence, la même inclinaison par rapport au fond du plateau 3, que celle de l'axe 8b par rapport à l'axe O-O. De plus, on perce dans le fond du plateau 3 et à l'endroit de chaque évidement un trou 3b.
Les surfaces cylindriques 8a des évidements sont avantageusement obtenues à l'aide d'une fraise cy lindrique F dont les contours sont représentés dans la fig. 10 par des lignes mixtes. Cette fraise creuse des évidements, comportant les surfaces 8a, dans l'épais seur du rebord 3a du plateau 3.
L'obtention des évi dements comportant les surfaces cylindriques 8a par une fraise cylindrique oblique n'est pas seulement simple, mais a encore l'avantage de rendre la forme des surfaces 8a indépendante des légères différences qui peuvent se produire dans la course d'avancement de la fraise selon son axe, pendant l'opération de fraisage.
De préférence, le diamètre des surfaces cylin driques 8a et, par conséquent, le diamètre de la fraise F, sont supérieurs au diamètre des billes 7, de sorte que les masses centrifuges qui sont accouplées au pla teau moteur par lesdites billes, peuvent accomplir, non seulement un mouvement qui les écarte radiale- ment et axialement du plateau moteur, mais encore un mouvement angulaire par rapport audit plateau.
Cette dernière possibilité procure aux régulateurs une grande sensibilité pour les modifications de l'ac célération du moteur sur lequel est monté le régu lateur, ainsi que cela a été exposé ci-dessus.
Il est à noter encore que, selon une variante, on peut monter le plateau récepteur axialement fixe et rendre le plateau moteur à la fois solidaire en ro tation de l'arbre moteur et axialement déplaçable sur celui-ci. Dans ce cas, c'est le mouvement axial du plateau moteur qui sert à commander l'organe de réglage (crémaillère ou autre).